Caractérisation hyperspectrale des biofilms microphytobentiques : cartographie de la biomasse de la micro à la macro échelle
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Abstract EN:
Temporal and seasonal tracking of coastal ecosystems, in term of primary production and ressources assessment, requires the appropriate tools and efficient materials and methods. By its synoptic view and high quality provided data, hyperspectral remote sensing is considered one of the most suitable tools for this aim. The spatial distribution and biomass (mg Chl a. M-2) maps of diatom class of microphytobenthos are performed for the Bourgneuf bay, a turbid coastal ecosystem located on north western of France at French Atlantic coast. ROSIS (2002) and HySpex (2009) hyperspectral images were used for biomass mapping based on the optical properties of microphytobenthos biofilm performed in laboratory. The optical properties of microphytobenthos biofilm were calculated from a set of laboratory reflectance measurements on simulated laboratory biofilms. The results of this model (MPBOM) revealed important information, never been dealt, about the internal structure of biofilm and the factors effecting its final spectral feature. Our mapping strategy was based on two main steps: i) diatom biofilm identification by applying the defined spectral indices; ii) estimation of biomass values from MPBOM model. Such a robust modeling approach is suitable for tracking and temporal monitoring of the similar ecosystems functioning. Moreover, we can investigate an enlarged perspective: productivity assessment at ecosystem scale
Abstract FR:
Le suivi temporel du fonctionnement des écosystèmes côtiers en termes de production et de ressources nécessite des outils adéquats comprenant des routines efficaces, rapides et précises. La télédétection hyperspectrale est le choix idéal pour ce type d’études car elle offre une vue synoptique et des données de qualité en grande quantité. La distribution spatiale et les cartes de la biomasse photosynthétique (mg Chl a. M-2) du microphytobenthos de la classe de diatomée ont été calculées pour la baie de Bourgneuf, écosystème côtier turbide situé à l’embouchure de la Loire. Les images hyperspectrale de ROSIS (2002) et de HySpex (2009) ont été utilisées pour une cartographie de la biomasse basée sur un modèle de propriétés optiques (modèle MPBOM). Les propriétés optiques du biofilm de microphytobenthos ont été calculées à partir d’une série de mesures de réflectance portant sur des biofilms reconstitués au laboratoire. Ces mesures ont permis d’obtenir des résultats inédits sur la structure interne du biofilm et les facteurs effectuant sa réponse spectrale. La stratégie utilisée était basée sur deux étapes principales : i) identifier des biofilms de diatomées à l’aide des indices spectraux ; ii) estimer des valeurs de la biomasse par le modèle MPBOM. Cette méthodologie offre la possibilité de suivre à l’avenir le fonctionnement d’écosystèmes similaires et à terme d’estimer la productivité à l’échelle de l’écosystème