Classification de la végétation sur la France à l'aide de l'AVHRR de NOAA-11 - article ; n°1 ; vol.155, pg 269-282

M. Derrien, Farki (B.), Le Legleau(H.), Sairouni (A.)

Description

Norois - Année 1992 - Volume 155 - Numéro 1 - Pages 269-282
ABSTRACT
NOAA-11 / AVHRR data from march 1990 to february 1991 have been processed to map the vegetation cover over France. After an automatic cloud detection, the vegetation index (NDVI) is computed over the whole period using the visible and near infrared channels corrected from atmospheric effects. A monthly NDVI value is obtained for each point of the area by keeping the maximum value among the data corresponding to low satellite zenith angles. These annual profiles have been classified with a clustering algorithm and the resulting classification has been associated to vegetation cover by comparison with in-situ data of a 1988 vegetation survey from the French Agriculture Ministry.
RESUME
Les données NOAA-11 /AVHRR de la période mars 1990-février 1991 sont traitées afin d'obtenir une cartographie de l'occupation du sol sur la France et une partie de l'Espagne à une résolution de 4 km. Après que les nuages aient été détectés, l'indice de végétation (NDVI) est calculé sur toute la période à partir des canaux visible et proche infrarouge corrigés des effets atmosphériques. Des profils temporels de NDVI sont ainsi obtenus en limitant l'angle de visée et en ne gardant que la valeur maximale de chaque mois. Ces profils sont classés d'une manière automatique par un algorithme de type Nuées Dynamiques . La confrontation des résultats de cette classification à des données de terrain provenant du Recensement Général de l'Agriculture effectué en 1988 en France à l'échelle du canton permet d'évaluer la sensibilité des profils AVHRR à l'occupation du sol.
14 pages
Source : Persée ; Ministère de la jeunesse, de l’éducation nationale et de la recherche, Direction de l’enseignement supérieur, Sous-direction des bibliothèques et de la documentation.

Sujets

• Sociologie, société et politique

Informations

• Publié par: NOROIS
• Publié le: 01 janvier 1992
• Nombre de lectures: 8
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 1 Mo

