Les sols observés par les satellites : exemples de modèles et d'applications

Les différences de réflectance spectrale entre sols permettent de les discriminer plus ou moins bien depuis l'espace, selon les capteurs utilisés. La réflectance est une donnée essentielle en télédétection, mais sa mesure était jusqu'à présent réalisée surtout en laboratoire. Les relations entre la réflectance spectrale, la couleur et la composition des sols passés en revue dans cet article montrent l'intérêt de son étude d'un point de vue pédologique. Les nouveaux instruments de terrain que sont les spectroradiomètres portables permettent de mesurer facilement cette grandeur in situ, améliorant la caractérisation spectrale pour les applications à la télédétection. Mais ils permettent aussi de mesurer la couleur des sols et l'intensité d'absorptions caractéristiques de certains composants tels les oxy-hydroxydes de fer, ouvrant de nouvelles perspectives dans l'étude des couvertures pédologiques en place et dans le suivi de leur évolution. Deux essais de faisabilité illustrent cet apport potentiel de la spectroradiométrie aux études pédologiques de terrain. (Résumé d'auteur

Les sols observés par les satellites : exemples de modèles et d'applications

L'importance croissante des études sur l'environnement, les performances de l'informatique favorisant le développement des SIG et le fait que le sol constitue un élément majeur de notre environnement terrestre nous amènent à poser cette question. Comment introduire dans un SIG les cartes de sols et les autres données sur les sols pour que cela puisse servir aux acteurs du développement rural et contribuer à aider les planificateurs dans leur prise de décision ? Les études de sols se situent dans un environnement rural qui est différent d'un environnement urbain. Celui-ci, construit par l'homme, est donc artificiel, fait d'objets à formes géométriques, hiérarchisés, ordonnés et emboîtés, identifiables de visu, formant des motifs répétitifs (par exemple, blocs d'immeubles séparés par des rues). Cela est relativement facile à structurer dans un SIG, d'où le développement beaucoup plus rapide et spectaculaire des SIG "urbains" que des SIG "ruraux". L'environnement rural forme un continuum, ayant rarement des formes géométriques mais de nombreuses propriétés pouvant fluctuer de manière apparemment aléatoire. La question est donc de savoir comment structurer l'espace rural avec sa couverture pédologique et les données qui les décrivent pour les stocker dans un SIG. Nous proposons pour cela une structure a 4 niveaux, hiérarchisés et emboîtés. Le niveau 1 est le plus important et forme l'ossature du SIG. Il est constitué par les Unités naturelles de terrain (ou UNT), comparables à des terroirs au sens agricole du terme. Elles sont définies par des caractéristiques stables du terrain : topographie, formes du modelé, nature de la roche, du sol, de la végétation spontanée, forme du réseau hydrographique. Ces unités sont identifiables sur des images aérospatiales et présentent un motif répétitif des variations de certaines propriété. (Résumé d'auteur

Les sols observés par les satellites : exemples de modèles et d'applications

La présence de sels dans les sols et les nappes modifie les états de surface. La télédétection facilite leur identification et améliore la cartographie des sols salés. On distingue des effets directs sur la réflectance avec la présence de sels en surface (croûtes ou efflorescences salines), et des effets indirects sur la structure (pseudosables), la végétation (stress salin, végétation spécifique) ou l'absence de végétation dans les cas extrêmes. Les caractéristiques spectrales des sels du visible au moyen infrarouge (0,4 à 2,5 micromètres), étudiées en spectrophotométrie au laboratoire, correspondent à des bandes d'absorption groupées dans le moyen infrarouge sous l'effet de l'eau libre ou intégrée dans le réseau cristallin (1,45 et 1,9 micromètres), des ions hydroxyles (OH, bandes à 1,4 et 2,2 micromètres) et de leurs liaisons avec Al3+, et des ions carbonates et borates. Les ions chlorures et sulfates ne présentent pas de bandes d'absorption dans ce domaine. Parmi les anions, seul le fer provoque des absorptions dans le visible et le proche infrarouge. Sur sol nu, les effets principaux des sels précipités en surface sont : (1) une augmentation de la réflectance moyenne, (2) une diminution dans le début du visible jusqu'à 0,5 micromètre environ, de l'absorption due au fer présent à la surface du sol, (3) une diminution relative de la réflectance dans le moyen infrarouge due principalement aux bandes des ions hydroxyles et de l'eau. Cet effet semble se prolonger jusqu'au proche infrarouge dans le cas de sels plus ou moins hygroscopiques. Les mesures radiométriques de terrain et les données satellitaires confirment ces résultats. Les effets des sels se combinent à ceux des autres composants du sol et de sa rugosité. Les sels ne sont pas détectés en quantité plus faible que 10 à 15% environ selon les sels. (Résumé d'auteur

