Utilisation des séries temporelles d’images Sentinel-2 pour la cartographie de l’occupation du sol dans un contexte de modélisation de la biodiversité

La connaissance de l’occupation du sol actualisée est une donnée essentielle pour de nombreuses applications scientifiques et opérationnelles. À ce titre, il s’agit d’une donnée permettant de dériver plusieurs variables essentielles de biodiversité, telles que l’étendue et la fragmentation des écosystèmes ainsi que la structure paysagère, variables fortement reliées au potentiel de biodiversité d’un paysage (Skidmore et al., 2015). Elle représente une donnée d’entrée essentielle des modèles prédictifs ou de simulation paysagère développées en recherche en écologie du paysage. À l’heure actuelle, il existe plusieurs jeux de données d’occupation du sol de référence, comme Corine Land Cover (CLC) à l’échelle européenne ou la BD TOPO® de l’IGN à l’échelle nationale française. Ces deux jeux de données permettent de décrire l’occupation du sol de manière exhaustive et harmonisée sur de larges étendues géographiques. Cependant, la faiblesse de CLC réside dans sa fraîcheur temporelle, à savoir que sa diffusion intervient tardivement par rapport à la période temporelle qu’elle décrit. Si CLC dispose d’une typologie très détaillée, intégrant des notions d’usage du sol, la BD TOPO®, si elle décrit précisément les éléments permanents du paysage, n’identifie pas différentes classes annuelles du paysage telles que les cultures. L’avènement récent de la mission spatiale Sentinelle-2 qui fournit de séries temporelles d’images satellites, à forte capacité de revisite (5 jours) et une résolution spatiale décamétrique sur l’ensemble de la surface terrestre, ouvre ainsi de nouvelles opportunités dans la cartographie de l’occupation du sol actualisée à grande échelle. Dans ce sens, le CESBIO avec des contributions de l’UMR Dynafor, dans le cadre du centre d’expertise scientifique « Occupation du Sol » (CES OSO) du Pôle Thématique Surfaces Continentales THEIA a développé une chaîne opérationnelle de classification supervisée automatique d’images Sentinelle-2 et Landsat-8 (iota2) produisant une cartographie de l’occupation du sol actualisée. L’occupation du sol est décrite grâce à 17 classes, couvrant les grands ensembles paysagers (urbain, agricole et semi-naturel), à une résolution spatiale de 10 m et une unité minimale de collecte de 0.01 ha (UMC). La précision globale proche de 90% permet son utilisation tant dans des contextes opérationnels et scientifique d’aide à la décision (Inglada et al., 2017). Cette présentation décrira, dans une première partie, les caractéristiques de ce produit cartographique, de sa méthode de production et de sa qualité statistique. Dans une seconde partie, la question de l’incertitude spatiale de cette carte d’occupation du sol sera abordée. Une comparaison avec un jeu de données d’occupation du sol digitalisé manuellement sera présentée au travers d’une modélisation spatialisée espèce-habitat fondée sur la surface, l’hétérogénéité et la connectivité forestière d’un paysage agricole pour expliquer la richesse spécifique de syrphes (ordre des mouches) (Herrault et al., 2016). Les résultats tendent à montrer un effet négligeable de l’incertitude spatiale sur les performances du modèle alors qu’en parallèle le recours à la cartographie par télédétection de l’occupation du sol permet d’envisager une analyse plus systématique de l’effet de la matrice paysagère dans son ensemble sur la biodiversité

2017 Metropolitan France Land Cover Map - CESBIO - OSO

This archive contains the land cover map of metropolitan France for the year 2017 using Sentinel-2 imagery produced by CESBIO. The algorithm description is available in: Inglada, J.; Vincent, A.; Arias, M.; Tardy, B.; Morin, D.; Rodes, I. Operational High Resolution Land Cover Map Production at the Country Scale Using Satellite Image Time Series. Remote Sens. 2017, 9, 95. https://doi.org/10.3390/rs901009

Contribution à l'amélioration de l'expertise en situation de crise par l'utilisation de l'informatique distribuée (application aux crues à cinétique rapide)

PARIS-MINES ParisTech (751062310) / SudocSudocFranceF

French national map of 2022 mowing dates

National map of mowing dates for 2022. Produces using machine learning and sentinel-2 time series

