Quantification d' arbres décidus des forêts de l'ouest de l Afrique centrale à partir d'images satellites multi-résolution

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Camille Favreau
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1 Quantification d' arbres décidus des forêts de l'ouest de l Afrique centrale à partir d'images satellites multi-résolution Nicolas Barbier & Gaëlle Viennois J o u r n é e I m a g e d u 2 4 J u i n

2 O b j e c t i f Cartographier la phénologie des FTH-AC dans une zone d intervention prioritaire (TRIDOM) MAIS Cartographies traditionnelles des FTH sont limitées : - Faible relation réflectance/structure 3D des forêts - Nébulosité importante dans les zones tropicales COMMENT 1 2 Gradient forestier lié aux variations phénologiques de la canopée (Schnell 1974) STRATEGIE MODIS (haute résolution temporelle/ faible résolution spatiale) résultats ++ pour quantifier phénologie en Amazonie (Bradley, GCB 2011). Combler le manque de résolution spatiale de MODIS par une approche itérative mutli-échelles (GeoEye-1, SPOT-5 et MODIS)

TRIDOM Dja-Odzala-Minkebe (COMIFAC) Aire 141 000

3 TRIDOM Dja-Odzala-Minkebe (COMIFAC) Aire km² - 25 % aires protégées S i t e d é t u d e 3

4 I m a g e s m u l t i - é c h e l l e s GeoEye-1 SPOT-5 MODIS Surface image (km²) 10 x 10 (~2000 $) 62 x 62 (~200 $) 578 x 476 (gratuit) Résolution spatiale (m) Résolution temporelle Période d acquisition Bandes spectrales (µm) jours Saison sèche Saison sèche janvier décembre 2011 b1 : (blue) b2 : (green) b3 : (red) b4 : (NIR) b1 : (green) b2 : (red) b3 : (NIR) b4 : (MIR) b2 : EVI 16 days b3 : VI Quality detailed 16 days b4 : (red16 days) b5 : (NIR 16 days ) b6 : (blue 16 days) b7 : (MIR 16 days) b12 : pixel reliability 16 days EVI : indice de végétation amélioré pour les régions à forte biomasse EVI=2.5(PIR-R/PIR+6R-7.5B+1) 4

5 I m a g e M O D I S ( E V I - M I R ) 1 tuile h19v08 /16 jours (Janvier 2000-Décembre 2011) = 250 images composée de 12 couches -Filtres -Moyenne/Saison Réflectance Saison Humide Saison Sèche MIR EVI 1 image MODIS 4 bandes

6 P l a n d e s i m a g e s (10 m) 25 images SPOT-5 4 images GeoEye-1 image MODIS 4 bandes (250 m) (0.5 m)

7 D é t e r m i n a t i o n d e s R O I s GeoEye-1 SPOT-5 Forêts décidus Forêt ouverte Marantaceae Forêt secondaire Musanga cecropioides Forêt Gilbertiodendron dewevrei Extraction signatures spectrales MODIS (EVI-MIR)

8 D i s t r i b u t i o n d e s v a l e u r s E V I Distributions of EVI values for the different forest classes. Box-plots summarize the EVI values aggregated between 2000 and 2011 for each wet and dry seasons. Two-factor (season + class) analysis of variance of EVI Effect SS Degr. Of Freed om Class of forest Season Class of forest * 105 Season MS F p * * *

9 D i s t r i b u t i o n d e s v a l e u r s M I R Distributions of MIR values for the different forest classes. Box-plots summarize the MIR values aggregated between 2000 and 2011 for each wet and dry seasons. Wet Season Dry Season Table 1 : Newman-Keuls multi-comparison test after two-factor (season + class) analysis of variance of EVI and MIR Forest class Season N Mean EVI Std. Err EVI Group Mean MIR Std. Err MIR Group GDF1 DS B C GDF1 WS K G GDF2 DS C B GDF2 WS G F MF1 DS H D MF1 WS L D MF2 DS E C MF2 WS L E-F MF3 DS F J MF3 WS N I MF4 DS D E MF4 WS N I OF DS J G-H OF WS P K SF DS A A SF WS I B YSF DS M H YSF WS O J 1 EVI DS : toutes les classes de forets sont différentes les 1 des autres EVI WS : idem sauf pour les paires.mf2/mf1 and MF3/MF4 MIR DS : pour les swamp forests

P a t t e r n s d e P h é n o l o g i e à l é c h e l l e r é g i o n a l e MF1 à THR (Geoeye) 400 000 320 000 240 000 160 000 80 000 0 400 000 320 000 240 000 160 000 80 000 0 WGS84UTM33N MF4 à THR

10 P a t t e r n s d e P h é n o l o g i e à l é c h e l l e r é g i o n a l e MF1 à THR (Geoeye) WGS84UTM33N MF4 à THR (Geoeye) RÉSOLUTION SPATIALE G e o E y e - 1 ( 0. 5 m ) 0 Détermination groupes forestiers 20 E N 10 N Youndé CAMEROON S P O T - 5 ( 1 0 m ) Définition ROIs RÉSOLUTION TEMPORELLE M O D I S ( m ) Amplidude EVI Hight : 2073 Low : -613 Phénologie 10 S 10 S 0 20 E Dja Lomié Dzanga-Sangha Dzangha-Ndoki Mengame Gorilla Sanctuary Djoum Nki Boumba - Bek Boumba - Bek Dzanga-Sangha - zone chasse communautaire Nouabalé-Ndoki Dzangha-Ndoki Lobéké GABON Minvoul Minkébé Souanké Oyem Ouesso Semb Mbomo Odzala - Koukoua Sempervirent Mitzic Ivindo Makokou Mwagné Lekoli-Pandaka M'boko Lossi Gorilla Sanctuary Décidu CONG O

11 Q u a n t i f i c a t i o n d e s a r b r e s d é c i d u s Seuillage sur les images SPOT (R-NIR-R) Permet de segmenter les arbres décidus Versus non décidus Comptage des feuillus en agrégeant les pixels de Spot sur les pixels de MODIS (donc à 250m).

12 P a t t e r n s d e p r o p o r t i o n d e d é c i d u s / E V I Maps of the proportion of leafed trees vs. mean EVI values averaged for either the dry or the wet seasons.

13 Relation linéaire entre proportion feuillus et EVI Linear regression between proportion of leafy trees and mean EVI values averaged for the dry season of Inversion de l équation

14 C a r t e p r é d i c t i o n d e l a p r o p o r t i o n f e u i l l u s / d é c i d u s + t y p e s f o r e t s

15 C o m p a r a i s o n a v e c c a r t e M a y a u x ( 1 k m ) Comparison of the forest types mapped in this study with the land cover map of Africa produced at a spatial resolution of 1 km by Mayaux et al. (2004).

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