Extrait

M Derrien
B Farki
H Le Gleau
A Sairouni
Classification de la végétation sur la France à l'aide de l'AVHRR
de NOAA-11
In: Norois. N°155, 1992. Juillet-Septembre 1992. pp. 269-282.
Abstract
ABSTRACT
NOAA-11 / AVHRR data from march 1990 to february 1991 have been processed to map the vegetation cover over France. After
an automatic cloud detection, the vegetation index (NDVI) is computed over the whole period using the visible and near infrared
channels corrected from atmospheric effects. A monthly NDVI value is obtained for each point of the area by keeping the
maximum value among the data corresponding to low satellite zenith angles. These annual profiles have been classified with a
clustering algorithm and the resulting classification has been associated to vegetation cover by comparison with in-situ data of a
1988 vegetation survey from the French Agriculture Ministry.
Résumé
RESUME
Les données NOAA-11 /AVHRR de la période mars 1990-février 1991 sont traitées afin d'obtenir une cartographie de
l'occupation du sol sur la France et une partie de l'Espagne à une résolution de 4 km. Après que les nuages aient été détectés,
l'indice de végétation (NDVI) est calculé sur toute la période à partir des canaux visible et proche infrarouge corrigés des effets
atmosphériques. Des profils temporels de NDVI sont ainsi obtenus en limitant l'angle de visée et en ne gardant que la valeur
maximale de chaque mois. Ces profils sont classés d'une manière automatique par un algorithme de type " Nuées Dynamiques ".
La confrontation des résultats de cette classification à des données de terrain provenant du Recensement Général de
l'Agriculture effectué en 1988 en France à l'échelle du canton permet d'évaluer la sensibilité des profils AVHRR à l'occupation du
sol.
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Derrien M, Farki B, Le Gleau H, Sairouni A. Classification de la végétation sur la France à l'aide de l'AVHRR de NOAA-11. In:
Norois. N°155, 1992. Juillet-Septembre 1992. pp. 269-282.
doi : 10.3406/noroi.1992.6433
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/noroi_0029-182X_1992_num_155_1_64331992, Poitiers, /. 39, n° 155, p. 269-282 Norois,
Classification de la végétation sur la France
à l'aide de l'AVHRR de NOAA-11
par M. DERRIEN, B. FARKI, H. LE GLÉAU, A. SAIROUNI
Météo France / Centre de Météorologie Spatiale, B.P. 147, 22302 LANNION
RESUME
Les données NOAA-11 /A VHRR de la période mars 1990-février 1991 sont traitées
afin d'obtenir une cartographie de l'occupation du sol sur la France et une partie de
l'Espagne à une résolution de 4 km. Après que les nuages aient été détectés, l'indice de
végétation (NDVI) est calculé sur toute la période à partir des canaux visible et proche
infrarouge corrigés des effets atmosphériques. Des profils temporels de NDVI sont
ainsi obtenus en limitant l'angle de visée et en ne gardant que la valeur maximale de
chaque mois. Ces profils sont classés d'une manière automatique par un algorithme
de type " Nuées Dynamiques ". La confrontation des résultats de cette classification à
des données de terrain provenant du Recensement Général de l'Agriculture effectué en
1988 en France à l'échelle du canton permet d'évaluer la sensibilité des profils
A VHRR à l'occupation du sol.
ABSTRACT
NOAA-11 / AVHRR data from march 1990 to february 1991 have been processed
to map the vegetation cover over France. After an automatic cloud detection, the vege
tation index (NDVI) is computed over the whole period using the visible and near
infrared channels corrected from atmospheric effects. A monthly NDVI value is
obtained for each point of the area by keeping the maximum value among the data
corresponding to low satellite zenith angles. These annual profiles have been classified
with a clustering algorithm and the resulting classification has been associated to
vegetation cover by comparison with in-situ data of a 1988 vegetation survey from the
French Agriculture Ministry.
A de petites échelles, la présence de la végétation et son état de dévelop
pement sont susceptibles de modifier notablement les bilans d'énergie en
surface. Une amélioration de la paramétrisation des phénomènes de
surface dans les modèles atmosphériques de prévision ou d'étude du climat
passe donc par une meilleure connaissance de la répartition du couvert
végétal terrestre (Noilhan et Planton, 1989).
Mots clés : Indice de végétation. Couvert végétal. AVHRR.
Key words : Vegetation index. Land use. AVHRR. M. DERRIEN, B. FARKI, H. LE GLÉAU, A. SAIROUNI 270
Le suivi de la végétation dépasse largement le cadre de la Météorologie
en apportant une aide à des études d'environnement (sécheresse, désertifi
cation...), en permettant un suivi de la production agricole (Guyot et
Seguin, 1988).
Le type et l'état de la végétation peuvent être obtenus à partir d'un suivi
temporel de l'indice de (NDVI) obtenu à partir de l'imageur du
satellite défilant NOAA-11 (Louhala et al., 1991). Cependant, divers effets
dus à l'atmosphère (aérosols), aux nuages ou aux propriétés de réflexion des
sols dans les canaux visibles viennent perturber les mesures de NDVI.
La chaîne de traitement en temps réel des données AVHRR de
NOAA-11, développée au Centre de Météorologie Spatiale de Lannion
(CMS) pour satisfaire différents besoins de la Météorologie, corrige partie
llement certains effets (détection de nuages, correction atmosphérique et
localisation des images). Cette chaîne a été utilisée pour obtenir des profils
temporels d'indices de végétation sur la France et l'Espagne à une résolu
tion horizontale de 4 km en 1990.
Les profils temporels de NDVI issus de cette chaîne de traitement ont
ensuite été classifies en 20 classes par un algorithme de type Nuées Dyna
miques. Une confrontation des résultats de cette classification à un recen
sement de différentes cultures effectué en France à l'échelle du canton en
1988 a permis d'évaluer la sensibilité des profils NDVI à l'occupation du
sol.
I. - DESCRIPTION DE LA TECHNOLOGIE SATELLITAIRE
L' AVHRR DE NOAA-11 A)
NOAA-1 1 est un satellite à défilement. L'heure de passage de ce satellite
au-dessus de la France varie entre 13 h 30 et 15 h 30 TU (le jour). Il a à son
bord le radiomètre de balayage AVHRR qui permet d'observer pratique
ment le globe entier, deux fois par jour, avec une résolution spatiale de
l'ordre de 1,1 km (sous la trace du satellite).
Tableau 1. - Caractéristiques radiométriques des cinq canaux de l'imageur
AVHRR.
0.58 /im - 0.68 /un canal 1 Visible
0.70 /tm - 1.00 /Ltm canal 2 Proche IR
3.60 fim - 3.90 /un canal 3 Moyen IR
10.30 /un - 11.30/tm canal 4 IR thermique
11.40/im - 12.40 /tm canal § IR CLASSIFICATION DE LA VÉGÉTATION SUR LA FRANCE 271
Ce radiomètre AVHRR est un imageur à 5 canaux fonctionnant dans le
domaine des courtes longueurs d'ondes, du moyen infrarouge et de l'infr
arouge thermique (tableau 1). Ces canaux sont des fenêtres atmosphériques
(relativement peu d'influence de l'atmosphère sur la mesure). Les canaux
visible (VIS) et proche infrarouge (PIR) permettent d'étudier la végétation
en calculant l'indice de végétation NDVI = (PIR - VIS) / (PIR + VIS). En
effet, les couverts végétaux réfléchissent beaucoup plus la lumière dans le
proche infrarouge que dans le visible et correspondent donc à un indice de
végétation fort, tandis que les sols nus ont un NDVI faible.
B) LA CHAINE DE TRAITEMENT DE L' AVHRR DU CMS
Tous les traitements appliqués au Centre de Météorologie Spatiale de
Lannion aux données AVHRR sont effectués sur le calculateur central.
C'est la raison pour laquelle une unique chaîne de traitement (fig. 1) est
utilisée pour répondre aux différents besoins. Nous allons décrire rapide
ment les traitements nécessaires à l'élaboration des indices de végétation.
Une détection automatique des nuages est tout d'abord appliquée à
chaque pixel AVHRR des orbites reçues à Lannion dont les canaux ont été
préalablement calibrés en albédo ou en températures radiatives. Cet algo
rithme est constitué d'une succession de tests à seuils