Application de la télédétection à la caractérisation de la zone humide de bni-belaid. w. jijel

\

-""""''

.

République Algérienne Démocratique et Populaire

Ministère de l'Enseignement Supérieur et

De la Recherche Scientifîque

Université de Jijel

Faculté des sciences

Département d'écologie

Mémoire de fin d'étude en vue de l'obtention du diplôme

D'ingértieù.r d'état en écologie végétale et environnement

Option : Ecosystèmesforestiè

rf

s

Membres de

jury :

Réalisé par :

Khenfri Abdelghani

Promotion :

2008

or ttb

..,.,

...

f.iKf.,.~!f,1411T

₅

Nous remercions Elf eh le Tout Puissant, qui nous a donné du courage

e

t de la volonté, pour réussir dans notre étude.

J'exprime mes vifs remerciements

à

notre encadreur monsieur

Boujlel.F,

qui nous a proposé ce sujet de recherche, et qui nous a

e

ncadré et soutenu par ses conseils, sa compréhension, sa gentillesse et

~ses

encourQgements.

Nous

tenons aussi

à

remercier :

Monsieur Bouldjedri. M, d'avoir accepté d'assurer la présidence du

j

ury

et du mémoire.

Les membres de jury Krika.

A,

d'avoir accepté l'examiner de ce

,

.

m

emo1re.

Mes sentiments de reconnaissance et mes remerciements vont

é

galement

à

l'encontre de toute personne qui a participé de prés ou de

t

.;in,

directement ou indirectement

à

la réafjsation de ce travail.

-,,._, .. w;•• ~'., ) ,,,n' J ..;--'\. ' /

.

.

-

.

\

.

\

;;

' . .., \ J ' '- '. 1

*

\

:

·

~., -

, ::..

_

:_:

_

,.

,

V.

;

·

~~-

. .

._.''

\

·

-:.

...

,~,1;:: . ...,,-.,, .. ... > ... ~!.- '> :--.~ _/ ~-.·~ ~--- . -:"'!! ... ---·~

Liste des abréviations CCT : centre canadien de télédétection ETM : Enhaced thematic mapper. IR : Infrarouge

Lat. N° : Latitude Nord Lat. S0

: Latitude Sud. MB : Mega byte.

MSS:Multi spectral scanner.

NDVI : Normalized différentiel Végétation Index.

03: ozone. R: Rouge.

PIR : Proche Infrarouge

KWh : Kilo watt. Heure. : Proche Infrarouge.

SGILAR : Système de Gestion Intégré de Information Agricole et RUrale. Spot : Satellite pour l'observation de la terre.

TM : Thematic Mapper. µm : Micromètre.

UTM : Universel Transverse Mercator. UV : Ultra Violet.

'-Liste des figures

Figure 01 : Spectre d'absorption de la chlorophylle (Devineau, 1990). Figure 02: Variation de la réfléctance en fonction de la longueur d'onde

(Bonn et Rochon, 1993)

Figure 03: spectre de réfléctance d'une feuille verte (Devineau; 1990)

Figure 04: Réfléctance spectrale d'un sol standard, (moyenne de 564 spectres au début Des années 80) (Price, 1990)

Figure 05:Position relative des réfléctance des sols en fonction de la matière organique, Du Calcaire, de la rugosité, de l'humidité, (Girard et Girard ; 1989)

Figure 06: Absorption, réflexion et transmission, (Bonn et Roch on, 1993) Figure 07 : Etapes de la télédétection (CCT).

Figure 08 : situation géographique de la zone humide de Beni belaid

Figure 09: Répartition saisonnière des précipitations de la wilaya de Jijel (1998 à 2007) Figure 10 : Diagramme ombrothermique de la wilaya de Jijel

Figure 11 : Image représentant la zone humide de Beni belaid en bande 1.

Figure 12 : Histogramme représentatif de la zone humide de Beni belaid en be laid en bande 1 Figure 13: Transect et valeurs numériques dans la zone humide de Beni belaid en bandel Figure 14: Image représentatif de la zone humide de Beni belaid en bande 2

Figure 15: Histogramme représentatif de la zone humide de Beni belaid en bande 2 Figure 16: Transect et valeurs numériques dans la zone humide de Beni belaid en bande 2 Figure 17 : Image représentatif de la zone humide de Beni belaid en bande 3

Figure 18 : Histogramme représentatif de la zone humide de Beni belaid en bande 3 Figure 19 : Transect et valeurs numériques dans la zone humide de Beni belaid en bande3 Figure 20 : Image représentatif de la zone humide de Beni belaid en bande 4

Figure 21 : Histogramme représentatif de la zone humide de Beni belaid en bande 4 Figure 22 : Transect et valeurs numériques dans la zone humide de Beni belaid en bande 4 Figure 23 : Transect et valeurs numériques dans la zone humide de Beni belaid en bande 4 Figure 24 : Histogramme représentatif de la zone humide de Beni belaid en bande 5 Figure 25 : Transect et valeurs numériques dans la zone humide de Beni belaid en bande 5 Figure 26 : composition entre les bandes rouge vert infrarouge

Figure 27 : Image NDVI (PIR-R)/ (PIR+R) pour la zone humide de Beni belaid

Figure 28 : Histogramme de transect NDVI (PIR)/ (PIR+R) pour la zone humide de Beni be laid

Les tableaux

Tableau 1: les bandes spectrales de Landsat ETM (weber et al ; 2004)

Tableau II : les indices de végétation les plus couramment utilisés (Girard et Girard, 1999)

Tableau III : Répartition mensuelle et saisonnière des pluies au niveau de la Wilaya de Jijel 1998 à 2007

Tableau IV : La répartition moyenne mensuelle des températures au niveau de la Wilaya de Jijel de (1998 à 2007)

Sommaire

Sommaire

Introduction

Chapitre 1 : synthèse bibliographique

I-l-~11e lt11111it:le... 2

1-1-1-Notion d'une zone humide... 2

1-2-Flux d'énergie et fonctionnement des écosystèmes humides... 2

1-1-2-1.-Ene.rgie solaire... 2

1-1-2-1-1 : Spectre de longueurs d'onde du rayonnement solaire... 3

1-1-2-1-2 -Energie incidente... 3

1-1-2-2-Roles biologiques de l'énergie lumineuse... 3

1-1-2-2-1-La photosynthèse ... ····-· 3

1-1-2-2-2-Spectre d'absorption de la chlorophylle... 4

1-1-3-1- Notion de signatures spectrales... 4

1-1-3-2-Caractéristiques spectrales des couverts végétaux ...••... 5

1-1-4- Les propriétés optiques des végétaux... 5

1-1-4-1- Les facteurs qui affectent les propriétés optiques de la végétation... 6

1-1-4-1-1-Les- facteurs externes ... 6

1-1-4-1-2-Les facteurs intern.es... ... ... ... ... ... .. . . . ... . . .. . .. .... .. . . . .. . ... .. .. 7

1-1-5-Propriétés optique des sols... 7

1-1-5-1- Les facteurs qui affectent les propriétés optiques des sols... 8

1-1-6-Propiétés optique des surfaces d'eau ...•... 9

1-2-La télédétection ... ... . 10

1-2-1-Principes physique de la télédétection... 10

1-2-1-1- Notion de rayonnement et spectre électromagnétique •..•.•••••••.•...•••. 10

1-2-2-Défini-tion ... 10

1-2-3-Les étapes de la télédétection ••.•...•.•.•...••...•.•.•... 11

1-2-4-Avontages de la télédétection... 11

1-2-5- Les images satellitaires... .. . . ... . .. . .. . . .. . . .. U 1-2-5-1-Resolution..... 13

1-2-5-1-1-La résolution spatiale ... 13

1-2-5-1-2-La résolution temporelle... 13

Sommaire

1-2-6- Acquisition et traitement des images satellitaires... ... ... . . .... ... ... ... ... 1~

1-2-6-1-Les capteurs... 14

1-2-6-1-1- Landsat... 14

1-2-6-1-2 Spot... 15

1-2-6-2.-Les bandes spectrales d'acquisition... 15

1-2-7-Les différents indices de végétation •••••.•••.•.••••••••...••.•..••••.••••.•....••.•.••.•..•• 16

Chapitre II : Matériel &méthodes 11-1-Présentation de la zone d'étude •.•••••.••.•.••••..••...••...•.•••..•.. 18

