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Vecteur de contour des mangroves

Une chaîne de traitement de délimitations des surfaces de mangroves a été développé. Elle est itérative, pour chaque image, chaque trimestre, un vecteur de contour des mangroves est calculé à partir de l’image Sentinel L2A la moins ennuagée du trimestre. Le vecteur mangrove est visualisable et téléchargeable au format SHP gratuitement.

Pour un trimestre donné et une tuile donnée, les données en entrée sont :

  • Un vecteur de référence d’extension de la mangrove (Mang_Ref). Le vecteur de référence Mang_ref est un vecteur de contour des mangroves issu de la communauté scientifique,
  • Un vecteur de la région d’intérêt (ROI) dans laquelle l’algorithme cherchera les pixels de mangrove. Le ROI est défini à partir du vecteur Mang_Ref auquel un buffer externe de 500m est appliqué.
  • La bande SWIR1 (B11) de l’image Sentinel-2 de niveau L2A la moins ennuagée du trimestre, résolution spatiale 20m.
    Deux critères sont utilisés pour choisir l’image la moins ennuagée :
    1) un délai temporel de minimum 30 jours avec la date de l’image sélectionnée pour le trimestre précédent
    2) un taux d’ennuagement minimum dans la zone correspondant à mang-Ref,
  • Le modèle numérique d'élévation Copernicus DEM (Global Digital Elevation Model – COP-DEM, https://doi.org/10.5270/ESA-c5d3d65), résolution spatiale 30m,
  • Le raster NDWI2, résolution spatiale 10m,
  • Le raster NDVI, résolution spatiale 10m,
Extrait de la plateforme d'un vecteur de contour de la distribution spatiale des mangroves, deuxième trimestre 2018

Les traitements suivants sont appliqués :

  1. Création du raster dans lequel la recherche des pixels de mangrove s’effectue
    Un raster 4 bandes (NDWI2, NDVI, SWIR1 et COP-DEM) de résolution 10m est créé : Raster_M.
    Le Raster_M est découpé avec le vecteur ROI.
  2. Définition des seuils « terre » et « végétation » avec les indices NDWI2 et NDVI
    Le NDWI2 (Normalized Difference Water Index 2) permet de détecter les surfaces inondées, il s’échelonne entre -1 et 1, les pixels avec une valeur de NDWI2 inférieure à un seuil S1 (par exemple 0) définissent les surfaces terrestres. Le seuil peut être ajuster selon les zones d’étude par l’administrateur. Le NDVI (Normalized Vegetation Difference Index) permet de détecter les surfaces végétalisées, il s’échelonne entre -1 et 1, les pixels avec une valeur de NDVI supérieure à un seuil S2 (par exemple 0,3) définissent les surfaces végétalisées. Le seuil peut être ajuster selon les zones d’étude par l’administrateur.
  3. Sélection des pixels de végétation
    Double seuillage NDWI2 et NDVI sur les bandes SWIR1 et COP-DEM. Les pixels de végétation ont une valeur de NDWI2 <S1 ET une valeur de NDVI > S2.
  4. Définir les valeurs des pixels de mangrove dans la bande SWIR1
    A partir de la bande SWIR1 et dans l’extension géographique de Mang_Ref, deux seuils sont extraits : le quantile 1% et le quantile 98%. Ces seuils vont définir dans quelle gamme de valeur se situent les mangroves. Les seuils peuvent être ajuster selon les zones d’étude par l’administrateur.
  5. Définir les valeurs des pixels de mangrove dans la bande COP-DEM
    A partir de la bande COP-DEM et dans l’extension géographique de Mang_Ref, le seuil de hauteur maximale des mangroves (Hmax) est extrait.
  6. Sélection des pixels de mangrove avec un double seuillage SWIR1 et COP-DEM. Les pixels de mangrove ont une valeur de COP-DEM ≤ Hmax ET une valeur de Q1 < SWIR1 < Q98.
  7. Vectorisation du raster mangrove
    Obtention d’un vecteur, shapefile, de contour des mangroves.