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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