11-1-1-L.ocalisation géographique •.•.•....•...•...•...•...••..•...•. 18 11-1-2-Descripfil • • • • • • • . • • • • • • • • • . . • . • . • • • • • • • . • • • • • • • • • . • . • • . . • • . • . . • . . . • . • • . • • • . • • • • • . . . • . • . • . . . • 19 11-1-3-Climatologie •.•••..•...••.•..•...•••..•••....•...•.•.•...•..•..•... 19 11-1-3-1- Climat général • • • • • • • • • • • . • • • • . • • • • • • • . • • • . • • • . • • . • • • . • • . • • • . . . • . . . • . • • . • • • • • . • • . . • . . • . . . • 19 11-1-3-2 - les p·récipitations • . • • • • •• . . • . • . • . . . • • . • . • • . • • . . . • . • . . . . • . . . • . • . . . • . . . • . . . • . • •. . . .. 19 11-1-3-3-les températures •• • . . . • . . . • • . . . • . . . • . . . 20 11-1-3-4- Synthèse climatique. ••••.• .•. . •• . .. •.• ... •••• ..•... .. .•. •.. •. . .. . . •. .•. ••. .. . .. . . 21

II-2-Matériel... .. . . .. . . .. 21

11-2-1-lmages satellitaires utilisées . . • • . . • . • • . . . • . . • . . . • . . . ... 22

II-2-1-1-0rigine et type d'images satellitaires... 22

II-2-1-Procédure d'acquisition des images satellitaires... 22

11-2-2-Ies logiciels ..•...•...•... .•...•.•... .•... ....••.. ... ...•....•.... .. .... ... 2.2 II-2-2-1-spot2Titus ...••...

•

...

.

...

.

...

.

...

.

...

.

...

23

11-2-2-2-Titus •••••••••••.•••••••••••••••••••••••••.•.•••••••••••••••••••••.••••••..••••••••••••••••• 23

11-2-2-3-Blko.... .. •. . . •• •. . . . • . . .. . • . .•. • .•••.. .. . . .• .. ..• .. . .•. . .. .•. . •• . . .. . . .. . . .••.. .. 23

11-3-Méthode d'analyse des images Landsat ...•.•...•... ...••..•... ... ... 23

II-3-1-Méthode d'analyse des images par logiciel de Spot2 Titus... 23

Chapitre III : Résultats et discussion

III- La rétlectance dans la bande l(bleu).... .. . . .. . . .•. . . 40

III-2- La réflectance dans la bande 2(vert)... 42

m-3- la réflectance dans la bande 3 (rouge)... 44

Sommaire

111-5- la réflectance dans la bande S(rouge moyenne)... 48 ID-6-La composition entre les images... 50 111-7-La classitication dans image... 51

Introduction

Introduction

Toutes les zones humides ont des valeurs importantes ; toutes apportent des avantages qm se mesurent à la qualité des écosystèmes et dont les êtres humains dépendent, elles participent au maintien et à l'amélioration de la qualité de l'eau en agissant comme un filtre épurateur.

Elles ont aussi un rôle déterminant dans la régulation des régimes hydrologiques Les zones humides constituent un réservoir de biodiversité ou diversité biologique. La forte productivité biologique qui caractérise les zones humides est à l'origine d'une importante production agricole (herbage, pâturage, élevage, rizières, cressonnières exploitation forestière,

roseaux ... ), elle participe ainsi à la protection des terres contre l'érosion. Elles jouent enfin un rôle dans la stabilisation et la protection des sols (CCT).

Plusieurs méthodes ont été élaborées dans le but d'une meilleure connaissance des

caractères fondamentaux d'une zone étudiée, Parme ces méthodes on cite la technique de la télédétection

Notre travail consacré à l'application de la télédétection à la caractérisation de la zone humide de béni belaid est fondé sur l'étude d'images satellitaires Landsat prise dans plusieurs bandes, et le calcule de l'indice de végétation par différence normalisé (NDVI) cet indice est le rapport entre la différence et la somme des deux bandes Infrarouge et rouge NDVI= (IR+R)/(IR-R) cet rapport est considéré comme un bon indice de l'état de santé de la végétation.

Pour répondre à notre objectif, on a subdivisé notre étude en trois chapitres :

- Le premier chapitre est consacré à l'étude bibliographique dans laquelle on s'est référé à des ouvrages spécialisés en télédétection.

- Nous passerons ensuite à la description de la zone d'étude, ainsi que le matériel et la méthode parcourue dans le traitement des images satellitaires.

- On trouvera par la suite une partie relative aux résultats obtenus et leur interprétation. Enfin notre étude sera clôturée par une conclusion.

r

.Chapitre 1 synthèse bi./Jl-iographique

1-1-Zone humide

1-1-1-Notion d'une zone humide

Une zone humide est une région où l'eau est le principal facteur qui .contr-Ole le milieu

naturel et la vie animale et végétale associée. Elle apparaît là-0ù la nappe phréatique arrive

près de la surface .ou affleure .ou encore, là où des eaux peu profondes recouvrent les terres.

Au sens juridique, la loi sur l'eau définit les zones humides comme «les terrains,

exploités ou non, habituellement inondés ou gorgés -d'eau douce, salée ou samnâtre de façon

permanente ou temporaire ; la végétation, quand elle existe, y est dominée par des plantes

hygrophiles pendant au moins une partie de l'année». http://www.univ--r.ouen.f

La .convention de Ramsar a adopté une .optique plus large pour déterminer quelles

zones humides peuvent être placées sous son égide. Les zones humides sont «des étendues

de marais, de tourbières ou d'eaux naturelles ou artificielles, permanentes ou temporaires, où

l'eau est stagnante ou .courante, douce, saumâtre .ou salée, y .compris -des .éteadues -d'.eau

marine dont la pmfondeur à marée basse n'excède pas six mètres».

Ainsi en télédétection, la-caractéri-sation des z-0-ne.s humide.s va .se baser sur l'étude de-s

surfaces en eau, le caractère hygrophile des sols et la description des couverts végétaux qui en découlent (CCT).

1-1-2-Flux d'énergie et fonctionnement des écosystèmes

1-1-2-1-Energie solair~

Le soleil rayonne sur la terre une puissance de 16.1015 kWh par an, dans toutes les

longueurs d'onde du spectre de la lumière visible. L '-énergie l'-Ymineuse issue .du soleil est à la

base majeure partie des formes d'énergie disponible: énergies chimique., thermique,

hydraulique, électrique.

L'énergie solaire est indispensable pour maintenir sur terre les conditions lumineuses

et thermique nécessaires à la vie .Par exemple, la photos..ymhèse utilise .cette énergie pour

fournir aux plantes chlorophyllienne de la matière organique. Soixant. Pour cent de l'énergie

solaire qui atteint la terre est réfléchie par l'atmosphère ; l lp. l.00 est ré.fléchie par le sol et la

végétation ; l6p.1 OOentretient, par évaporation, le-cy.cle de l '.eau, q.ui produit la pluie, les eaux

de montagne et de rivière {Encarta, 200() ; Cayr.ol, 2000).

Chavitrel synthèse biblio-J!T®hÎl/Ue

1-1-2-1-1: Spectre de longueurs d.'.onded.u rayminement solaire

Les radiations solaires parvenant à la limite supérieur.e de l'atmosphère .ont des

longueurs d'.oncle-eomprises entre l.Q.µm et plusieurs kilomètres. Cependant 99% de l'-énergie

est véhiculée par des longueurs d'.onde .comprises entr.e .0 ,2 et 4µm, 42% l'étant par la partie

visible du spectre lumineux .dont les longueurs d'.onde sont .comprises entre .0,3-8 et 0,75µm

(Faurie et al ;2003).

1-1-2-1-2-Energie incident.e

Mesurée au sommet .de l'atmosphère, la quantité -d'énergie incidente est, en moyenne,

.de 3 50 w/m2, soit 7 ,2. W .calories /m2 /j-0ur.

Deux raisons font .qu'une part importante de cette -énergie ne parvient pas au s.ol.

La première résulte du fait que les ray-0ns ultraviolets (UV) d.ont la l-0ngueur d'-0nde

est .comprise entre -0-,2 et .0,38µm s.ont pratiquement tous absorbés par la couche d'Ozone (03)

située à 25km d'altitude. La seconde c'est que les molécules de l'air, les poussières ;les

aérosols et les gouttes d '.eau .composant les nuages en absorbent ou en diffusent dans toutes

les directions une quantité importante . L'énergie reçue est en grande partie:

--Soit réfléchie par la surface réceptrice, cette fracti.on .constituant l 'aJ.bédo.

~Soit absorbée par .cette surface {Faurie et al, 2003).

