Comment choisir un indice de végétation ?

Quelle est la quantité d'espaces vert sur votre commune ?

Lancé suite au Grenelle de l’Environnement, le plan de gestion des espaces verts, initialement baptisé ECOPHYTO2018 avait pour but de diminuer de 50% l’usage des pesticides au niveau national d’ici à 2018. En 2012, il a été révisé et cherche à réduire de manière plus progressive l’utilisation des pesticides. 

Des solutions alternatives à ces usages doivent donc être trouvées. La mise en place de ce plan sur une commune entraîne une transformation importante, principalement au niveau des méthodes et pratiques d’aménagement paysager.

Pour ce faire un état des lieux le plus précis possible des espaces verts avec un logiciel de gestion des espaces vert est nécessaire, en exploitant au maximum les possibilités de l’open data et du traitement d’images satellites. 

Indice de vegetation.png

Deux indices de végétation principaux peuvent être considérés pour analyser des images satellites : le VDVI « basé sur les trois bandes du spectre visible » et qui « considère les caractéristiques spectrales d’une végétation verte et en bonne santé » et le NDVI qui « est un des plus employés pour les applications UAS en télédétection ».

Nous avons développé un module d'analyse d'image dans notre logiciel de gestion des espaces verts , ecoreleve.

Si vous avez besoin d'aide pour connaître l'état de votre nature en ville, gérer vos arbres d'alignements ou d'un logiciel de gestion de plan de gestion différentié contactez nous.

Le NDVI

    Le NDVI est l’indice de végétation le plus couramment utilisé en analyse d’images satellites. Grâce à la forte réflectance dans le proche infrarouge de la chlorophylle, cet indice permet de détecter de manière efficace l’état vert des plantes.  Il prend des valeurs entre -1 (eau) et 1 (végétation intense) et se calcule en utilisant les bandes NIR (proche infrarouge) et R (rouge), selon la formule suivante :

NDVI = (NIR − R)/( NIR + R)

    Le « NDVI a récemment été utilisé dans des études pour quantifier l’état de verdure d’un quartier ». Cette étude a été menée sur 134 zones résidentielles aux Etats-Unis, 121 ont été conservées, en éliminant :

  • Les zones dont la végétation au moment de l’étude était trop différente par rapport à la prise de photos,
  • Les zones dont les photos étaient de mauvaise qualité,
  • Les zones dont la localisation n’a pu être confirmée.

    Il a été créé initialement pour des usages dans l’agriculture et la foresterie, donc au niveau de zones non urbaines. Sa validité pour son utilisation en milieu urbain n’a pas encore été démontrée, « il n’est pas clair à quel niveau de fidélité il permet de mesurer la végétation en ville », des tests et des études doivent encore être menés. L’impact des bâtiments et de l’environnement sur la mesure du taux de végétation n’est pas encore complètement maîtrisé, du fait d’une densité parfois faible de la végétation en ville. Selon cette étude menée aux Etats-Unis, « la corrélation entre le NDVI et les notes d’experts en matière de verdure étaient élevée »  permettant de conclure que le « NDVI est une mesure utile de la verdure du quartier ». 

Le VDVI

    Le VDVI présente le même principe que le NDVI, mais des bandes différentes sont utilisées. La bande dans le proche infrarouge NIR est remplacée par la bande verte G multipliée par deux, la bande rouge R est remplacée par la somme des bandes bleue B et rouge R. Le VDVI se base donc sur l’utilisation de trois bandes du spectre visible, selon la formule :  

VDVI = (2 ∗ G – (R +B))/(2 ∗ G + (R+B))

    Théoriquement, tout comme le NDVI, ses valeurs varient entre -1 et 1.


Comparaison entre les deux indices

    Sur trois villes différentes, nous avons calculé d’une part le NDVI et d’autre part le VDVI. Les zones vertes indiquent une valeur de NDVI/VDVI forte, les zones rouges une valeur faible. Pour chaque ville, avec l’indice VDVI, les contrastes entre les zones vertes et l’eau/les routes sont trop faibles et non représentatifs de la réalité. Les valeurs de VDVI varient en réalité seulement entre -0.25 et 0.15, ce qui explique que les zones soient plus difficilement différenciables.

NDVI ou VDVI.png

    Comme on le voit sur ces images, les bords de mer, les cours d’eau, les routes ainsi que les zones urbaines sont mal représentées en utilisant le VDVI, avec des valeurs comparables à celles des espaces verts, ce qui pose problème pour leur détection. C’est pourquoi notre choix se porte sur l’utilisation du NDVI comme indice de référence.

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Posted on September 11, 2017 and filed under Agence, Capteurs, Data, ecoReleve.