Les sols observés par les satellites : exemples de modèles et d'applications

Une méthodologie de cartographie des sols sous forêt est mise au point au Sud-Cameroun. Elle comporte quatre étapes : (1) la caractérisation de l'organisation pédologique d'un site représentatif correspondant à une unité de paysage ; (2) la recherche de relations entre organisation profonde et caractères de surface ; (3) la reconnaissance de ces caractères de surface sur une image de télédétection ; (4) la spatialisation. Un exemple est proposé dans le sud-est du Cameroun. Un secteur de 2500 hectares est analysé sur le terrain à l'échelle du 1/25000. Le traitement numérique d'une image Landsat Thematic Mapper a permis de distinguer les ensembles forestiers qui sont en relation avec l'organisation du sol. Une spatialisation au 1/360000 est proposée. Ses avantages et ses limites sont discutés. (Résumé d'auteur

Les sols observés par les satellites : exemples de modèles et d'applications

Cet article traite de la diffusion et de l'absorption de la lumière visible par une particule minérale isolée de diamètre variant de 0,01 micromètre à 50 micromètres. La particule est supposée sphérique et d'indice de réfraction égal à celui de l'hématite (indice ordinaire). En effet, l'hématite, avec la goethite, est responsable du comportement spectral particulier des sols latéritiques sous l'effet de l'humidité. Les efficacités de diffusion et d'absorption optique ainsi que l'angle d'ouverture ont été calculés. Différents scénarios ont été envisagés : (1) la particule dans l'air; (2) la particule complètement immergée dans l'eau; et (3) la particule entourée d'une couche d'eau d'épaisseur finie. Tous les spectres (400-770 nm) ainsi calculés ont été classés en trois groupes granulométriques (0,01-0,1 ; 0,2-2 ; 5-50 micromètres). Le comportement des spectres calculés (2ème et 3ème scénarios) dépend à la fois du diamètre de la particule et de la longueur d'onde. Un modèle de Hapke simplifié a ensuite été utilisé pour simuler les spectres de réflectance de poudres d'hématite. Le résultat le plus important est la mise en évidence d'une cellule optique élémentaire d'arrangement des particules minérales d'un sol. (Résumé d'auteur

Les sols observés par les satellites : exemples de modèles et d'applications

L'analyse du milieu physique se base en première approche sur la perception du relief et de la géomorphologie. Elle s'appuie notamment sur l'exploitation visuelle de photos aériennes mais, d'après KILIAN (1990), elle ne se prête pas encore aux traitements numériques, car elle fait appel à des processus de photo-interprétation non automatisables. L'objectif de l'article est de présenter une méthode d'interprétation semi-automatique du modelé en facettes morphologiques à partir du traitement d'un modèle numérique de terrain (MNT) Spot. Trois variables dérivées du MNT sont retenues : la relation spatiale (Rs), la relation altitudinale (Ra) et les pentes. Les deux premières variables traduisent la relation fonctionnelle entre un point du modelé et son exutoire dans le réseau hydrographique. La carte des facettes morphologiques obtenue est comparée à une cartographie morphopédologique de référence. Les auteurs discutent des potentialités et des limites d'une telle approche pour la caractérisation du milieu physique et pour l'amélioration des procédures de sondage dans le cadre des statistiques agricoles. (Résumé d'auteur