1-1-2-2-Roles biolo-giques de l'inergie lumineuse 1-1-2-2-1-La photosynthèse

Les pr-Oducteurs eucaryotes {végétaux terrestres -et algues) ainsi -que les pr-0ducteurs

pr-0cary-0tes .captent l'énergie lumineuse incidente sous forme de photons, grâce à un pigment,

la .chlor.ophylle A.

La photosynthèse .est le processus .qui .conduit à la biosynthèse de -molécules

organiques {exemple: le glucose) à partir de précm"seurs inorganiques par les végétaux .qui

utilisent la lumière comme sourœ d'énergie. La réaction globale s'écrit :

COi+Hzo+.énerg-ie solaire IJl HCHO

+

02

.(:J.zo.mtre l svnthè~ hibl.üJ-.f!Taphique

1-1-2-2-2-Spectre d'absorption de la .chh>r-0phyUe

La lumière blanche visible à nos yeux émise par le soleil, est .composée .d 'mi spectr..e de plusieurs radiatioos (.celles .observées .dans un ar.c .en ciel) dont les longueurs .d'.onde varient

.de .0,38 à .0,75µm.T.outes ces radiati-0ns n'.ont pas la même .efficacité vis-à-vis .de la

photosynthèse.

L'absorption est essentiellement .concentrée .dans les parties bleues de ü,J& à 0,44µm

avec un maximum à .0.-63.µm que .correspond. Les longueurs .d' .onde .correspoadant au. jaune .et

surtout au. vert ne sont donc pratiquement pas absorbées et traversent les feuilles sans être

arrêtées par les Chlor.oplastes .c'est pour .cette raison .que les végétaux apparaissent à notre vue

de .couleur verte dominante (fig . .01) (Faurie .et al, 2003) .

.-\bsorpt ion

B~

1?0 60 ).µm 0.4 _o.s 0,6 0.1 VlSiBlE

Bleu Verl Rouge

r---

Fig. 01: Spectre d'absorption de la / d1iorophyllc A (Devineau. 1990).

1-1-3-1-NotiOD de sitmatur.e.~ snectrale.~ _{= •}

1111

-

--

'

P.our chaaue .1 .o.h:iet J .observé .dans le snectr-e ... électr..o.mAo:nPtioue -v····- .l à la surface de la terre. .. J.a

valeur de réflectance .corresnond au .1. rannort ... de l'imensité .du rav..o.nnement .,, refléch.i au

r.ay.onnement incident d'une surface en %. Cette valeur varie en tonction de la longueur

d'onde. Il est ainsi possible d'.obtenir une .courbe de réflectance en fonction .des longueurs

d'.ondes dont l'allure générale constitue la signatur..e spectrale de l'objet tel .que le montre la

figure suivante

-Chapitre I synthèse bibliographique p(%) 70 60 50 40 I I '

'

' ' l I \ \ Soja vcn à ma1uri1é

_.·· Gr.iminées mélangées

\ ₁

,

_,

..

_, ~- : •, 1 I

; \ ··: ..

: 1 :

I 1 :

j, - Sable comp;ict (Chemin)

t : \ : •· . 20-I '

d

j

\

:

.

·

· '•

~

\)

'

'

,' •• ···;,.··-·.- 1 ,' 1 '.. _.·i .··- . 10-l ' /·j-···· ··· ·-.. '_1 / ' . ' ·.··•. / Limonargileux :// ·. j \'.,/' . 30 - À 0.4 0.5 ù.6 o. 7 0.8 0.9 1.0 µIll

Fig. 02 : Variation de la réflectance en fonction de la longueur

d'onde (Bonn et Rochon, 1993)

1-1-3-2-Caractéristiques spectrales des couverts végétaux

Les propriétés optiques des couverts végétaux dépendent à la fois de la nature des

plantes qui les .composent, .de leur état physiologique, des organes végétaux notamment les

feuilles et leur arrangement spatial ainsi que .du sol sous~jacent (Guyot, 1995).

I-l-4- Les propriétés .optiques des vég.étaux

L'absorption des ondes éléctromagnetiques par les organes végétaux chlorophylliens

est importante dans le .domaine du visible, mais .deux bandes d'absorption existent aussi .dans

le moyen infrarouge. La réflectance est en revanche élevée dans les longueurs d'ondes

correspondant au proche infrarouge {Fig . .02). {Devineau, 199(); Jacquemmid et bousquet,

2005).

Le visible {400-700nm).

Les feuilles ont .dans ce .domaine une faible réfiectance (m~um 10%) et une faible

transmittance. La majeure partie .du ray-Ollllement reçu est absorbée par les pigments foliaires :

.chlorophylle, camtène, xanthophylle, anthocyane.

Le pigment principal est la cltlorophylle

.

qm

présente .deux bandes .d' absorptian .dans le

.C.hapitr-e l syntJièse hiblio-graphigue R,H1ectance ~

t

$0 ~ !

.

1

_,,J

V\

).

M 1 2 . 2.5 ,,,. lf.V.VIS13L! p};R:--- MU.

Fig. 03 : spectre de réfléctance d'une feuille verte (Devineau, 1990)

Le pr-0che infrar-0t1g.e {7-60--l.JOOmn)

Dans ce domaine les -0ndes éléctr-0magnetiques sont pour l'essentiel transmises ou réfléchie.La partie réfléchie de l '-0r<lre de 5-0%, -dépend de la strnctu.re des tissus végétaux {Devieneau, 1990).

L'infrar-0ug.e moy.en (1300-2800nm) .

Les propriétés optiques sont essentiellement affectées par leur teneur en eau (Brun,

2004).

1--1-4-1- Les facteurs qui affectent les propriétés optiques de la v.éga:ation 1-1-4-1-1- Les facteurs externes

De nombreux facteurs externes au couvert v-ég-étal peuvent influer sur ses propriétés optiques

Selon Guyot (1980) ces facteurs sont les suivants .La dimension de la surface visée .

• La hauteur du soleil . • L'angle zénithal de visée.

Chapitre l synthèse bibliographique

.La vitesse du vent.

1-1-4-1-2-Les facteurs internes

A l'échelle de la feuille :

(Gausman et al; 1997, Baldy et al; 198lin Guyot, 1983), Selon les principaux facteurs

sont les suivants

.La structure anat-0mique • • L'age de .couvert végétal . • Teneur en eau .

• Déficiences minérales.

A l'-échelle de la plante et du peuplement

Sel-On Devineau (199.0), œs facteurs sont .Structure du couvet.

• Architecture des plantes et l'inclinaison des feuilles . • Interférence sol végétation .

• Phénol-Ogie.

1-1~5-Propriétés -Optique des sols

La réflectance des sols est une courbe uniformément croissante de 400 à 145-0 nm. Elle se

.distingue très bien de la réflectance des végétaux chlorophylliens : dans le visible, les valeurs sont habituellement plus .élevées .que œlles .de la végétati-0n et plus particulièrement autour .de la bande 675 nm. tandis qu'elles sont le plus souvent plus faibles .dans le proche infrarouge.

Dans l'inframuge moyen, il existe deux ban.des principales .d'absorption centrées sur 1.400 nm et l900nm .qui correspondent à l'absorption de l'eau comme l'illustre la fig.4 ci~ dessous.

Chapiue I synthèse hibli~graphique ô~ 1 1 -~ , _! ... r·~

-_,.. / ·~ / '\ r r1 . ~Oie~ , / . j / ) 1 .&; •

..

.

~ .~· :)

,

( n=o!i~ f

i

.

.

t"' ; ,J ,,.. --/"'. \ . ,/ _, -· r -... '\ i \ l ; \

\

.

.

~

-' -...l ,~·~~---Q---~~~-,0-~~~~-,-O~C:O tw:>--~~~-~~.~-;:J)~~~~~ ::-:soo ..'.:Mlll'::U C':f'~!

Fig.04: Réfléctance spectrale d'un sol standard (moyenne de 564 spectres au début

des années 80) (Price, 1990)

1-1-5-1- Les facteurs qui affectent les propriétés optiques des sols

Plusieurs facteurs influent sur la réflectance des sols (Price ,1990) .

