INDICES SPECTRAUX POUR LA TELEDETECTION 
DE LA DEGRADATION DES MILIEUX NATURELS 
EN TUNISIE ARIDE 
R ESCADAFAL 
Orstom - B.P. 434 
1004 El Menzah (Tunisie) 
A. BELGHITH et H. BEN MOUSSA 
C.N.T - B.P. 200 
1080 Tunis Cedex (Tunisie) 
ABSTRACT 
Remote sensing of arid environments is expected to be a unique tool for ecological monitoring. In the 
Northern Saharan steppes, where plants are scarce and predominantly non-green, the classical 
approach using optical satellites-derived vegetation indices is inappropriate to monitor changes. The 
feasibility of detecting soil related spectral changes with optical imagery is investigated here 
Spectra radiometric measurements where recorded in southern Tunisia over a series of land surface 
samples with various degradation condition. Reflectance spectra where computed as well as 
reflectance values in the visible and NIR bands of current satellites. A simple model combining two 
levels of two types of vegetation with three different soils is used to simulate degradation stages of a 
steppe landsurface. NDVI and albedo are unable to discriminate the various surface degradation 
levels. Two indices characterising the visible spectrum slope and shape are tested, both discriminate 
unambiguously the three levels of soil degradation. Within each soil type subtle vegetation-related 
nuances appear. A scattergram of NIR and visible indices allows a global assessment of the 
degradation status in the model used. The approach developed here shows enough potential to 
encourage further studies of the soil surface optical properties and their use in remote sensing of long 
term changes in arid lands. 
KEY WORDS: arid zone, land degradation, soils, visible-NIR, spectroradiometry, spectral indices, land 
surface changes. 
La surveillance de l'environnement est une des 
fonctions essentielles actuellement attendues de la 
télédétection civile. Dans le domaine terrestre, 
l'attention se porte sur les milieux fragiles, 
potentiellement indicateurs de changements en 
cours non encore décelés dans les milieux plus 
stables. A la périphérie des déserts, les régions 
arides sont une de ces zones tampons sur lesquelles 
les satellites et les yeux des écologues sont braqués 
(Steffen et al., 1992). Les données mesurées dans le 
domaine optique, qui sont de façon générale de loin 
les plus abondantes, sont particulièrement 
utilisables et utilisées dans ces régions à faible 
ennuagement. 
1. INTRODUCTION 
1.1. Problématique 
l'activité photosynthétique du couvert végétal (liée 
au changement du type, d'abondance, et/ou d'état 
des végétaux). Des "indices de végétation" 
caractérisent ces variations à partir de combinaisons 
linéaires de mesures faites par les satellites dans les 
bandes spectrales couvrant le rouge et l'infrarouge, 
le plus utilisé étant le ND VI (Prince, 1991) 
Cependant, les steppes de la bordure Nord du 
Sahara sont composées essentiellement de plantes 
ligneuses basses qui ne sont que partiellement et 
temporairement vertes. Le taux de couverture 
moyen du sol par la végétation est de l’ordre de 
20 % (Floret et al, 1992) Une diminution du 
couvert de moitié, ce qui est un phénomène très 
important du point de vue écologique, ne se traduit 
donc que par une baisse de 10 % du signal dû à la 
végétation. 
Classiquement, la principale source de variations 
des propriétés optiques des milieux naturels 
observables depuis l'espace, est la modification de 
Par ailleurs, le bruit introduit par les sols aux 
faibles valeurs de ces indices de végétation a été 
récemment mise en évidence, particulièrement dans 
les cas des sols arides (Escadafal et Huete, 1991a), 
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