Surveillance de la couverture végétale basée sur la technologie de télédétection hyperspectrale

En télédétection, les indices de végétation sont couramment utilisés pour extraire des informations sur la végétation. Ces indices sont des grandeurs caractéristiques calculées à partir de la réflectance dans les bandes du visible et du proche infrarouge, reflétant le degré et le stade de croissance du couvert végétal de surface. Parmi les indices de végétation les plus utilisés figurent l'indice de végétation par différence naturelle (NDVI), l'indice de végétation par différence (DVI) et l'indice de virtualisation (VI).

Méthodes de surveillance des changements de la couverture végétale basées sur la télédétection

1. Méthode de changement de l'indice de végétation

La méthode d'analyse des variations de l'indice de végétation compare les indices de végétation de plusieurs images de télédétection et calcule leurs variations afin de déterminer l'état du couvert végétal. L'analyse de ces variations permet de déterminer la croissance et le dépérissement de la végétation, ainsi que les changements de son couvert.

2. Méthode de classification et de variation

La méthode de classification des changements utilise des images de télédétection pour classifier les zones de couverture végétale et refléter ainsi les variations de cette dernière. Cette méthode permet d'obtenir des informations sur les changements et les types de couverture végétale grâce à la classification et à l'analyse de ces images, et son efficacité de suivi est supérieure à celle de la méthode basée sur l'indice de végétation.

Processus de base de surveillance du couvert végétal

1. Acquisition des données

La première étape de l'utilisation de la télédétection pour la surveillance du couvert végétal consiste à acquérir des données appropriées. Ces données peuvent provenir de satellites, de drones ou d'autres plateformes de télédétection. Les données satellitaires offrent généralement une large couverture spatiale et une résolution temporelle plus faible, tandis que les données de drones présentent une couverture spatiale plus restreinte et une résolution temporelle plus élevée. Le choix du type de données dépend des besoins spécifiques. De plus, des facteurs tels que la combinaison de bandes spectrales et la résolution des données doivent être pris en compte afin de garantir la pertinence des informations fournies sur la végétation.

2. Prétraitement des données

Après l'acquisition de données de télédétection, une série d'opérations de prétraitement est nécessaire pour obtenir des données exploitables pour le suivi du couvert végétal. Ces opérations comprennent la suppression des nuages, la correction atmosphérique et l'étalonnage radiométrique. Pour la suppression des nuages, des algorithmes de détection peuvent être utilisés afin d'éliminer les zones couvertes par les nuages, ou bien la fusion d'images de nuages ​​permet d'assembler des images avec et sans nuages. La correction atmosphérique peut être effectuée à l'aide de modèles de correction atmosphérique pour éliminer les effets atmosphériques et réduire les erreurs. Enfin, l'étalonnage radiométrique est indispensable pour convertir les données de télédétection en grandeurs physiques.

3. Calcul de l'indice de végétation

Les indices de végétation sont des indicateurs importants pour le suivi du couvert végétal. Parmi les indices de végétation couramment utilisés figurent l'indice de végétation par différence normalisée (NDVI) et l'indice de végétation par différence (DVI).

Les indices de végétation peuvent être calculés à partir de différentes bandes de données de télédétection, selon des formules spécifiques. Par exemple, l'indice NDVI s'obtient en calculant le rapport entre les bandes infrarouge et visible. Ces indices reflètent l'état du couvert végétal et permettent ainsi son suivi.

4. Interprétation et analyse des données

Après le calcul de l'indice de végétation, les données doivent être interprétées et analysées afin d'obtenir des informations plus précises sur le couvert végétal. L'interprétation et l'analyse peuvent faire appel à des méthodes telles que la classification d'images et la détection des changements. La classification d'images permet de répartir les pixels d'une image de télédétection en différentes catégories, comme la végétation, les plans d'eau et les bâtiments. La détection des changements permet de comparer des images de télédétection prises à différentes périodes afin d'identifier les modifications du couvert végétal. Grâce à l'interprétation et à l'analyse, il est possible d'obtenir des informations telles que la distribution spatiale et les tendances d'évolution du couvert végétal, fournissant ainsi une base pour la prise de décision en matière de gestion de la végétation et de protection de l'environnement.

5. Vérification des résultats et évaluation de leur exactitude

Pour vérifier l'exactitude des résultats de surveillance, une vérification et une évaluation de la précision sont nécessaires. La vérification peut être effectuée par des relevés de terrain et des échantillonnages, en comparant la cohérence entre les résultats de ces relevés et ceux de la télédétection. L'évaluation de la précision peut utiliser un logiciel spécialisé d'analyse statistique spatiale, permettant de calculer les indicateurs de précision des résultats de surveillance, tels que l'exactitude et la précision. Grâce à la vérification des résultats et à l'évaluation de la précision, la fiabilité de la télédétection peut être évaluée, fournissant ainsi une référence pour les travaux de surveillance ultérieurs.

△ Répartition du couvert végétal dans la ville de Xi'an en mars 2023

CAS Xiguang Aerospace - Surveillance par télédétection de la végétation

La couverture végétale moyenne à Xi'an au printemps et en été présente une nette tendance saisonnière, indiquant que Xi'an possède un bon environnement écologique naturel.Les résultats statistiques régionaux montrent que la croissance de la végétation est relativement stable dans les monts Qinling et la plaine alluviale du fleuve Weihe, dans la zone montagneuse du sud ; les tendances de croissance de la végétation sont significatives le long des collines et des plateaux de lœss ; et le couvert végétal est faible dans les zones urbaines nouvellement construites et les principaux axes de développement. L’analyse de la structure du paysage montre que la densité et le nombre de parcelles de végétation à Xi’an sont relativement élevés, ce qui indique que les ressources de Xi’an sont continuellement exploitées et mises en valeur. 

△ Répartition du couvert végétal dans la ville de Xi'an en août 2023

L'application de la télédétection au suivi des changements de la couverture végétale a considérablement amélioré l'efficacité et la précision de ce suivi. Grâce au développement et aux progrès constants de la télédétection, de nouvelles technologies et méthodes continueront d'émerger, fournissant des informations toujours plus précises et complètes sur ces changements. La télédétection nous permettra ainsi de mieux comprendre et de protéger l'environnement.