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 »:

Hintergrundinformationen zur Methode

Für die automatische Detektion von Veränderungsflächen wurden die Unterschiede zwischen zwei Jahren mit dem NDVI untersucht. Um bewölkte Aufnahmen automatisch herauszufiltern, wurde dabei für jeden Pixel (10 x 10 m) der maximale NDVI-Wert aller verfügbaren Bilder der Sommermonate (Juni – August) verwendet. Während dieser Zeit ist praktisch die gesamte Vegetation grün. So entstehen nahezu wolkenfreie, jährliche Rasterbilder mit dem maximalen NDVI («NDVI Maximum Komposit»). Aus diesen Kompositen wird die Differenz zwischen zwei Jahren gebildet. Die Differenzwerte spiegeln dementsprechend die Stärke der Veränderung wieder. So weisen Werte näher -1 auf stärkere Waldveränderungen (z.B. Räumungen) hin. Mittels Schwellenwert (-0.1) wurden die Veränderungsflächen ab einer Mindesgrösse von 400 m2 zudem als Vektordaten (Polygone) ausgeschieden. Bisher wurden Veränderungskarten für die Jahre 2016/2017, 2017/2018, 2018/2019 und 2019/2020 gerechnet. Die nachstehende Grafik veranschaulicht das Vorgehen.

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.