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Suivi multi-échelle par télédétection et spectroscopie de l'état hydrique de la végétation méditerranéenne pour la prévention du risque de feu de forêt
Résumé
In south-eastern France, forest fire hazard is assessed using two methods: through meteorological fire indices, spatialized by Meteo-France on sub-regions of an average size of 700 km2 and through the measurement of fuel moisture content (FMC) carried out by ONF, the French forestry board, on plots below 500 m2. The latter protocol derives from the fact that FMC plays a major role in the fire ignition (inflammability) and fire spread (combustibility) hazards. Up to now the use of satellite images for the spatialization of fuel moisture content is difficult because of a lack of validation due the difference in scale between the square kilometer of satellite data and the small size of FMC plots. Our work aims at validating satellite data using multi-scale FMC measurements. We use different field schemes with varying scales, from decameter to kilometer, to assess the spatial and temporal variabilities of the Mediterranean vegetation moisture content. This leads to the proposition of sampling schemes adapted to FMC assessment, FMC to be compared to the radiometric signal reflected by vegetation. A first work is carried out at leaf level using NIRS spectrometry and demonstrates the interest of using the short wave infrared part of the electromagnetic spectrum for leaf FMC assessment. In a second phase, we change the observation scale and use remote sensing data to assess forest stand FMC. The results obtained at high resolution (using SPOT-HRVIR data) and low resolution (using AVHRR, VEGETATION et MODIS data) are heterogeneous because atmospheric and radiometric effects are only partially corrected. In a near future, progress are expected in the processing of these disturbing effects. Remote sensing will then become an efficient means for the spatialization of FMC content allowing a better mapping of forest fire hazard.
Dans le Sud-Est de la France, l'évolution du risque de feu de forêt est suivie de manière opérationnelle par deux méthodes: l'estimation d'indices de risque météorologique, spatialisés par Météo-France en sous-régions d'environ 700 km2 et la mesure de l'humidité de certains végétaux par l'Office National des Forêts sur des placettes de moins de 500 m2. Cette dernière se justifie parce que la teneur en eau des plantes joue un rôle majeur dans l'aléa d'éclosion (inflammabilité) et de propagation (combustibilité) du feu. Jusqu'ici l'utilisation des images satellitaires pressenties pour spatialiser cet état hydrique s'est heurtée à un problème d'échelle entre les données de télédétection kilométriques et les mesures de terrain ponctuelles. Notre travail de recherche propose de valider les mesures satellitaires par des mesures multi-échelles de la teneur en eau des plantes. Nous testons l'adéquation de dispositifs à différentes échelles, du décamètre au kilomètre, pour connaître les variabilités spatiales et temporelles de l'état hydrique de la végétation méditerranéenne. Nous proposons alors des protocoles d'échantillonnage adéquats pour mesurer la teneur en eau des plantes, laquelle est comparée au signal radiométrique réfléchi par le couvert végétal. Dans un premier temps, nous travaillons à l'échelle de la feuille par spectroscopie proche infrarouge et nous montrons la pertinence de la partie moyen infrarouge du spectre électromagnétique pour prédire l'état hydrique des feuilles. Dans un second temps, nous changeons d'échelle d'observation en évaluant l'état hydrique de peuplements au moyen de données de télédétection. Les résultats obtenus à haute (capteur SPOT-HRVIR) comme à basse résolution spatiale (capteurs AVHRR, VEGETATION et MODIS) sont hétérogènes car les perturbations radiométriques et atmosphériques des images ne sont qu'en partie corrigées. Dans un futur proche, des progrès sont attendus dans le traitement de ces perturbations. La télédétection sera alors un outil de choix pour spatialiser l'état hydrique de la végétation, permettant à terme une meilleure cartographie du risque de feu de forêt.