• Les états de surface ou rugosité

• Les composants physico-chimiques

.Le taux de couverture des sols humidité des sols

Chapitre 1 zynthè~e bibliographiaue ;;c~7':..t:~I/..,~~ 60 .... . ··· '"-'\' _.·· · .... · i llll ï .-.--, __ ~ _. , .- .J _ _,,. . .--···-···/;;:-~·--~----··~,,.--,,, .. ~\.' _'.J 1 - - - --- -/)

-

---

---~ ---!)..Y} •(OO :5'XJ "\ ,.~

- - sol riche en maûèrt: organique

- - sol humide

- - sol labourè (rugueux)

---- sol sec

- -- sol battant ···-· sol calcaire

.· Fig. 05:Position relative des réfl.éctance des sols en fonction de calcaire, de la rugosité de la matière organique et de l'humidité, (Girard et Girard; 1989)

I~l~.6-Pr.opiét.és .optique des surfa~es d'eau

D'après Kerg.omard (1998b), Les surfaces d'eau libre sont aisément identifiables à partir .des images satellites. Dans le visible et le pr.oche infrar.ouge, l'eau pure se caractérise par .:une réflectance élevée dans le bleu (450 mn) moins forte dans le vert (550 mn), très faible -dans le rouge (700 à 1000. nm). La forte absorption <lu proche intrarooge dememe la caractéristique la plus significative pour discriminer les surfaces .en eau libre.

Lorsque les couches supérieures de 1 'eau contiennent des sédiments en suspension, La transmission diminue, La réflexion augmente et l'eau parait plus brillante, La .coulem -de l'eau se déplacera légèrement vers les plus grandes longueurs d'onde .Nous .coofoodo.ns parfois l'eau qui contient des sédiments

en

suspension avec 1 'eau peu profonde et claire, .car ces deux phénomène paraissent très semblables .

• La chlorophylle dans les algues absorbe plus de bleu et réfléchit plus -de vert .

.Cha!.litre l svnthèse biblio!!:ravhüme

1-2-La télédétection

1-2-1-Principes physiqueoo la télédétection

1-2-1-1- Notion d~ rayminement ~ spectr~ -électr()Blagnétique.

T-0ut-eorps .dont la température est supérieure au zéro absolu est un émetteur de

ray-Oimement électr-0magnétique. Le rayonnement émis par ce .corps qui arrive sur une surface

est r.étléchi, absorbé ou transmis par réfraction suivant le type de surface i:encontrée. La

somme .de ces tr-0is types .de ray-onnement est égale au ray-onnement incident (Bon11 et

R.ochon, 19-93).

1-2-2-Définition Source

~

Rayonnemem

·inciuen1 _Rayunncm.:nt

rétlfrhi { p 1 --~!

-R_a~y_o_n.:.cn.:.e:.:.m:::e~n~t~a~b~so~

-

1~·L~1é

-

:_J~(;s1.J

(!. ) 1 . ~---___...-/

u .

. T fJ

'

T

.

Î

=

1 l<ayunncnwnl trnnsmis { î )

Fig. 06: Absorption, réflexion et transmission Bonn et Rochon, 1993)

La télédétection selon la définition <lu Larousse, est la technique d = éfude de la su..rface

terrestre par analyse d'images provenant d'avions ou de satellite. Elle constitue l'une .des

techniques associées à la .cart-0graphie; elle rév-0lufamne cette dise-ipli..ne en renouvelant le

.champ et la méthodologie .cartographique, notamment grâce à une acmalisation accélérée .des

.données et à un regar<l .différent sur un certain nombre .de phénomènes. {St~oorg ,2000}.

Selon Ramande {2002) la télédétection est une :teclmiqYe fondée sur l'usage .de satellites

pour l'étude des grandes .caractéristiques géographique et écologique des zones continemaJ et

Océaniques de la biosphère.

-Chapitre! synthèse hibl-ù>:gTaphiqµe

La télédétection est une technique d'acquisition à distance d'infrmnarion sur la surface-de

la terre, de repérage d'-Objets éloignes, par l'intermédiaire des -capteurs, (Pmwr-01-e-t al, 2000}.

I-V-.5-Les étapes de la téiédét.ection

1 r D .. 1

!

,A• • '

~.

'-

.;

)

)

1

;

..

~~_,

-

·-)

;:;:.,

.

.

,-.

_,

l

:.. ?.... - ... ~~- ~ ~-•. -1 -.' i' .,..,.

~

A.

~

-"··~<:D

.:

~

.

__

~-

···..•

/ k~

-~ l.·;,?,"'- . 1 1 1 / "-' ' 11 / ; · 1 E / G

\

1.

l

/

r -i ! 1 · ., , j 8 .B / _

\

\

/

/

.

i

l

' /

F

\

1 f

!/

! '~

'

li] /

-

cV,1

~

~=êt-- ~

/

..

i

1 Fig.07: Etapes de la télédétection (CCT). · 1

Le ray-0nnement émis par source d'énergie -0u d'iiluminati-0n (A) par.court une cenaine distance et interagit avec l'atmosphère (B) avant d'atteindre la cible (c). L'énergie interagit

~ avec la surface de la cible, en foncri-0n des caractéristiques <lu ray-OIIDement et .des pr-0:priétés

-de la surface. Le rayonnement est réfléchi ou diffusé vers le capteu:r {D), qui renregisrre et peut ensuite transmettre l'énergie par des moyens électroniques à une station de réception (E)

ou l'information est transformée en images {numériques ou photographiques).

Une interprétation visuelle et/.ou numérique de rimage (F) est ensuit nécessaire pour extraire l'information que

r-0n

désire obtenir sm la cible. La dernière étape du processus consiste à utiliser l'information extraire de l'image pour mieu..x comprendre la -eihle, pour nous en faire découvrir -de nouveaux aspects ( G) -OU pour aider à résoudre -UB. problème

parti-culier (G) (Fig. -07).

1-2-4-Avantages de ia télédé-ttttion

Actuellement l' appli-cati-on de la télédétection <lans l'étude <les zones humides permet selon( Riom,1983 ; Labre et Létourneau, 2003).

.Chapitre J synthèse bi/:Jli.(}graphigue

.De réaliser pour un faible coût des enquêtes rapides sur de grandes surfaces .

• D'avoir accès <les rensei-gnements impossibles à-Obtenir par d'autre méthodes .

• De suivre i' év.olution de phénomènes biologiques grâce à la possibilité -d'utiliser des

-données multi temporelles, follrnies en particulier par les satellites -d' ohservation de fa .terre à

-0rbites héliosynchr.one.

cmin ie stocka!!e permanant des données est intéressant pour le suivi des plantes

pérennes.

La technologie de la télédétection aide à .wmpi:endre les écnsystèmes forestiers. Elie

fournit des -données sur les ressourœs naturelles et facilite le suivi des changements

en:vir.onnementaux. L'interprétation de ces -données nous permet de développer de stratégies

permettant de faire progresser la gesti-On soutenue des forêts ( CCT)~

I.2-5-Les images sateiütaires

Selon (Galiay, 2Yû3; Deoor.e .et Cabali.er-0, 2002) ; l'étude -d'images sateifüair.es

.successives permet de détecter les changements de taux de .couvert végétai. Ce peut être un

.outil perf-0rmant pour la surveillance sanitaire -du couvert végétal.

Les images obtenues avec des sate.liites-d'.observa:tions terrestres héliosynchrones comme

Landsat ou Spot ont, par apport aux photographies aériennes, les avantages suivants :

.Elles couvrent ie monde entier entre &û0

lat. N et &0° lat. S environ ; alors que les

couvertures aériennes de très nombreuses régions n'existent pas .ou son confidentielles. Les

images sateiiitaires permettent <l'avoir <les données sur des régions inaccessibles soit par suite

à' obstacles politiques, soit par suite de grandes catastrophes naturelles .

• Eiles sont obtenues en temps quasi-réei, i 'utilisateur pouvant en disposer quelques semaines,

.ou même quelques jours, après la prise .d'image. Cela permet, pour certaines utilisations

d'agir en temps uti-le .

• Elle sont répétitives, le coût des prises périodique .d' im~aes n'étant que marginal .dans le

coût total de la mission, aiors que le coût de .couvertures aériennes esi pr-OpOrtionnel à ieur

nombre, et qu'une couverture périodique demande un eng~aement de .dépenses <lifficile à

obtenir .

• Lorsqu'on ne cherche pas distinguer

-de

trop petits détails, elles fournissent-davantage

d'information car l'observation e.st fait séparément sur 4bandes spectrales oti davantage.

J

.Chapitre l ~·:tmihè.s;e hii:Jlio.graphif:j.ue

.Une image-sateifüaire couvre une bien plus grande région qu'une photographie aérienne, ce .oui .1. 1 .. nPr.met -... d'étudier les gramies structure..s;. mesut"ant des centaines. voire des müiiers de ,, ,,

. kilomètres (Liiboutry, 1992). 1-2-5-1-Resolution

Une image consiste en éléments d'image -0u pixels. Le plus petit détail encme reconnaissable sur une image sateUitaire, -0u la surface recouverte f!aI un pixci, s'appelle la

rés.oluti.on de l'image satellitaire. La résoluti.on dépend du type de satellite. Dans certains cas, un même sateHite a à son bord plusieurs instruments de mesure {-OU capteurs), qui effectueBt des mesures à des rév-0luti.ons différentes {SRAS, 2003).

