Caracterisation de la vegetation des tourbieres de Wasalaka dans le bassin de la riviere Itimbiri dans le contexte du changement environnemental

3.4.2. L'indice de Végétation par Différence Normalisée (NDVI)

Dans les termes les plus simples, l'indice de végétation par différence normalisée (NDVI) mesure la verdeur et la densité de la végétation capturée dans une image satellite. Une végétation saine a une courbe de réflectance spectrale très caractéristique dont nous pouvons calculer la différence entre deux bandes - le rouge visible et le proche infrarouge. L'indice de végétation NDVI c'est la différence exprimée sous forme de nombre - allant de -1 à 1.

Il se calcule simplement comme suit :

????????=(??????-??)(??????+??)

où PIR correspond à la bande spectrale du Proche infrarouge et R correspond à la bande spectrale du Rouge.

Cette formulation est basée sur la signature spectrale typique de la végétation. Pour bien comprendre le principe, nous nous appuierons sur la figure ci-dessous. Nous nous focaliserons sur les signatures spectrales de la végétation (Surface herbacée) et celle de la neige. Sur cette figure, nous avons également ajouté les domaines du Rouge et du Proche infrarouge.

Fig. 12. Principes du NDVL

Sur cette figure, nous relevons une réflectance de 0.02 et de 0.5 pour la surface herbacée dans le Rouge et le Proche infrarouge respectivement. Pour la neige nous relevons respectivement 0.98 et 0.92 pour le Rouge et le Proche infrarouge. Connaissant ces valeurs, il est possible de calculer le NDVI pour ces deux états de surface : ??????????é??é????????????= (0.5-0.02) (0.5+0.02)=0.92

3.4.2.1. ??????????????????=(0.92-0.98)(0.92+0.98)=-0.03

Nous constatons que les surfaces en végétation présentent un NDVI élevé et que les surfaces enneigées un NDVI négatif. Sur le même principe, les surfaces en eau libre présentent également un NDVI négatif généralement. D'une manière générale, leraster résultat est borné entre -1 et 1. L'interprétation d'un raster de NDVI est la suivante : plus un pixel tend vers 1, plus ce pixel est couvert de végétation bien développée et en bonne santé. Un pixel qui tend vers 0 est un pixel de sol nu. Enfin, un pixel négatif est généralement un pixel en eau. Mais attention, dans certains cas, si des algues ou une forte turbidité sont présents dans les zones en eau, alors cette eau pourra avoir un NDVI légèrement positif du fait de l'activité chlorophyllienne des algues et du phytoplancton. La figure ci-dessous, présente le NDVI calculé sur les Bouches-du-Rhône le 13 juin 2019 à partir d'une image OLI(Landsat 8 ).

Graphique 38:NDVI des Bouches-du-Rhône pour le 13 juin 2019. Remarquez que quelques portions du littoral apparaissent légèrement positives du fait de la turbidité et/ou de la faible profondeur

Source : étude sur les NDVI

3.4.2.2. Plage D'indice

L'indice de végétation NDVI définit des valeurs de -1,0 à 1,0, où les valeurs négatives principalement indiquent de nuages, d'eau et de neige, et les valeurs proches de zéro indiquent principalement de roches et de sol nu.

De très petites valeurs NDVI de (0,1 ou moins) correspondent à des zones vides de roches, de sable ou de neige.

Les valeurs modérées (de 0,2 à 0,3) représentent les arbustes et les prairies, tandis que les valeurs élevées (de 0,6 à 0,8) indiquent les forêts tempérées et tropicales.

3.4.3.L'indice d'eau par différence normalisée (NDWI)

L'indice d'eau par différence normalisée (NDWI) est utilisé pour détecter les bassins d'eaux ouvertes sur l'image satellitaire : le corps hydrique «se démarque » du sol et de la végétation.

Étant donné que l'indice d'eau par différence normalisée (NDWI) permet de mesurer efficacement la teneur en humidité, il est souvent comparé à  l'indice d'humidité par différence normalisée (NDMI) également connu comme NDWI GAO. En fait, il existe la différence majeure entre les méthodes d'utilisation et de calcul NDWI et NDMI. NDMI est calculé sur la base de la combinaison NIR-SWIR (infrarouge proche et infrarouge lointain), cet indice permet d'améliorer la détection de l'eau dans les feuilles des plantes. NDWI (indice d'eau par différence normalisée) est calculé sur la base de la combinaison GREEN-NIR (vert visible et proche infrarouge), cet indice permet de détecter des changements subtils de la teneur en eau aux bassins d'eau.

L'indice d'eau par différence normalisée (indice NDWI) a été proposé par McFeeters en 1996. Aujourd'hui, il est utilisé principalement pour détecter et surveiller de faibles changements de la teneur en eau aux bassins d'eau. En utilisant les avantages du NIR (proche infrarouge) et du GREEN (vert visible), l'indice d'eau par différence normalisée (indice NDWI) permet d'améliorer la détection des bassins d'eau sur les images satellitaires. L'inconvénient de cet indice consiste en ce qu'il est sensible aux structures bâties, ce qui peut conduire à la surestimation des bassins d'eau.