Investigating snowpack volumes and icing dynamics in the moraine of an Arctic catchment using UAV photogrammetry

• Published in: The Photogrammetric Record
• Main Authors: Bernard, Eric, Friedt, Jean-Michel, Tolle, Florian, Griselin, Madeleine, Marlin, Christelle, Prokop, Alexander
• Other Authors: Théoriser et modéliser pour aménager (UMR 6049) (ThéMA), Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté COMUE (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté COMUE (UBFC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bourgogne (UB), Franche-Comté Électronique Mécanique, Thermique et Optique - Sciences et Technologies (UMR 6174) (FEMTO-ST), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et des Microtechniques (ENSMM)-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté COMUE (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté COMUE (UBFC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Géosciences Paris Sud (GEOPS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institute of Mountain Risk Engineering, University Vienna
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2017
• Subjects: proglacial moraine; photogrammetry; SfM; snow cover; UAV; Arctic; [SHS.GEO]Humanities and Social Sciences/Geography; [SDU.STU.GL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Glaciology; [SDU.STU.GM]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geomorphology; Arctique*
• Online Access: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01670688; https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01670688/document; https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01670688/file/phor.12217.pdf; https://doi.org/10.1111/phor.12217

International audience Methods for assessing the contribution of the proglacial moraine into the water budget of an Arctic glacier are investigated. High spatial resolution elevation models at different seasons are needed to estimate the volume of ice and snow accumulated during winter in this part of the catchment basin and released into rivers during the melting season. Lidar currently provides the highest resolution for the generation of digital elevation models (DEMs). This paper considers the complementary use of a commercial off-the-shelf DJI Phantom 3 Professional unmanned aerial vehicle (UAV) for acquiring aerial photography, combined with structure-from-motion (SfM) analysis, for DEM computation. DEM differences between datasets acquired in April (maximum snow accumulation) and September (minimum snow cover) yield a volume difference attributed either to snow cover or icing formation. Repeated measurements over a short period highlight the processes of snow-cover storage in the moraine and melting dynamics. Ce travail s'intéresse aux méthodes permettant d’établir la contribution de la moraine pro-glaciale dans les écoulements d'un petit hydrosystème arctique. Des MNTs à haute résolution spatiale, et à différentes saisons, sont nécessaires pour estimer le volume de glace et de neige accumulés dans la moraine qui participent ensuite aux écoulements en période de fonte. Le LIDAR est actuellement la méthode de référence pour générer des MNTs: cet instrument hautement spécialisé fourni la meilleure résolution. Nous considérons ici, en complément, l'utilisation d'un drone (de type DJi Phantom3) pour l'acquisition d'images aériennes, combiné avec des méthodes de traitement des images par photogrammétrie (Structure from Motion). La différence de MNTs entre des jeux de données acquis en avril (maximum d'accumulation neigeux) et en septembre (absence de neige ou manteau neigeux minimal) permet de quantifier des volumes, attribués à la fois au manteau neigeux et aux phénomènes d’«icings». Des acquisitions ...