Comment nous voyons le vert depuis l'espace

Un voyage de l'orbite du satellite aux cartes de végétation urbaine

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La question

Comment mesure-t-on la verdure d'une ville ?

Vous pourriez parcourir chaque rue, compter chaque arbre, inspecter chaque parc. Cela prendrait des années.

Ou vous pourriez demander à un satellite...

Voici Sentinel-2

L'Agence spatiale européenne exploite deux satellites identiques qui photographient toute la surface terrestre tous les cinq jours. Les données sont entièrement gratuites et ouvertes - financées par les contribuables européens pour que tous puissent les utiliser.

10m
Résolution par pixel
5
Jours entre passages
13
Bandes spectrales

Ce que voit le satellite

L'image de gauche montre ce que les humains voient - lumière rouge, verte et bleue combinées. Celle de droite montre le proche infrarouge, où la végétation saine brille en rouge vif.

True color satellite image
Couleurs réelles (RGB)

Ce que vos yeux verraient depuis l'espace. Le parc du Retiro apparaît comme une tache verte terne.

Near-infrared false color image
Proche infrarouge

La végétation réfléchit fortement le NIR, apparaissant en rouge vif. Bâtiments et routes restent sombres.

La bande secrète

Sentinel-2 voit la lumière que nous ne pouvons pas voir. La lumière proche infrarouge rebondit sur les plantes saines comme un miroir - elles en réfléchissent environ 50%. Le béton et l'asphalte ? Seulement environ 20%.

Pour les yeux humains, cette lumière est invisible. Pour le satellite, c'est la clé pour trouver chaque zone verte dans une ville.

La formule

Nous combinons les bandes du proche infrarouge et du rouge en un seul nombre appelé NDVI (Indice de Végétation par Différence Normalisée).

NDVI = (NIR - Red) / (NIR + Red)
-0,2
Eau
0,1
Béton
0,7
Arbres sains

Le problème des nuages

Une seule image ne suffit pas. Les nuages bloquent la vue. Les ombres faussent les lectures. Nous avons besoin de multiples observations sans nuages pour construire une image fiable.

Dégagé
1er juin - Dégagé
Rejeté
6 juin - Rejeté
Dégagé
11 juin - Dégagé
Rejeté
16 juin - Rejeté

Nous collectons toutes les observations estivales (juin-août) et ne gardons que les dégagées.

Le composite estival

À partir de toutes les observations sans nuages, nous calculons la valeur médiane pour chaque pixel. Cela nous donne une vue propre et représentative de la végétation à son apogée.

Pensez-y comme prendre une rafale de photos et garder la meilleure image - sauf que nous combinons des dizaines de passages satellites en une seule image parfaite.

Tracer la ligne

Les valeurs NDVI vont de -1 à +1. Nous devons décider : qu'est-ce qui compte comme "végétation" ?

Eau / Ombre Sol nu Clairsemée Végétation saine

En dessous de 0,40

Non compté comme végétation. Inclut routes, bâtiments, sol nu, eau, et plantes clairsemées ou stressées.

Au-dessus de 0,40

Compté comme végétation. Arbres sains, gazon dense, parcs, jardins - tout ce qui photosynthétise activement.

Le résultat

Des bandes satellites brutes à une carte de végétation. L'image NDVI montre le gradient, tandis que le masque montre la classification finale.

NDVI colorized image
Valeurs NDVI

Marron = NDVI faible (urbain), Vert = NDVI élevé (végétation). Le parc du Retiro ressort clairement.

Binary vegetation mask
Masque de végétation

Vert = NDVI supérieur à 0,40 (compté comme végétation). Gris = en dessous du seuil.

La carte finale

Le résultat : une carte pixel par pixel de la végétation urbaine. Chaque carré de 10m est classé comme végétalisé ou non.

Végétation (NDVI > 0,40)
Non végétalisé

Ce que nous calculons

Exemple : Madrid, Espagne
3,3%
Couverture végétale
0,18
Verdure moyenne
19,9 km²
Surface verte
201

Villes analysées

Nous avons traité des images satellitaires pour des villes dans les 27 pays de l'UE. Chaque ville mesurée de la même manière, avec les mêmes données, en utilisant les mêmes méthodes.