Cas d’usage 1 - Évolution annuelle de la forêt

Fig. 1 : Épreuve écran issue de l’application web. Les modifications sont représentées par différentes couleurs selon les années (2016-2017 : violet ; 2017-2018 : vert ; 2018-2019 : bleu ; 2019-2020 : orange). L’intensité de la couleur représente l’intensité du changement.

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Des changements vastes et marqués peuvent être détectés grâce aux images satellite de Sentinel-2 et transcrits en cartes indicatrices annuelles. Les modifications visibles représentent une forte diminution de l’activité de la végétation entre le mois d’août (année précédente) et le mois de juin (année suivante). L’importance du changement est représentée de manière grossière (cf. légende dans le visualiseur). La résolution spatiale est de 10 x 10 m.

Limitations

Les changements de faible ampleur en termes de surface et d’intensité ne sont pas détectés. Il n’est pas possible de déterminer la cause des changements. Il peut s’agir de coupes de bois, de dégâts de tempête ou autres.

Tutoriel vidéo : Fondamentaux pour une bonne utilisation

Cette vidéo montre comment utiliser l’application web « Évolutions annuelles »:

Informations contextuelles sur la méthode

La détection automatique des surfaces où s’opèrent les changements se fait en analysant les différences du NDVI d’une année à l’autre. Afin de filtrer automatiquement les images sans nuages, la méthode consiste à rechercher la valeur maximale du NDVI pour chaque pixel (10 x 10 m) dans toutes les images des mois d’été (juin à août). Au cours de cette période, quasiment toute la végétation est verte. On obtient ainsi des images raster annuelles largement sans couverture nuageuse avec un NDVI maximum (« composite d’indice NDVI maximum »). La différence est observée entre deux années d’après ces composites. Les valeurs différentielles représentent l’intensité du changement. Ainsi, des valeurs autour de -1 indiquent d’importants changements en forêt (par ex. défrichages). Une valeur seuil (-0.1) permet de délimiter des surfaces de changement en tant que données vectorielles (polygones) à partir d’une superficie de 400 m2. À l’heure actuelle, des cartes représentant les changements ont été créées pour les années 2016-2017, 2017-2018, 2018-2019 et 2019-2020. Le graphique ci-après illustre la procédure.

Abb. 2: Veranschaulichung der Methode zur Erkennung von Waldveränderungen auf Basis des Sentinel-2-NDVI. Aus allen verfügbaren Sentinel-2-Aufnahmen der Sommermonate wird pro Jahr ein NDVI Maximum Komposit Raster erstellt. Aus diesen Kompositen wird jeweils die Differenz zwischen zwei Jahren gebildet (∆NDVI), wie hier im Beispiel zwischen 2017 und 2018.

Datenbezug

Die Rasterdaten sind hier als Web Map Service (WMS) oder Web Coverage Service (WCS) verfügbar. Während sich der WMS Dienst primär für die Visualisierung eignet und die Daten automatisch so dargestellt werden wie im Kartenviewer, erlaubt der WCS Dienst den Zugriff auf die Werte und somit auch die Weiterverarbeitung im GIS. Bei der Einbindung der Rasterdaten ist zu beachten, dass diese mit 10000 multipliziert wurden, um Speicherplatz zu sparen. Ein Wert von z.B. -1000 entspricht also einer NDVI Abnahme von -0.1. Auch die Vektordaten sind hier per Web Map Service (WMS) oder auch Web Feature Service (WFS) Dienst verfügbar. Bei der Einbindung als WFS sind zusätzlich über die Attributtabelle die Flächengrösse sowie die durchschnittliche NDVI Veränderung pro Veränderungsfläche verfügbar. Weitere Tipps und Informationen zu Einbindung und Verarbeitung der Daten gibt es hier.