Mapping of species in a mixed forest using a combination of UAV and satellite data
Cartographie d’essences forestières dans des peuplements en mélange par combinaison des données drones et satellites
Abstract
Abstract (1600 caractères maximum) :
Our study has produced a very high-resolution map of the two species, beech and oak, in a mixed forest, over a fifty-hectare area of the Fougères forest (France). This map can be used directly for some forest management actions. Our aim was to take advantage of the drone/satellite synergy to estimate relative abundances of the 2 species over the whole forest (extrapolation) at the pixel resolution of the Sentinel 2 image (10 m). To achieve this, a satellite image pixel unmixing approach was carried out, based on two simple assumptions: the "endmembers" could be extracted directly from "pure" pixels, identified in the Sentinel 2 image or in the very high-resolution drone image; the results were relatively consistent on stands similar to those flown over by the drone (mature stage - large trees). However, the stage development (age) of the stands seems to have a strong influence on the results, as young stands of beech (observed) are confused with stands of oak (estimated). They reveal a more complex situation, highlighting the effect of the canopy structure (shading internal) on the spectral signature of trees. This study discusses the benefits and limitations of drone/satellite synergy for forest tree species mapping, and suggests ways forward.
Notre étude a permis d’établir une cartographie à très haute résolution des deux essences, le hêtre et le chêne, dans la situation d’un peuplement en mélange, sur une cinquante d’hectares de la forêt de Fougères. Ce produit peut-être directement exploité pour certaines actions de la gestion forestière. Notre objectif était de bénéficier de la synergie drone / satellite pour estimer des abondances relatives des 2 essences sur l’ensemble de la forêt (extrapolation) à la résolution des pixels de l’image Sentinel 2 (10 m). Pour cela une approche de démélange des pixels de l’image satellitaire a été entreprise sur la base de deux hypothèses simples : les constituants (« endmembers ») pouvaient être extraits directement de pixels « purs », identifiés dans l’image Sentinel 2 ou dans l’image drone à très haute résolution ; Les résultats sont relativement cohérents sur des peuplements similaires à ceux survolés par le drone (peuplements matures – gros arbres). Néanmoins, l’âge des peuplements semble influencer fortement les résultats car de jeunes peuplements de hêtres (observés) sont confondus avec des peuplements de chênes (estimés). Ils révèlent une situation plus complexe, mettant en évidence l’effet de la structure de la canopée (ombrage interne à la structure forestière) sur la signature spectrale des végétaux. Cette étude discute des apports et limites de la synergie drone / satellite pour la cartographie des essences forestières et propose des perspectives pour rendre plus opérant cette synergie.
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