1-2-5-1-1-La r.ésoiution spatiaie

La rés.oluti-On spatiale est la mesure de la plus petite séparation anguJ.aire -OU linéaire entre

.deux .objets, habituellement exprimée en radians ou en mètre~s. En d'autres termes, c'est ia superficie de la surface terrestre représentée par un püœi. ûn distingue les capteurs à haute résoluti-0n et les capteurs à basse rés.olution. Les satellites en orbite géostationnaire c.omme METEOSAT fournissent des images sur de très grandes z.ones et à basse résoluti-0n et, en général, les satellites en orbite héli-0synchr-0ne comme Lan<lsat ou SPOT fournissent des

images à haute résoluti.on sur de plus petites zones. La qualité des données pr-0duites est

fonction de deux f!Œamètres :

!O. La qualité géométrique qui dépend des perf-0rmances du capteur et de la stabilité de l'orbite

du satellite.

!> La qualité radiométrique qui dépend de la :fiabilité des instruments et des détecteurs, des

bandes spectrales utilisées, des contrôles effectués {détecti-On et c.orrection d'anomalies).

I-"2-5-1-2-La résolution tempor.eüe.

La résolution temporelle est ia répétitivité de l'observation d'un capteur sur un même

territoire. La capacité de fournir des images <l'une même zone à différe.ntes .dates .c-0nstitue l'un

des attraits.des satellites d'observation. En fin l'acquisition.d'une même scène se fait sllivant

deux m.odes principaux :

Chapitre l svnthèse bihl-ü.Jgraphigue

• Le mode panèhr.omatique où une seule image est produite à partir 4e t-0utes les longueurs

.i'c.üdes âu soectrn visibie et souvent d'une oartie du nroche infrarowe traduite en niveau de _{- -}

-gns,

'" Ou le mode muitispectrai où plusieurs images sont prises simultanément .chacune dans UBe région différente du spectre électr-omagnétique.

1-2-5-î-3-Résoiution radimnétrique

EHe correspond la capacité d'un système d'acquisiti-0n à distinguer entre deux niveaux

<l'énergie voisins. Le ray.oruiement réfléchi par les cibles au wl et enregistré par le .capteur est

codé en format numérique binaire et i' image résultante est en niveaux 4e gris.

1-2-6-A.cquisition et traiteme-nt des ima-g-es satellitair-es

Les différentes images de télédétection .obtenues -dans les différentes bandes de

fréquences du spectre électromagnétique résultent de 1 'interaction entre le ray-0nnemem

électromagnétique et la surface étudiée. Chaque image est dénie par un ensemble de nombres indiquant des niveaux de luminance discrets {pixels). Le traitement commence par la correction radiométrique et géométrique de l'image, laquelle peu:t e-nsui:te être enregistrée au moyen d'un système de coor-données géographiques, de sorte q.Ye d'autres données spatiales

puissent être ajoutées. Afin de permettre une meiileure analyse, les images sont encoi:e

accentuées et dassées en différentes catégories d '.objets ( lJeiira, 2000).

1-2-6-1-Les .capteurs 1-2'-6-1-1- Landsat

Le premier sateiiite civil d'observation de la terre a été Landsat en 1972. U embarquait un

.capteur MSS (Multi Spectral ScaHHer) dont les pixels mesuraient en:vir-011 go mètres de côté.

Depuis, six autres satellites Landsat -0nt été envoyés en .orbite. La sec-0nde générati-0n .de

satellites Landsat fait son appariti-OH en l 9&2 avec l'env-Oi de Landsat 4, qui embarqua :m:i

Thematic Mapper (Tlvl) en plus du MSS.

Les images Laruisat MSS (Multi Spectral Scamler) et TM (Thematic Mapper) pi:ésentem

l'avantage d'être acquises dans le monde entier et sur Ulle période .continue de plus .de l-6 ans.

Chanitre l svnthùe hihi-ù>.e:raphimœ

Les capteurs TM détectent la radiation reflétée à la surface -de la terre dans sept bandes

spectrnies dans les longueurs d'-0ruies dti v~sible et .de i'iAfîar-OUge pr.ociie, moyen-et therm.ique.

La résolution des images TM (30 mètres) fournit sumsamment de détails pour permettre

une gamme importante d'applications t.out en gardant une scène suffisamment grande de

180 km de -eoté. À partir de Landsat 7, le .capteur devient ETM

+

{.tnhanced Tnematic

Mapper). Ses huit bandes spectrales sont semblables à celles de TM, satif q:i.re ia bande

thennique .6 à une résolution améii-orée de 60 m (contre 120 m dans TM). TI y a aussi une

bande panchmmatique -eompiémentaire à la résolution de l 5 m.

l-2-6-1-2 Snot

_..

La principale caractéristique du système de SPOT est la capacité de programmer tes

satellites selon les besoins du client. Un satellite SPOT peut revisiter des sites t.oru; les deux

-0u tr.ois jours en moyenne {ia fréquence dépend de la latitude). La constellation des 4 satclfües

SPOT peut atteindre chaque partie de ia terre en un jour donné.

La charge utile de -chaque sateUite Spot est constituée de deux instruments optiques

i.dentiques pouvant effectuer des observations obliques, jusqu'à +i- 27 degrés de la verticale

du satellite, d'enregistreurs de àonnées et d'un système de transmission des images vers des

stations de réception au sol.

Chaque instrument peut indifféremment acquérir des images en mode panchromatique

(P) ou muiti spectral \XS) de façon indépendante ou simultanée. Pour l'acquisition simultanée

de couples d'images stér-éoscopiques, le sateUite Spot 5 emporte en plus oo instrument HKS

(Haute Résolufü:m Stéréoscopique) (Steinberg, 20-02).

i-2-6-2-Les bandes spectraies d;a~quisition

Il est intéressant de disposer de détecteurs dans différentes bandes spectrales ies plus ou

moins fines, pour la détection de phénomènes spécifiques de certaines spectraux.

(Girard et Girard, 1999).

Les .données des capteurs TM et MSS sont utilisées pou.r plusiew-s applications

comme la gestion des ressources, la cart.ographie, la surveillance de l'environnement et la

détection du changement (par exemple, la surveillance des-eoupes à blanc) {CCT}.

Les capteurs des sateUites américains Landsat ETM présentent 8 bandes spectrales .d'acquisition comme représente ie tableau I

Chaoitre ! svnthèse biblioeravhiaue

Tableau I: -les bandes spectrales de Landsat ETM{weber et al; 2004).

! ·---. 1

Bandes Domaine spcctrnl (nm) Couleur

1 1 0.45-0.52 Bleu vert -·-· 2 0.52-0.60 1 vert 1 ! 1

i

3 0.63-0.69 rouge

__

_J

1 4 0.76-0.90 Proche infrarouge 1 1

.

1

.

5 1.550-1.750 ! Proche infr~rouge2 -1 1 _{-·- .}

~

l 0.40-12.50 1 Infrarouge lherrnique

-

--1

1 1 i

~

7 ! 2.08-2.350 1 Infrarouge moyen

J

8 1 0.50-0.90 1 Panchron1atiquc

I-2-7-Les différents indices de vé~étation

L'indice de végétation est un traitement d'image sateilite permettant ia mise en évidence et i'analyse de la végétation chlorophyllienne (verte). TI est très corrélé avec la densité et i'activité chlorophyllienne des couverts végétaux, et dans une moindre mesure avec la biomasse (quantité de végétation).

Il se calcuie à partir de données enregistrées par les satellites d'observation de la terre foar exemnie Lanàsat ou tmoü ... . ... ... .... ! . -oour suivre les atteintes au couvert vée:étai ...

-

à i' échelle des formules d'indices de végétation selon ce que l'on veut étll<lier (inventaire agricole. inventaire forestier, zone humide, espaces verts urbains ... )ô Ii s'agit en générai de .combinaisons

De deux canaux : le rouge visible, absorbé par la chlorophyile pour .ia photosynthèse, et le proche infrarouge réf!échi (renvoyé) par la surface des feuilles ("Minvieüe et Sooiah, 2003).

indice de végétation narmaiisée -(_NU \t 1 J.

L'indice de végétation normalisée ("NuVI) est le rapport entre la différence entre le Plli..,

RetPIR+R. (Saux Picart, 2003; O:.Nu, 2001).

