Vue d'ensemble
Site Scan Manager fournit désormais une couche de visualisation VARI (Visible Atmospherically Resistant Index). VARI aide à mettre en évidence la végétation sur la zone cartographiée en utilisant uniquement les bandes du spectre visible capturées par des caméras RGB standard disponibles sur la plupart des drones. Pour afficher une couche VARI pour chaque mission traitée, vous devez activer cette fonctionnalité dans Paramètres utilisateur > Fonctionnalités > VARI.
Cliquez sur l'icône de votre organisation en bas à gauche, puis Paramètres utilisateur > Fonctionnalités pour activer VARI.
Une fois activé, vous pouvez ajuster l'opacité pour comparer la couche VARI avec l'orthomosaïque. Le paramètre du nombre d'écarts-types aide à éliminer les valeurs aberrantes. Ce paramètre sera expliqué plus en détail ci-dessous.
Ajustement de l'opacité VARI dans Site Scan Manager.
Avant d'approfondir VARI, il est utile de comprendre les bases de la mesure du réflectance spectrale de la végétation.
Qu'est-ce que le réflectance spectrale ?
Le réflectance spectrale décrit comment le rayonnement électromagnétique se réfléchit sur les objets. Tous les objets réfléchissent différemment les longueurs d'onde du rayonnement à travers le spectre électromagnétique. En général, la végétation saine réfléchit fortement les longueurs d'onde dans la gamme proche infrarouge (NIR) et faiblement celles dans le spectre visible (bleu, vert et rouge).
Comparaison du réflectance spectrale de la végétation saine, de la végétation non saine et du sol à travers les longueurs d'onde visibles et NIR.
Comprendre le réflectance spectrale des différents objets vous permet de détecter et analyser ces objets grâce à la télédétection. Le rayonnement électromagnétique est capturé par des capteurs pour créer une image. Les capteurs peuvent capturer des images depuis le sol ou être attachés à des drones, avions ou satellites.
Différents capteurs capturent des radiations de différentes longueurs d'onde. Les capteurs RGB, qui sont les capteurs de cartographie par drone les plus courants, capturent les longueurs d'onde réfléchies dans le spectre visible rouge, vert et bleu.
D'autres capteurs, tels que les capteurs thermiques ou multispectraux, capturent des longueurs d'onde réfléchies provenant d'autres zones du spectre électromagnétique comme le NIR. Certains drones peuvent transporter des capteurs thermiques et multispectraux, et Site Scan Manager prend en charge le traitement des données capturées par les capteurs thermiques et multispectraux suivants jusqu'à 5 bandes :
- Thermique : DJI Zenmuse XT, DJI Zenmuse XT2 (également pris en charge dans l'application Site Scan Flight)
- Multispectral : Parrot Sequoia+, MicaSense RedEdge, MicaSense RedEdge-M, MicaSense Altum, Phantom 4 Multispectral
Quelle est la réflectance spectrale de la végétation ?
La végétation à feuilles vertes a une très forte réflectance dans les bandes NIR et une faible réflectance dans les bandes visibles. C'est pourquoi la meilleure façon de mesurer la végétation avec des capteurs est de capturer des images NIR. Cependant, la végétation reflète encore plus fortement la bande verte visible que le bleu et le rouge dans un sens relatif. En revenant à l'image précédente, remarquez une petite augmentation dans la gamme verte pour la végétation saine comparée au bleu et au rouge.
Petite pointe dans le réflectance spectrale pour la végétation saine dans la bande verte.
Les humains ne peuvent pas voir les longueurs d'onde NIR. Nous ne pouvons voir que les longueurs d'onde réfléchies dans les bandes visibles : rouge, vert et bleu. Par conséquent, la végétation feuillue nous apparaît verte parce qu'elle reflète plus fortement le vert que le bleu et le rouge, mais nous ne voyons toujours qu'une petite partie du réflectance global.
Qu'est-ce que VARI et en quoi est-il différent de NDVI ?
VARI est un indice de végétation qui estime la végétation comme un raster multibande en utilisant uniquement la plage visible du spectre. Voici la formule VARI :
VARI = (Vert - Rouge) / (Vert + Rouge – Bleu)
Il évalue s'il existe des valeurs différentes dans la bande verte comparée au rouge, ce qui fournit une estimation raisonnable de la végétation feuillue. Un élément notable de VARI est la soustraction de la bande bleue, conçue pour réduire l'impact des effets atmosphériques sur l'indice.
