Mapping the Mangrove Forest Canopy Using Spectral Unmixing of Very High Spatial Resolution Satellite Images

Autor: Taureau, Florent, Robin, Marc, Proisy, Christophe, Fromard, François, Imbert, Daniel, Debaine, François
Přispěvatelé: Littoral, Environnement, Télédétection, Géomatique UMR 6554 (LETG), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université d'Angers (UA)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Brest (UBO)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Géographie et d'Aménagement Régional de l'Université de Nantes (IGARUN), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN), Littoral, Environnement, Télédétection, Géomatique (LETG - Nantes), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Botanique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des Végétations (UMR AMAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Institut Français de Pondichéry (IFP), Ministère de l'Europe et des Affaires étrangères (MEAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (LEFE), Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - 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Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Remote Sensing, Vol 11, Iss 3, p 367 (2019)
Remote Sensing
Remote Sensing, 2019, 11 (3), pp.367. ⟨10.3390/rs11030367⟩
Remote Sensing, MDPI, 2019, 11 (3), pp.367. ⟨10.3390/rs11030367⟩
ISSN: 2072-4292
Popis: Despite the low tree diversity and scarcity of the understory vegetation, the high morphological plasticity of mangrove trees induces, at the stand level, a very large variability of forest structures that need to be mapped for assessing the functioning of such complex ecosystems. Fully constrained linear spectral unmixing (FCLSU) of very high spatial resolution (VHSR) multispectral images was tested to fine-scale map mangrove zonations in terms of horizontal variation of forest structure. The study was carried out on three Pleiades-1A satellite images covering French island territories located in the Atlantic, Indian, and Pacific Oceans, namely Guadeloupe, Mayotte, and New Caledonia archipelagos. In each image, FCLSU was trained from the delineation of areas exclusively related to four components including either pure vegetation, soil (ferns included), water, or shadows. It was then applied to the whole mangrove cover imaged for each island and yielded the respective contributions of those four components for each image pixel. On the forest stand scale, the results interestingly indicated a close correlation between FCLSU-derived vegetation fractions and canopy closure estimated from hemispherical photographs (R2 = 0.95) and a weak relation with the Normalized Difference Vegetation Index (R2 = 0.29). Classification of these fractions also offered the opportunity to detect and map horizontal patterns of mangrove structure in a given site. K-means classifications of fraction indeed showed a global view of mangrove structure organization in the three sites, complementary to the outputs obtained from spectral data analysis. Our findings suggest that the pixel intensity decomposition applied to VHSR multispectral satellite images can be a simple but valuable approach for (i) mangrove canopy monitoring and (ii) mangrove forest structure analysis in the perspective of assessing mangrove dynamics and productivity. As with Lidar-based surveys, these potential new mapping capabilities deserve further physically based interpretation of sunlight scattering mechanisms within forest canopy.
Databáze: OpenAIRE
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