Cet indice est sensible aux effets atmosphériques et aux variations angulaires de la visée selon la position vis-à-vis du soleil.{Kouse et ai, 1974; Tuker., 1979 in Girard et Girani~

·ï iâl•n \

1777 L

Chapitre J svnthèse bihliographigue

NDVI Landsat TM =TM4-TM3rrM4+TM3

TM4 : proche infrarouge. TM3 : rouge

Le tableau suivant présente les indices de végétation les plus couramment utilisés en télédétection

Tableau Il : les indices de végétation les plus couramment utilisés

(Girard et Girard, 1999)

Dénomination Formule Caractéristiques

Indice de végétation par R-PIR Forte sensibilité aux

différence variations atmosphériques

Indice de végétation RVI=PIR/R Saturation aux forts indices,

sensibilité à la contribution spectrale des sols et aux effets atmosphériques

Indice de végétation NDVI =PIR - R)/ (PIR

+

Sensibilité aux effets

Normalisé

R) atmosphériques, gamme de

variation plus faible que le

précédent mais sensibilité aux

variations angulaires de la visée

selon la position vis à vis du soleil (hot spot)

Indice de végétation TVI = \iNDVI + 0,5 Essai d'élimination des

Transformé valeurs négatives, stabilisation

de la variance

Indice de végétation ARVI= Diminue l'effet des aérosols

normalisé corrigé des (PIR-RB)/ (PIR+RB) contenus dans l'atmosphère

effets atmosphériques _{sur le NDVI mais sensible à la}

Chaoitre II

II- Matériel et méthodes

Il-1-Présentation de la zone d'étude 11-1-1-Localisation géographique

Matériel et méthodes

La zone humide de Béni-bélaïd qui se trouve à 32 Kilomètres à l'Est de la ville de Jijel

se situe dans la partie Nord-Est d'Algérie, dans la commune de Oued Adjoul, Daïra d'El

Ancer, wilaya de Jijel, dans le prolongement de la vaste plaine agricole de Belghimouz, à

l'Est de l'embouchure de l'Oued El Kebir. La zone limite au Nord par la mer Méditerranée,

au Sud par des terrains agricoles et à l'Ouest par l'embouchure de l'Oued El Kebir, est

accessible par un Chemin d'exploitation agricole, qui aboutit à la route nationale n° 43 reliant

les villes de Constantine et de Jijel (Anonyme, 2003).

Fig. 08: situation géographique de la zone humide de Beni belaid (Google earthe)

Altitude : 2 à 3 mètres

Chaoitre II Matériel et méthodes

11-1-2-Descriptif

Le site est constitué d'un plan d'eau libre d'une superficie de 10 hectares, entouré

d'une végétation lacustre composée de Tamarix, d' Aulne glutineux A/nus glutinosa de

Fraxinus angustifolia, de phragmites Phragmites australis et de typha Typha angustifolia~

d'une peupleraie (Populus alba) âgée, au sein de laquelle coulent de nombreux ruisseaux avec

un sous-bois formé de Nerium oleander et de Rubus ulmifolius, d'un cordon dunaire séparant

le lac de la mer, recouvert d'wie végétation inféodée à l'écosystème dunaire, d'une zone

inondable qui s'assèche entièrement en été et, enfin, d'un espace agricole qui occupe une

faible superficie entre le lac et la zone d'inondation (Anonyme, 2003).

11-1-3-C:::lhnatologie 11-1-3-1- C:::limat général

A partir des données de précipitation et de températures fournies par !'Office National

de Météorologie pour la station de Jijel, on a pu réaliser une analyse climatique, sur une

période de dix ans allant de 1998jusqu'à2007.

m-1-3-2 -les précipitations

Tableau ID : Répartition mensuelle et saisonnière des pluies au niveau de la

Wilaya de Jijel 1998 à 2007 ~ ~ _i.. ~ i.. _,.Q i.. ,.Q _{i.. a.} ~ ,.Q

5

-e

....

~

....

~

-

_,.Q

e

r7l

-

~

-

~ _~ r7l _{~ > a. a.}

....

=

-

-

Q

....

Q ~

=

~ ci: a.

·-

~

....

-

·-

<=

c.

-

> -~

<

Q ~ Q ~ Q ~ ~ ~ ~ ~ ~

= =

~

<

rJ'1 ~ 0

z

H _{N \0} V) _0\ (mm) ô V) M '-':, r--. M _M., V) M _N' N' N~ ,... OO~ 0 V) ... ... ... OO V) OO N

-

-

r--. r--. \0 ... M ... OO V)

-Saisons Hiver Printemps Eté Automne

H 469,3 205,2 33,7 326,7 (mm)

-

~

-

Q ~ 0\ •::f M 0

-Total 1034,9

H : hauteur des précipitations en mmimètre (mm) (Source : ONM Jijel, 2007).

Chavitre Il Matériel et méthodes

Ce tableau met en évidence que la saison la plus humide est l'hiver avec une valeur (496.3 mm) de précipitation saisonnière. Par contre la saison la plus sèche est l'été avec une valeur de (33.7 mm).

e

500-('1 t. .

il

---

·

-

---450-Vi

.!

400 ~ g 350 ~ sJoo : 250

=

,g

200

.a

·a.

150 "c::i 'f 100 ~ 50 0 ,,

1===

HD

Biver Printem~ Eté

Saisons

Automne

Figure. 09 : Répartition saisonnière des précipitations de la wilaya

Il-1-3-3-Les températures

Tableau n IV : La répartition moyenne mensuelle des températures au niveau de la

Wilaya de Jijel de (1998 à 2007) Mois TC0 Max TC0 Min TC 0 (Max+ TC0 Moyenne · Min)/2 Janvier 16,19 6,25 11,2 11,23 Février , 16,67 6,1 11,3 11,42 Mars 18,93 8,27 13,6 13,73 Avril . 20,86 10 15,4 15,16 Mai 23,95 13,4 18,6 18,75 Juin 27,94 16,8 22,l 21,7 Juillet 30,86 19,4 25,1 25,13 Août '31,74 20,5 26,1 25,6 Septembre 28,79 18,2 23,4 23,52 Octobre 26,28 15 ,3 20,8 20,82 Novembre , 19,84 10 14,9 14,99 Décembre _17,42 7,3 12,4 12,23

€haoitre II Matériel et méthodes

On remarque que la valeur maximale de la température est enregistrée au mois d' Août (31.74 °c) et la valeur minimale au mois de février (6.l0

c). La valeur moyenne annuelle est de l'ordre de (18°c) au mois de mai

11-1-3-4-Synthèse climatique

a) Diagramme Ombrothermique de Gau.ssen

12

.50

r

O

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~-._____ OO ~ ~ "

i'

t

~

·ti 7

"

-- - --- -- --- -- --- - - -- - --- 50

!.

_-~ ~

"'

l

~

51 ~ • OO -~ ;:..

•

_"

2 ~

•

₀ ~

---.

·----

---éo • 1 1 ~ l J F M A M J J A

s

0 N D Mois d'année

· Fig.10: Diagramme ombrothermique de la wilaya de Jijel

La combinaison des températures et des précipitations, est intéressante dans les mesure ou, elle permet de déterminer les mois véritablement secs qui correspondent au mois ou le total des précipitations est égal ou inférieur au double de la température moyenne mensuelle soit Pen (mm) S 2T en (0_c).

Lorsque la courbe des précipitations passe au dessus de celle des températures, la période correspondante est excédentaire. Par contre si la courbe des températures passe au dessous celle des précipitations, la période correspondante est déficitaire.

11-2-Matériel

Pour caractériser d' une zone humide par des méthodes optiques il est indispensable de pouvoir disposer d'images satellitaires les mieux adaptées au but poursuivi ainsi que de

21

.;!

Chavitre II Matériel et méthodes

logiciels cohérents qui permettent de répondre aux principales questions posées dans le but

d'atteindre cet objectif.

11-2-1-Images satellitaires utilisées

11-2-1-1-0rigine et type d'images satellitaires

Grâce au Service d' Accès à l'information Géo spatiale de la F.A.O (SGIIAR) basé à

Alger

Nous avons pu disposer gratuitement d'images satellitaires du type Landsat qui ont été

téléchargés et /ou acquises auprès du site www.sgiiar.org.

Ces images sont fournies par Landsat ETM, elles sont disponibles dans plusieurs

bandes spectrales, les images Landsat dont on dispose courent la zone UTM 32 et possèdent une résolution de 28.Sm, ce qui permet une précision satisfaisante. Elles sont géo référencées

selon le système de projection WGS-UTM .L'acquisition est fait entre 2000 et 2001, les

images récentes ne sont pas disponibles au niveau du site.