VARI n'est pas un substitut complet aux autres indices qui incorporent les longueurs d'onde NIR (proche infrarouge), notamment NDVI. Remarquez comment la formule NDVI est très similaire à VARI mais remplace la bande verte par NIR.
NDVI = (NIR - Rouge) / (NIR + Rouge)
NDVI éclaire plus précisément la végétation que VARI car il capture des valeurs de réflectance plus fortes pour la végétation en utilisant NIR. Cependant, puisque la végétation reflète davantage les longueurs d'onde visibles vertes que rouges et bleues, VARI peut toujours distinguer raisonnablement bien la végétation.
Pourquoi utiliser VARI ?
VARI est un excellent outil pour étudier la santé et la robustesse de la végétation. La plupart des utilisations de VARI suivent un schéma d'évaluation similaire :
- Cartographier un site (ferme, forêt, mine, etc.) qui devrait avoir une végétation saine ou ne devrait pas avoir de végétation.
- Consulter les résultats pour identifier les zones qui ne correspondent pas aux attentes (vous repérez une zone de végétation non saine là où elle devrait être saine).
- Vérifier sur le terrain les zones qui n'ont pas répondu aux attentes afin de comprendre le problème (vous remarquez qu'il y a des parasites ou une sécheresse dans cette zone de végétation non saine).
- Si vous déterminez qu'il y a un problème, déployez les ressources nécessaires pour y remédier (engager un contrôle antiparasitaire ou redistribuer l'irrigation).
Voici quelques exemples brefs montrant comment VARI est utilisé dans différentes industries. </ P >< P >< STRONG >< Span >Agriculture </ Span ></ STRONG >< Span ><br /> </ Span >< Span >En agriculture, les agriculteurs et agronomes ont besoin d'évaluer l'état sanitaire des cultures. Plutôt que voyageant rangée par rangée à travers les terres agricoles, VARI montre un instantané des conditions des cultures sur l'ensemble de la ferme. Cela peut aider à prioriser les zones pour la validation sur le terrain afin d'enquêter davantage et de résoudre les problèmes. Ces observations peuvent conduire à la découverte de ravageurs, de sécheresse, de sous-fertilisation ou de sur-fertilisation, et d'autres facteurs qui affectent le rendement des cultures.<\/SPAN> <\/SPAN><\/P>Foresterie<\/SPAN><\/STRONG>
<\/SPAN>Comme en agriculture, il est important d'évaluer la santé de la végétation en foresterie. Les forêts peuvent être vulnérables aux ravageurs comme le dendroctone du pin, qui peut causer d'énormes pertes environnementales et en biodiversité, sans parler des pertes financières. Identifier tôt les zones affectées est important pour limiter la propagation des ravageurs et éviter ces pertes. Étant donné qu'il est irréaliste de valider tous les arbres sur le terrain dans une forêt, VARI aide à prioriser les zones pour déployer des ressources pour une évaluation plus approfondie et finalement une atténuation.<\/SPAN> <\/SPAN><\/P>Feu de forêt<\/SPAN><\/STRONG>
<\/SPAN>Pour la prévention et l'évaluation des feux de forêt, VARI peut distinguer les zones de végétation malsaine ou sèche qui peuvent être plus susceptibles aux incendies. Cette évaluation peut identifier les zones à haut risque d'incendie. Après un feu, elle peut révéler les cicatrices de brûlure comme des zones avec peu ou pas de végétation. Dans certains climats, les cicatrices de brûlure peuvent rapidement voir leur végétation se régénérer, et ce processus de récupération peut être suivi en observant VARI sur une cicatrice de brûlure au fil du temps.<\/SPAN> <\/SPAN><\/P>Pétrole et gaz naturel<\/SPAN><\/STRONG>
<\/SPAN>Dans l'industrie du pétrole et du gaz naturel, l'entretien des pipelines est crucial pour assurer la livraison réussie de la ressource aux installations clients. L'envahissement par la végétation autour des pipelines doit être géré systématiquement. Les drones peuvent inspecter les pipelines en effectuant un balayage du corridor. Le résultat VARI montrera la végétation trop proche du pipeline, et vous pouvez déployer des ressources pour enlever cette végétation.<\/SPAN> <\/SPAN><\/P>Mines<\/SPAN><\/STRONG>
