Télédétection et modélisation spatiale des éléments paysagers linéaires méditerranéens - INRAE - Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement Access content directly
Master Thesis Year : 2023

Remote sensing and spatial modelling of Mediterranean linear landscape features

Télédétection et modélisation spatiale des éléments paysagers linéaires méditerranéens

Abstract

يعد فهم التكوينات المكانية ألنظمة المحاصيل الزراعية أمًرا ضروريًا لفهم كيفية تنظيمها وتوقع كيفية تطورها المحتمل. تركز هذه الدراسة على توصيف العناصر الخطية مثل المسارات، وحدود قطع األراضي الزراعية، والتحوطات، والشبكة الهيدروغرافية في المناظر الطبيعية الزراعية في البحر األبيض المتوسط في سياق المحاصيل البعلية المختلطة والثروة الحيوانية. الهدف الرئيسي من هذه الدراسة هو تقييم تأثير هذه العناصر على التنظيم المكاني لدورة المحاصيل. وعلى أساس األدبيات الموجودة، تم تطوير معايير وصفية وتصنيفية بالتزامن مع المؤشرات البصرية. ومن أجل التحقق من صحة هذا التصنيف واستكمال البيانات الموجودة، تم إجراء مسح ميداني في منطقة مستجمع مياه لبنة في تونس. أجرت الدراسة تحليالت إحصائية مكانية، بما في ذلك مؤشر الكثافة، والميزات الخطية للمناظر الطبيعية النموذجية للتحقيق في دورها كحواجز أو تقاطعات في تحديد مجاميع حقول نظام المحاصيل. استكشفت الدراسة أي ًضا الستخراج هذه الميزات من صور ذات دقة مكانية عالية جدًا. وجدت (LSD (إمكانات طريقة اكتشاف الجزء الخطي الدراسة أن المعالم الخطية التي لوحظت في لبنا هي في المقام األول حدود قطعية، معمرة وقابلة للعبور، مع كثافة أعلى في المناطق العنقودية )103 معالم/كم²( مقارنة بالمناطق غير العنقودية )56 معالم/كم²(. سلطت النمذجة المفاهيمية لهذه LSD العناصر الضوء على دورها في المكونات المكانية وغير المكانية للمتجمعات المياه. ومع ذلك، أظهرت طريقة قيودًا في استخالص هذه الميزات بدقة، حيث اكتشفت شرائح مجزأة وولدت العديد من النتائج اإليجابية الخاطئة. في الختام، في حين أن هذه السمات الخطية تؤثر على تخصيص المحاصيل، إال أن تأثيرها يبدو ضئيال مقارنة بالعوامل األخرى. ومع ذلك، سيكون من المناسب دراسة الديناميكيات المكانية والزمانية لهذه العناصر والتحقق من قوة أساليب التعلم اآللي الستخراجها ووصفها الموضوعي. نعميييي
Characterising the spatial configurations of cropping systems is essential to understand how they are organised and to anticipate how they are likely to evolve. This study focuses on characterising linear elements such as paths, field boundaries, hedges, and the hydrographic network in a Mediterranean agricultural landscape in a rain-fed mixed crop-livestock context. This study aims to assess the impact of these elements on the spatial organisation of crop rotations. Based on the existing literature, we developed descriptive and classification criteria in conjunction with visual indices. A field survey in the Lebna catchment area in Tunisia allowed us to complement the existing data and validate this classification. Data were analyzed with spatial statistical methods, including a density index, and then modelled at the landscape level to investigate the role of linear features as barriers or junctions in defining cropland clusters. The study also explored the potential of the Line Segment Detection (LSD) method for extracting these features from very high spatial resolution images. The study found that the linear features observed in the Lebna area are primarily field boundaries, perennial and crossable, with a higher density in cluster areas (103 features/km²) compared to non-cluster areas (56 features/km²). Conceptual modelling of these elements highlighted their role in the spatial and non-spatial components of the catchment landscape. Concerning the LSD method, the parameterisation demonstrated limitations in accurately extracting these features, as it detected fragmented segments and generated several false positives. In conclusion, while these linear features influence crop allocation, their impact appears negligible compared to other factors. In perspective, it would be relevant to study the spatio-temporal dynamics of these elements and verify the robustness of machine learning methods for their extraction and thematic description.
La compréhension des configurations spatiales des systèmes de culture est essentielle pour saisir leur organisation et anticiper leurs évolutions. Cette étude se focalise sur la caractérisation des éléments linéaires (chemins, limites parcellaires, haies, réseau hydrographique, etc.) dans un paysage agricole méditerranéen en contexte de polyculture-élevage pluvial. Son objectif principal est d'évaluer l'impact de ces éléments sur l'organisation spatiale des assolements. En s'appuyant sur la littérature existante, des critères de description et de classification liés à des indicateurs visuels ont été établis. Une campagne de relevés terrain a été menée dans le bassin versant du Lebna, en Tunisie, afin de valider cette classification et de compléter les données existantes. Les analyses statistiques spatiales, telles que l'indice de densité, ainsi que la modélisation des éléments linéaires paysagers, ont permis d'explorer leur rôle en tant que barrières ou jonctions dans la définition d'agrégats de champs de systèmes de cultures, tout en explorant le potentiel de la méthode de détection de segments de ligne (LSD) pour extraire ces éléments à partir d'images à très haute résolution spatiale. Les résultats de cette étude ont révélé que les éléments linéaires observés au Lebna sont principalement des limites de parcelles, pérennes et franchissables, avec une densité plus élevée dans les zones de clusters (103 éléments/km²) par rapport aux zones hors cluster (56 éléments/km²). La modélisation conceptuelle de ces éléments a permis de mettre en lumière leur rôle dans les composantes spatiales et non spatiales du bassin versant. Cependant, la méthode LSD a montré des limites dans son aptitude à extraire précisément ces éléments, détectant des segments fragmentés et générant plusieurs faux positifs. En conclusion, bien que ces éléments linéaires influent sur l'allocation des cultures, leur impact semble être négligeable par rapport à d'autres facteurs. Cependant, il serait pertinent d'étudier la dynamique spatio-temporelle de ces éléments et de vérifier la robustesse des méthodes d'apprentissage automatique pour leur extraction et leur description thématique.
Fichier principal
Vignette du fichier
BEN AHMED Aymen - Télédétection et modélisation spatiale des éléments paysagers linéaires méditerranéens.pdf (3.86 Mo) Télécharger le fichier
Origin : Files produced by the author(s)

Dates and versions

hal-04534683 , version 1 (05-04-2024)

Licence

Attribution

Identifiers

  • HAL Id : hal-04534683 , version 1

Cite

Aymen Ben Ahmed, Insaf Mekki, Jean-Stéphane Bailly, Davide Rizzo. Télédétection et modélisation spatiale des éléments paysagers linéaires méditerranéens. Agronomie. 2023. ⟨hal-04534683⟩
48 View
1 Download

Share

Gmail Facebook X LinkedIn More