Multi-source satellite remote sensing for characterizing, mapping and monitoring wetland vegetation and their ecological functions from local to global scales
Télédétection satellitaire multi-sources pour la caractérisation, la cartographie et le suivi des végétations des zones humides et de leurs fonctions écologiques de l’échelle locale à l’échelle globale
Résumé
Wetlands are highly diverse ecosystems, protected by public measures for their conservation and restoration. The i-Sea company offers remote sensing solutions for environmental monitoring. The Biodiversity Team produces detailed maps of wetland habitats. In order to extend their solutions and gain a better understanding of these ecosystems, the company is interested in the use of multi-source remote sensing tools to characterize wetland vegetation and their ecological functions from local to global scales.
Natural habitat classifications have been carried out on the Olives marsh and the Seine estuary. A field protocol for studying biomass has been applied to the Arès Salt Meadows Nature Reserve. Classification was carried out using the Biocoast process, based on field surveys, image time series and a Random Forest algorithm. Processing chains have been developed to study ecological functions based on satellite time series (SPOT, Pleiades and Sentinel-2), remote sensing indices (NDVI, NDWI and NDMI) and ancillary data (Ellenberg values).
The results show the potential of remote sensing for monitoring vegetation changes, estimating biomass production and analyzing moisture climates to assess wetland functions. The field protocol needs to be improved to adapt to changes in spatial resolution, and to enable quantitative data to be collected in a way more suited to the resolution of the final maps.
This work is part of the R&D development of the company's Biodiversity Team and represents a contribution to current thinking.
Les zones humides abritent divers écosystèmes protégés soumis à des politiques publiques de conservation ou de restauration. L’entreprise i-Sea propose des solutions de télédétection pour la surveillance de l’environnement. Le pôle biodiversité produit des cartographies fines des habitats naturels des zones humides. Afin d’étendre leurs solutions et de mieux appréhender ces écosystèmes, l’entreprise s’intéresse à l’usage d’outils de télédétection multi-sources pour caractériser les végétations des zones humides et leurs fonctions écologiques de l’échelle locale à globale.
Des classifications des habitats naturels ont été réalisées sur le marais d’Olives et l’estuaire de la Seine. Un protocole terrain pour l’étude de la biomasse a été appliqué sur la Réserve Naturelle des prés salés d’Arès. La classification est réalisée selon le procédé Biocoast à partir de relevés terrain, de séries temporelles d’images et d’un algorithme de Random Forest. Des chaines de traitement ont été développées pour l’étude des fonctions écologiques basées sur des séries temporelles satellitaires (SPOT, Pléiades et Sentinel-2), des indices issus de télédétection (NDVI, NDWI et NDMI) et des données annexes (valeurs d’Ellenberg).
Les résultats montrent le potentiel de la télédétection pour suivre les changements de végétation, estimer la production de biomasse et analyser les climats d’humidité pour évaluer les fonctions des zones humides. Le protocole terrain doit être amélioré pour s'adapter aux changements de résolution spatiale et permettre une collecte de données quantitatives plus adaptée à la résolution des cartes finales.
Ce travail s’intègre au développement R&D du pôle biodiversité de l’entreprise et constitue un apport aux réflexions actuelles.
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