11-2-1-Procédure d'acquisition des images satellitaires

Les images satellitaires obtenues sont sous forme de fichiers compressés. Une image Landsat, même décompressée est un fichier volumineux qui fait entre 20 et 31 MB.

Après avoir été téléchargées, les images sont mises dans un répertoire du

micro-ordinateur, elles sont par la suite décompressées à l'aide du logiciel de décompression

(7-Zipe-442.exe ). Elles deviennent par conséquent de plus en plus volumineuses.

Les images Landsat sont alors au format .tif, ce format peut être traité directement ou

après transformation en format .tt2 (Titus2) par l'intermédiaire de logiciels spécialisés

d'analyse et de traitement des satellitaires. 11-2-2-Ies logiciels

La majorité du traitement et d'analyse des images couvrant la zone d'étude est effectué à l'aide du logiciel Spot 2Titus.Néanmoins ce dernier ne dispos pas de toutes les fonctionnalités. Pour compléter ce manque on a été obligé de faire appel à un autre logiciel appelé Bilko. Le travail est fait conjointement sur les trois logiciels Bilko, spot2titus et Titus

22

-Chaoitre II Matériel et méthodes

II-2-2-1-spot2Titns

Produit par le Ministère Français de !'Education Nationale 2002est utilitaire permettant la visualisation d'images satellitaires aux formats TIFF et IMG. Il sert a:

,_ Afficher l'image en taille réelle

.• r Extraire une sous- image.

visualiser l'histogramme. Visualiser le transect.

·- L'extraction numérique. 11-2-2-2-Titns

Le logiciel Titus, produit par le Ministère Français de l'Education Nationale est destiné à une initiation au traitement des images numériques des satellites d'observation de la terre. Il comprend les fonctions essentielles du traitement d'images.

Visualisation et analyse statistique d'une image.

Sélection interactive de site de travail sur l'image et l'analyse radiométrique de ces sites pour établir une typologie en vue d'une classification.

,,.. Classification d'une image selon plusieurs méthodes.

·· Extraction d'une image et création de masques. Calculs d'indices et transformation d'une image.

Il-2-2-3-Bilko

Bilko projet a été lancé en 1987 par l'UNESCO de sciences de la mer puis de formation et de l'éducation Programme (TREDMAR) de développer la formation des capacités dans les zones côtières et marines de télédétection.

11-3-Méthode d'analyse des images Landsat

11-3-1-Méthode d'analyse des images par logiciel de Spot2 Titus

1-Après ·le téléchargement des images Landsat E~ on les sauvegarde dans un répertoire du micro-ordinateur (Bureau/ image sat), on les décompresse ensuite par le logiciel de décompression (7-Zipe-442.exe).

2-Les images Landsat sont en format .tif. A l'aide du logiciel spot 2Titis on les transforme en format img. Mais avant de les transformer on passe par quelques étapes.

Chavitre Il Matériel et méthodes

3-Dans Spot2 Titus, on clique sur :fichier ensuite sur lire image Spot (Tif), une fenêtre appariât. On choisit le répertoire ou on a sauvegardé les images ; (Bureau : )/ image sat

FJ· ~O'_§!.i§..:.-_!l__~_j ' _,_LLJ __._.! ,...J .• ~t~ .,~,;-.:-:-:~.=. _._-: ._.,_:•.,:,~ ~ i1:JO Ë1-_:, ~··

-

-

~ ~ 0 _.,..,-_~~

-

_-'

..

_

_ J

-

.,

-... ~ -•ldW: ~---~CE] ~dl!ID: -;;;..rnf:îi'l- - -- "' ... {; -· [C"!:f,

~-4-0n choisit par la suit une image Landsat et on clique sur ouvrir.

x:; lli_~_gi"Ç: J .fl:~-'-· _! - -· ~-~-~ . ....,_: ;.:t .... - - - - = : .. dm-' 1 _{... ...._.} ~

:

_~

:.-:=

_-""'* . _ ..l'l'n77. -

-I

" ._ \,....-"

.•

_,

~.;:J_, ,,...l,....

_

-

__

::-:

~ =--. =--. ~ 21~-a...tc.,,_~ _{_,_}

=

,..,.;,;-...,.!! .... ..,. '"~ ""' _,_ ~-=-' ~

-,

...-.__

.

...._, ·~ Fdiosii• . . : :-.rFFr.~ ~~ ;;

...

Chaoitre II _{Matériel et méthodes}

5-L'image qu'on a choisie apparaît ensuite sur l'écran.

~51 ...

6-0n va ensuite délimiter une sous image de la Beni- belaid et on la sauvegarde sous un nom (zone humide en bande 5) dans un nouveau fichier d'extension *.img*.

li

Q,ïiJ;~:i::i;~J:) PJ e..1 .. ,-i~ - ~

-sous image

~müsf.iE]

7-L'image découpée est maintenant en format .image, pour lire cette image on clique sur Fichier /lire image Titus (IMG), et une fenêtre apparaît, dans la fenêtre on choisit le fichier *img* et on sélectionne l'image puis on clique sur ouvrir.

Chavitre II Matériel et méthodes . .,.,,_.., ~ . - - - -· - -- - --- --=-::--.e:;:a: ""'~ ~m..; !t'.:> l.JrK>SAr.m:œ:J2 ~ !;;ld tlJ-__:) ~: 1 W.

:::::m

.:.'lto .

u

..

-1 ~ j . ~~==-~~~-~ 1--1 1._..,musrJMjJ _ _ _ __ ..:!... __ 1a:1Jts t (q,.--.

8-L'image découpée est qui représente la zone humide de Beni-belaid apparaît sur l'écran du micro-ordinateur.

1

,

.

(i

.

9-0n passe après à la visualisation de l'histogramme en cliquant simplement sur le bouton qui sert visualiser l'histogramme.

Chm:iitrf! TT ·qr. Bouton visualiser l'histogramme Matériel et méthodes [~~

10-Pour la visualisation d'un transect, on clique sur Analyse Naleur numérique s/transect, on allant ensuite sur l'image on peut faire un transect et les valeurs numérique de ce dernier vont apparaître dans un schéma.

['

'

ffi cam_Q~ ~•,OC· ... ( --- - - - . 1 1 " 1 ~ -1

i

! i ' :_!j;t

11-3-2-Méthode d'analyse des images par logiciel de Titus 111-2-Classification des images

Pour la classification d'une image on utilise le logiciel Titus par la méthode suivent 1-0uvrir le logiciel Titus, dans Titus on clique sur importer. Une fenêtre apparaît, on clique sur fichier/transfère dans le format Titus II

Chavitre II Matériel et méthodes ~-~~ :• &ti:rl ~ , _ . °'* 1 i1 / ~ Dcmln" [ri .. /.~a~ ~~e:~ . ..t~~~ ·~-~ . r.~U-..>r•<l:>$n,;1\en ,.:_ri-~".:-"..,,-~ -~ . ~(-r,.,.•.:•to· ,~)' t:.::"-··o;i,.,, ei:I P>bl•t c.~fr" ~,, ~~ ·1-.;;-. :.:J ;~.:~~---:~;.:-~; X :<.;.e .. ,--~·c·· ~--'"'''t:•ai·~w;""~~ C) ·~" :.Ji-....;.:.,01 ,t .::i::.-:>..H1t•-;._ ! ::: r...:'.. ::~. ~ "'~-";..~ ... ot~rul$ - . _ a ..,..

..

, 0ot:o•~~ t9~21X13,09:36 16-:21111:'.o • lliÎ] ~~a ~; ~­ "'=' 1§

-1

~

i

1

,

j

1

~lr-~-j 1 ~~

Il

=-.., .§?oc

1

;

.

.

_...._

~

2-0n choisir le répertoire où on a sauvegardé les images, on choisit l'image a partir du répertoire apparaît puis on clique sur (Image Titus IMG) pour transformation de l'image.

w

...

__} M.,-.-~ ff;Jci<~- '

1.t/c.k----~

~10

: t

:.~s

~

\ \

•\'"

.

(

),~

(

.

.

-·~

~--

·-~/

--::=:~-

_~,-

~

°""'

-

.

·

l

'

-· -_-~ .lj l ~:J Poste de traval

"

Favoris-~ Nand..lfictier: Î

3-Ensuite on passe la fenêtre 1 (de étape 1) et on clique sur dans cette fenêtre sur Titus, une fenêtre appartit, on clique sur fichier.

Chaoitre Il 'J_;l..c. - 1-::a - · - -;~_Ll~~l;Jt-~-W--J-W- ~ _J__.,J_~1. ··.i_ • J2..:LL-LL: _Rf ~ - - - -- --'- .!!'i

·-

-

-·-

----

__

..