Improved Mapping of Mountain Shrublands Using the Sentinel-2 Red-Edge Band

Shrub encroachment into grassland and rocky habitats is a noticeable land cover change currently underway in temperate mountains and is a matter of concern for the sustainable management of mountain biodiversity. Current land cover products tend to underestimate the extent of mountain shrublands dominated by Ericaceae (Vaccinium spp. (species) and Rhododendron ferrugineum). In addition, mountain shrubs are often confounded with grasslands. Here, we examined the potential of anthocyanin-responsive vegetation indices to provide more accurate maps of mountain shrublands in a mountain range located in the French Alps. We relied on the multi-spectral instrument onboard the Sentinel-2A and 2B satellites and the availability of red-edge bands to calculate a Normalized Anthocyanin Reflectance Index (NARI). We used this index to quantify the autumn accumulation of anthocyanin in canopies dominated by Vaccinium spp. and Rhododendron ferrugineum and compared the effectiveness of NARI to Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) as a basis for shrubland mapping. Photointerpretation of high-resolution aerial imagery, intensive field campaigns, and floristic surveys provided complementary data to calibrate and evaluate model performance. The proposed NARI-based model performed better than the NDVI-based model with an area under the curve (AUC) of 0.92 against 0.58. Validation of shrub cover maps based on NARI resulted in a Kappa coefficient of 0.67, which outperformed existing land cover products and resulted in a ten-fold increase in estimated area occupied by Ericaceae-dominated shrublands. We conclude that the Sentinel-2 red-edge band provides novel opportunities to detect seasonal anthocyanin accumulation in plant canopies and discuss the potential of our method to quantify long-term dynamics of shrublands in alpine and arctic contexts

Systèmes d'information géographique : études de cas

International audienceL'utilisation des informations géographiques s'est considérablement développée avec l'essor des outils informatiques. Dans les entreprises ou les administrations, les systèmes d'information géographique (SIG) permettent la représentation de l'environnement spatial à partir de formes géométriques de base (polygones, vecteurs, maillages...). Les SIG exploitent donc des outils logiciels, des données à traiter, des serveurs informatiques, mais également des savoir-faire techniques. Cet article propose de présenter aux ingénieurs les potentialités offertes par les SIG et les outils informatiques associés. Ainsi, des exemples d'exploitation de SIG sont exposés sur des thématiques variées

Principes de réalisation d’un fond cartographique pour la carte des végétations de France

National audienceCarHab the program carried by the MEDDE, aims to achieve a national mapping of natural vegetation and land Semi-natural in France at a 1:25 scale 000. The first stage of the program, spread over the period 2011-2014 should Methodological framework (data mobilization, treatments, field tests). The next step planned for the period 2015-2025 will be the deployment of tools and methods for the realization of the final map. The project is based on a partnership between targeted organizations (Irstea, MNHN, IGN, Federation of National Botanical Conservatories, Universities); It is organized into several committees that combine specific skills by major types of environment (forest, open environments, coastal areas, etc.). These skills include both advanced spatial analysis techniques (remote sensing, GIS, modeling ...) and naturalistic knowledge of the vegetation (phytosociologists botanical conservatories, universities, SFP ...).Le programme CarHab, porté par le MEDDE, vise à réaliser une cartographie nationale des végétations naturelles et semi-naturelles terrestres en France à l’échelle du 1/25 000. La première étape du programme, échelonnée sur la période 2011-2014, doit permettre de réaliser un cadrage méthodologique (mobilisation des données, traitements, tests de terrain). L’étape suivante programmée sur la période 2015-2025 correspondra au déploiement des outils et des méthodes pour la réalisation de la carte finale. Le projet s’appuie sur un partenariat entre des organismes ciblés (Irstea, MNHN, IGN, Fédération des Conservatoires botaniques nationaux, Universités) ; il est organisé en plusieurs commissions regroupant des compétences spécifiques par grands types de milieux (forêt, milieux ouverts, littoral, …). Ces compétences comprennent à la fois des techniques avancées d’analyse spatiale (télédétection, SIG, modélisation…) et des connaissances naturalistes sur les végétations (phytosociologues des conservatoires botaniques, des universités, de la SFP…)

A generic remote sensing approach to derive operational essential biodiversity variables (EBVs) for conservation planning

International audienc