<\/SPAN>Dans le secteur minier, la réhabilitation des terres est une exigence pour réduire les impacts environnementaux négatifs des opérations minières. Selon l'utilisation finale prévue pour le terrain, la revégétalisation est une exigence courante en matière de réhabilitation. VARI peut démontrer que le projet de réhabilitation est sur la bonne voie, ou il peut mettre en évidence des zones spécifiques qui semblent ne pas se revégétaliser adéquatement, ce qui justifie une enquête.<\/SPAN> <\/SPAN><\/P>En fin de compte, VARI aide à la prise de décision. Comme il ne nécessite pas de capteurs multispectraux/NIR, vous pouvez utiliser un capteur RGB standard pour la plupart des drones cartographiques, y compris ceux pris en charge dans l'application Site Scan Flight.<\/SPAN> <\/SPAN> <\/SPAN><\/P> <\/P>Qu'est-ce que le réglage d'écart type VARI ?<\/STRONG> <\/H3>Dans Site Scan Manager, vous avez l'option d'ajuster le « nombre d'écarts types » pour la couche VARI. Ce réglage applique une fonction d'étirement par écart type à la couche. Il élimine les valeurs qui se situent en dehors de <\/SPAN>n <\/SPAN><\/I>écarts types par rapport à la valeur moyenne du pixel de l'image.<\/SPAN> <\/SPAN><\/P>L'augmentation du nombre d'écarts types pour la fonction d'étirement aide à réduire l'accent visuel sur les caractéristiques non végétales et permet une meilleure distinction visuelle entre différents niveaux de végétation.<\/SPAN> <\/SPAN><\/P>
La fonction d'étirement par écart type réduit l'impact sur les valeurs aberrantes.<\/span><\/span><\/P> <\/P> <\/P>Par exemple, sans appliquer une fonction d'étirement, toute la végétation (à la fois saine et malsaine) dans votre image pourrait sembler avoir la même nuance de vert parce qu'il y a des objets non végétaux qui faussent l'échelle des couleurs. Appliquer une fonction d'étirement exclut les valeurs aberrantes pour répartir plus efficacement l'histogramme et distribuer la nuance de vert. Cela donne une image où la végétation saine peut apparaître en vert foncé et la végétation moins saine peut apparaître en vert clair.<\/SPAN> <\/SPAN><\/P>Vous pouvez en savoir plus sur la fonction d'étirement <\/SPAN>ici<\/SPAN><\/A>.<\/SPAN> <\/SPAN> <\/SPAN><\/P> <\/P>
Autres considérations<\/STRONG> <\/H3>D'autres facteurs peuvent affecter les résultats de VARI et fausser ces résultats. Les ombres peuvent poser problème lors de l'utilisation de VARI, car elles peuvent donner des résultats similaires à ceux de la végétation. Il est préférable de voler au milieu de la journée pour réduire autant que possible les ombres.<\/SPAN> <\/span>
Parce que VARI utilise uniquement le spectre visible, il peut donner des résultats différents pour le même type d'objet selon sa couleur. Par exemple, une voiture rouge et une voiture verte donneront des résultats différents. Cependant, cette caractéristique de VARI est un moyen utile pour distinguer la végétation malsaine ou morte de la végétation saine.<\Span>
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VARI est principalement destiné à être utilisé comme une évaluation initiale. Il peut révéler des zones du site qui peuvent nécessiter une enquête plus approfondie. Si vos projets nécessitent une analyse plus approfondie de la végétation, vous devriez utiliser un capteur multispectral pour capturer les longueurs d'onde NIR et effectuer une analyse multispectrale dans ArcGIS Pro. Comme mentionné précédemment, Site Scan Manager prend en charge le traitement des images capturées par plusieurs capteurs multispectraux, y compris Parrot Sequoia+, MicaSense RedEdge, MicaSense RedEdge-M, MicaSense Altum, DJI P4 Multispectral.<\Span>
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Vous pouvez toujours importer votre orthomosaïque dans ArcGIS Pro en le téléchargeant puis en le téléversant ou en le publiant directement depuis Site Scan (publier ici). Cela vous permet d'aller au-delà de la visualisation et d'approfondir les résultats en interrogeant les valeurs individuelles des pixels et en effectuant une classification d'image. En savoir plus sur le calcul du VARI dans ArcGIS Pro.
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Commencez à utiliser VARI dans Site Scan Manager dès aujourd'hui en l'activant sous User Settings > Features > VARI.
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SOURCES
Researchgate :
https://www.researchgate.net/figure/Spectral-reflectance-of-healthy-plant-unhealthy-plant-and-soil-in-visible-and-NIR_fig1_299388638
Sciencedirect :
https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/spectral-reflectance
