| | |  | Image SPOT_NDVI de février 2000 | |
Les indices de végétation
En mesurant attentivement les longueurs d’onde ainsi que l’intensité de la lumière visible et du proche-infrarouge réfléchie par la surface terrestre dans l’espace, les scientifiques utilisent ce que l’on appelle un « indice de végétation » pour quantifier les concentrations de végétation à feuilles vertes autour du globe.
En associant les indices quotidiens de végétation dans des composites sur 8, 16 ou 30 jours, les scientifiques créent des cartes détaillées de la densité de la végétation verte de la Terre, qui identifient les zones où les végétaux se développent et celles où ils souffrent du manque d’eau.
Pour déterminer la densité de végétation d’une parcelle, les chercheurs doivent observer les couleurs distinctes (longueurs d’onde) de la lumière solaire visible et du proche-infrarouge réfléchie par les plantes. Lorsque la lumière du soleil frappe les objets, certaines longueurs d’onde du spectre sont absorbées tandis que d’autres sont réfléchies.
Le pigment des feuilles des plantes, la chlorophylle, absorbe fortement la lumière visible (de 0,4 à 0,7 µm) pour s’en servir au cours de la photosynthèse. La structure cellulaire des feuilles, d’autre part, réfléchit fortement la lumière du proche-infrarouge (de 0,7 à 1,1 µm). Si le rayonnement réfléchi est bien plus important dans les longueurs d’onde du proche-infrarouge que dans la lumière visible, il est probable que la végétation du pixel concerné soit dense et contienne une densité forestière significative. S’il y a peu de différence d’intensité entre les longueurs d’onde réfléchies de la lumière visible et du proche.-infrarouge, il est probable que la végétation soit éparse et qu’il s’agisse de prairies, de toundra ou de désert.
Pratiquement tous les indices de végétation des satellites emploient cette formule différentielle pour quantifier la densité de la croissance végétale sur Terre : le rayonnement du proche-infrarouge moins le rayonnement visible divisé par le rayonnement du proche-infrarouge plus le rayonnement visible. Le résultat de cette formule est l’indice de végétation de la différence normalisée ou NDVI (de l’anglais « Normalized Difference Vegetation Index »). L’expression mathématique de cette formule est la suivante :
NDVI = (NIR — VIS)/ (NIR + VIS)
Le NDVI est calculé à partir de la lumière visible et du proche-infrarouge réfléchie par la végétation. Dans l'illustration ci-dessous, la végétation saine (à gauche) absorbe pratiquement toute la lumière visible qui la frappe et réfléchit une grande partie du proche-infrarouge. La végétation chétive ou éparse (à droite) réfléchit davantage la lumière visible et moins le proche-infrarouge. Les chiffres indiqués dans l’illustration sont représentatifs de valeurs réelles, même si dans la réalité la végétation est bien plus variée.
Principes du NDVI
Le calcul du NDVI pour un pixel donné équivaut toujours à un nombre compris entre -1 et +1. L’absence de feuilles vertes donne une valeur proche de zéro. La valeur zéro signifie qu’il n’y a pas de végétation tandis qu’un résultat proche de +1 (de 0,8 à 0,9) correspond à la plus haute densité possible de feuilles vertes.
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