Cartographie des écosystèmes et paramètres biophysiques satellitaires pour l'étude des flux hydriques sur le continent africain

par Armel Kaptue Tchuente

Thèse de doctorat en Télédétection et physique de la biosphère

Sous la direction de Jean-Louis Roujean.

Soutenue en 2010

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Dans le contexte des changements climatiques, l'objectif du travail effectué est de caractériser l'hétérogénéité du continent africain afin de mieux comprendre et quantifier les processus de surface agissant sur les flux hydriques. Ce travail s'inscrit dans le cadre de la mise à jour de la base de données ECOCLIMAP-I constituée d'une carte d'occupation des sols et des cartes de paramètres biophysiques. Pour cela, on s'appuie sur des données de télédétection acquises par les capteurs de dernière génération MODIS et SPOT/VEGETATION entre 2000 et 2007. Dans un premier temps, deux techniques de classification ont été développées afin de cartographier les différents écosystèmes. L'une, supervisée, a été conduite dans le contexte du programme AMMA afin de discriminer les écosystèmes sur la région ouest-africaine en combinant l'information complémentaire contenue dans les cartes d'occupation du sol GLC2000 et ECOCLIMAP-I par analyse supervisée de l'indice foliaire (LAI) MODIS. L'autre, non supervisée et hybride, utilise les principes de regroupement hiérarchique et dynamique de manière automatique en combinant l'usage du classificateur k-NN et celui de la transformée de Fourier Discrète sur la base des données d'indice de végétation normalisé (NDVI) SPOT/VEGETATION pour identifier les écosystèmes africains. Dans un deuxième temps, des méthodes d'estimation des paramètres biophysiques tels que l'albédo, la fraction de végétation, l'indice foliaire ont été développées et/ou appliquées sur le continent. Une approche statistique permet de déterminer la contribution du sol nu et de la végétation à la constitution de l'albédo de surface comme tel que cela est requis dans les modèles de surface. La méthode a d'abord été appliquée sur la région ouest-africaine et sa robustesse a été prouvée lors de son application à l'intégralité du continent africain. Ces conditions de surface ont ensuite été implémentées dans le modèle de surface ISBA pour reproduire les processus de surface. . .


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    In the context of climate change, the aim of this study is to characterize the heterogeneity of the African continent in order to provide some elements to better understand and quantify surfaces process acting on hydric fluxes. This work is intented to update the double ECOCLIMAP-I database which is constituted by a land cover map and a dassets of land biophysical parameters. To this end, we use remotely sensed data acquired by the latest generation sensors MODIS and SPOT/VEGETATION between 2000 and 2007. During the first step, two methods of classifications has been developed for the mapping of different ecosystems. The first method, which is supervised, is obtained by combining information provided by the both global land cover map GLC2000 and ECOCLIMAP-I using an interactive analysis of MODIS leaf area index (LAI). It has been performed in the framework of the AMMA project to discriminate ecosystems over the western African Region. The second method is hybrid in that it combines k-NN clustering, hierarchical principles and the Fast Fourier Transform (FFT) on the basis of multi-annual NDVI data from SPOT/VEGETATION to identify ecosystems at the whole African continent. Then, methods for the estimation of land surface biophysical variables such as albedo, fractional vegetation cover and leaf area index has been developed and/or applied over the mainland. A statistical approach allows us to determine the contribution of bare soil albedo and vegetation albedo to the constitution of albedo as required in land surface models. After the application of the latter approach over the western african region, we demonstrate the robustness of the method by applying it over the entire mainland. The sensitivity of two land surface scenarios was studied by analysing two simulations with the same atmospheric forcing over the western African Region:one using the ECOCLIMAP-I classification and another using the new physiographic forcing specifically developed over the western African region. Heat and latent flux are mainly driven by the fractional vegetation coverage. The land surface model ISBA can be used to predict the impact of land cover change and accordingly the anthropic pressure on hydric fluxes.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (192 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 143-157

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2010TOU30165
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