CONSTRUCTION DE MODELES MULTISPECTRAUX POUR MILIEUX
HETEROGENES : APPLICATION AU LAI
GREGOIRE H. Caroline, RAFFY Marcel
GSTS, B.P. 20. 23, rue du Loess, Strasbourg cedex
RESUME
La plupart des modèles élaborés en télédétection qui relient un paramètre de surface à une mesure mono ou
multispectrale sont définis et validés à l'échelle locale (ou in situ) en supposant le milieu homogène. Or, l'application
de ces modèles à l'échelle satellitaire concerne des pixels, par nature, hétérogènes. L'objet de ce travail est de proposer
une méthode dite "spatialisée" afin de pallier les erreurs introduites par ce changement d'échelle. Cette méthode,
fondée sur les résultats généraux de Rafify (1992) est élaborée à partir d'un nombre quelconque de modèles validés sur
milieux homogènes et de la connaissance du domaine spectral in situ. Nous donnons les bornes des valeurs possibles
in situ du paramètre que l'on cherche à calculer in situ à partir de la seule mesure globale L. De plus, nous proposons
un modèle spatialisé. Une application est menée avec le modèle LAI/NDVI sur une simulation de scène satellitaire
composée de feuillus, conifères, eau et sol nu. Cette nouvelle méthode, valable quel que soit le modèle envisagé, le
milieu étudié et son hétérogénéité, s’avère robuste et numériquement satisfaisante.
ABSTRACT
Most of the models of remote sensing link a ground parameter to one or more radiometric measurements. These
models are defined and validated at local scale considering homogeneous surfaces. But, the application of these
models at the satellite scale concernes pixels, which are always heterogeneous. The aim of this work is to propose a
method, called spatialized method, which reduces the errors introduced by a change of scale. This method, based on
the general results of Raffy (1992) needs the understanding of the models validated on the homogeneous surfaces
constituting the pixel and the knowledge of local the spectral domain. The bounds of all the possible in situ actual
value are given on each pixel. A spatialized model is proposed. An application to the LAI/NDVI model is given with a
simulated landscape, in which deciduous trees, conifers, bare soil and water are represented. This new method, valid
for any models, surfaces and heterogeneities, appears to be accurate in the large majority of cases.
MOTS CLEFS : hétérogénéité, indice foliaire, modèles multispectraux, NDVI, résolution spatiale, SPOT.
1 - INTRODUCTION
Dans ce travail, on entend par modèles des relations entre un paramètre de surface, attaché à une mesure de terrain et
une ou plusieurs luminances mesurées par radiométrie dans différentes longueurs d’ondes. Ces modèles sont, jusqu'à
présent, toujours élaborés à une échelle assez fine, appelée ici échelle locale, pour considérer le milieu observé in situ
comme homogène. Ainsi, pour les modèles concernant des paramètres associés à la végétation, comme le LAI, le
NDVI, la fraction du PAR absorbé (Grégoire et Rafly 1994), on suppose le milieu constitué d'une seule espèce
végétale. Les modèles ainsi construits sont validés pour chaque type de végétation donné.
L'application et l'utilisation de ces modèles est étendue au calcul de paramètres de surface sur des
milieux hétérogènes, mosaïques d'éléments constituant le paysage. La résolution des capteurs étant supérieure à un
seuil d'homogénéité fixé, les mesures satellitaires disponibles caractérisent généralement des zones hétérogènes. Or,
bien que les modèles établis sur milieux homogènes ne soient, a priori, pas valables sur milieux hétérogènes, la mise
en oeuvre de ces premiers est conduite à l'échelle satellitaire, faute de mieux. Cela induit donc un écart entre la valeur
du paramètre calculé par le modèle et la valeur in situ cherchée. Une première partie de ce travail consiste donc à
étudier cet écart, appelé erreur de spatialisation.
D'autre part, si différents modèles, destinés à calculer le même paramètre, sont conçus et adaptés à
différents milieux homogènes, quel modèle appliquer pour un pixel hétérogène ? Un deuxième aspect de ce travail est
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