_._

~·-·-­ _ ,Ao _ _

-

-

·

-

' 1 1

=

'_;/

4-Une fenêtre apparaît; on clique sur fermer,

~~~·

l:z..eo-t:i~ :NIC le .ystb.t .S. p:z:OJ.cd.-.

~

~=.'!::: paoS.de • cét1hCE>C• : b>h~d.-.S. .,tociEtt~11: ,M•~ à .l'~rlvi,- de pco;ect:i-() liAriii•êrl! ~ v....,._J

_

...

_

-

--'*'-ds..._. G*tm~-... ~

-s;o-· -,.,- -,-- --~~-3XJS Matériel et méthodes "

5- On clique sur valider, une fenêtre apparaît, on clique sur fichier pour choisir de répertoire des images et ouvrir cette image.

~

~

;

;;:!i

~

~

-

~

~

-

-

~~

L

:

·~

·

~"

~~

-::>~

6-Une fenêtre apparaît, on clique sur site témoin/créer site témoin.

Chavitre II _{Matériel et méthodes}

-·-.. ~

'W

7- Ensuite choisir une partie dans L'image, ex: mer, sable, lit rivière, végétation, ensuite on clique droite dans le site témoin pour visualisation de le histogramme

-a;ir . . . , .

---·~

r

.

J

~-..!:

---

-.;:;;---

-8-Une fenêtre appariât comportée un histogramme plus image .dans le histogramme il

apprit deux carrées vides, on écrire dans ces carrées, classification dans le premier et type de milieu dans le seconde, et on registré de cet travail, même des étapes pour les autres sites témoins.

9-0n clique sur classification/créer une classification/Hyper cube/par mode numérique,

30

Chavitre II Matériel et méthodes

,ê!ZJ

10- Une fenêtre de tableau apparaît sur l'écran .On clique sur canal et en suite sur la

flèche de direction à droit .et ok, une fenêtre de tableau apparaît pour entrer des données des

histogrammes. ~, .. =a -.· ---~-.,._...~

'·-

·o _"'''

_·-=

li -= 2~11 _""' ,.--; ..-0 ' .- 0 ~ _- •9. , ---·o _{' -} -' ---o .- -o ' - --o

.

~ -.---o

.

_- - _:.

11-0n clique sur ok qui existe dans le tableau des données pour apparition de la carte thématique.

Chavitre Il Matériel et méthodes

11-3-3-Méthode d'analyse des images par logiciel de Bilko

1-Dans bilko, on clique sur fil ensuite sur Open, une fenêtre apparaît, on choisit le

répertoire où on a sauvegardé les images.

;.~'il"J",f'::!,!J'-1-:ii

.:.-~Jloll-l

·-·-

Chaoitre II l'i"': f l~:~_-,.,-:.,,. .. lij&WT_.,~. =r1 . .,4,.._.,._ -l ;p; .. j ... :Vj.·_,m~=.~---~~7.-::.:-~ · - ..;:':",;::;1 ~._,:~---=:; mam-~ mam-~==

...

:,.-~ --:-- ~-~· ._, ""'"-S . ._,

1

-i

._;;!_ 1 _:,J

-·-' ~j ~ 1 - - - __ ... ldm: !___ ....:;: ~ ! ,._.,., .... : iMlfi[S~~I .'!. ~ • r_.E_ ';, ... ~ ... &t#.>i~--~~D· ~ }t." -~ ~... .;}~~ --~~

3-une fenêtre apparaît, on clique sur ok

F=

l

n

IS Tlfl id. r-- ...---~- ~ w ~ ;,-- ,1-· c::::~:=q ~::..jl ~I i

4-l'image qu'on a choisie apparaît ensuite sur l'écran

1111111.-f'l

~.~

Matériel el méthodes

5-0n sélectionne l'image (Ctrl et A), et on clique sur bouton droit de la souries

Chapitre Il Matériel et méthodes

6- clique sur New pour la visualisation de histogramme, et on détermine les valeurs

maximales et minimales ~~q!J.!:'""'' e.ifJllbie"'lt :F"-IJ..'-t'•ÇS!..237) . . . _ _ . . . Slll. . . S - - . K_. ~ aa.3J'S UAl53 D.!ŒQ ruem 5..62$ 1 -Ô 5J UI1 !:$

7-Pour calcul de le NDVI on a utilise le logiciel l'UNESCO Bilko, on clique sur File

/open, une fenêtre apparaît, on choisit le répertoire qui contient des images de la zone de Beni

belaid format bmp on sélectionne les images 3 et 4 (PIR) et (R), et on clique sur ouvrir

~ /. '. ;.;-

-·

. .

'-;,.,

""'

... .· . ~-...

*f

₁

·

_~

·

t-. / 4._ /

-,

'~\

-

.

'

.

-.:...:.~

.

~·

\

~, ~

-

.

--:

.

:

, !

-~~

'":. / ' /

'

-

.. -,.

.-

....

·/ ... - -: • • \ î'".., ;

'~

Chavitre II Matériel et méthodes · ~ Dr;S ~ ..:J

*-l!;Jdm-...

l _jj 1 Mét docU'nera

-1

8

J Beriee&eidlS l

...

t l __; 1 --..-~

!

_~:) Poste de trovei ~ j ~

'

l

F..,..;,.-, Homd.o&àie<' l''Bori8"""114.' -""1loriBolOd13.ln<>" _::.. 1 O... 1 Fil'.:hetsdet)ipe: \1MAGES~gf,JJCIÙ:il'\J'dJirc..n1) ~ . Am.Aer •' '.'WiEldrac:t "'" " " -;;~ 1

Forfillt>,pre:s.sFl

f:~_J•' ê © ! ~.

8-Les images en bandes 3,4 sont affiches à l'écran

9-Pour connecter les deux images (3,4) on clique image/ connect .Une fenêtre appariât, on sélectionne les images (3,4)/ stoked et on clique sur ok,

Chapitre Il Matériel et méJhodes

10-Le steak des images apparaît

N.Jlll l.OO'S.

-'?='i:"======~a-~""?-=1;'·=-=----==::+'

-11-Pour calcule NDVI, on clique sur image/ (let2)/New/

Chaoitre II _{Matériel et méthodes}

12-UNE fenêtre apparaît. On clique sur Format document, et ok

·=~&'d\éfl

O'i;S:liiiil ._ c!tTI\?

- © - ...• - ·- -··

~·~~~€-25:7:~-:t::-::~=!·.~~"'-~~~r--::

... ,

...

_

~ ~e-;'i!"! ÎH~

I

~::!> -::5!-:;,;:

• Ao::surnt11s :....,o 1rn•9os (.on• ..n r$e .:One'! ono •n n.o;tir·H~) havo be.on .eot>,...•c~;:od

c:on.c ~d-o .

l~ ::~:~~::~F ~ ~

;

·

i

l

(~,._IR -Rad)/ (Ne_._tR + Rad)

t

~~

--1 li

f

14-Un programme d'informatique a été écrit pour calcul le NDVI. Pour exécuter ce

programme, on clique sur copy et ensuite puis sur l'image stak et ensuite sur past.

Chavitre II _{Matériel et méthodes}

15-Pour obtenir de histogramme de transect l'NDVI on clique sur image (New /transect document) et ensuite sur ok. Après de choisir de transect.

r~, ~~~~ , ... "" ;;:;:t!lM!f.™= "''' ~--j'"··' ,,.i=)' ~ ~ ~ 'f lt? tf li ;·i 1 lmage01 : From (5. 192) To (356. 9)

Minimum Maximum Mean value

52.0CŒI 239.0CŒI 171.8778 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60

i

!

I

1

o 50 100 150 200 250 3Xl 350

Chaoitre III Résultats & discussion

III-Résultats et discussion

Pour l'analyse des réflectances des images dans les différentes longueurs d'onde (bleu,

vert, rouge, infrarouge et infrarouge moyenne) a été effectuée afin d'aboutir à une

caractérisation optique de la zone d'étude.

HI-1-La réflectance dans la bande 1 {bleu)

JFig. 11 : Image représentant la zone humide de Beni belaid en bande 1.

~Id Beni Belaid11: From (0, 0) To (368, 237)

Mean value Std. deviation S kewness K urtosis Entropy

84.3019 14 .4053 0.9092 0.8360 5.6286 4000 3500 3000 2500 !: l 2000

li

l 1500 1: l 1000 i: 1 500 1:

Lo

;- 0 I·

L=

50 100 150 200 250 1

i

Fig.12 : Histogramme représentatif de la zone humide de Beni belaid en belaid en

.bandel

Y=le nombre des pixels X= valeur radiométrique