Caractérisation de l’hétérogénéité spatiale de milieux naturels à partir d’imagerie optique très haute résolution spatiale : cas d’application aux milieux méditerranéens de garrigue

La preservation de la biodiversite est un enjeu prioritaire, identifie aussi bien au niveau national qu’au niveau europeen et international. L’heterogeneite spatiale des milieux naturels est l’une des composantes clefs pour l’etude de la biodiversite et permet de comprendre le fonctionnement des ecosystemes. Le bassin Mediterraneen est un hotspot de biodiversite pour lequel le lien entre biodiversite et heterogeneite spatiale des paysages s’illustre particulierement bien. Les milieux mediterraneens s'organisent en mosaiques heterogenes de quatre strates verticales: le sol nu, l’herbe, les ligneux bas et les ligneux hauts. La biodiversite de ces milieux est aujourd'hui menacee par une fermeture de milieux naturels qui entraine la disparition de certains habitats et l’homogeneisation des paysages, homogeneisation qui entraine elle-meme une augmentation des risques d’incendies.Cette these se propose de developper des indices caracterisant l’heterogeneite spatiale des milieux naturels dans un contexte mediterraneen a partir d’images de teledetection a tres haute resolution. Parmi les differentes methodes permettant de caracteriser l'heterogeneite, la methode FOTO (FOurier Based Textural Ordination) est particulierement interessante car elle produit de facon non supervisee un nombre limite de gradients de texture non correles, a partir desquels il est possible de decrire les variations continues de l’heterogeneite spatiale, et ce, a plusieurs echelles spatiales. Ainsi le premier objectif de cette these est de tester le potentiel des gradients de texture issus de la methode FOTO pour la caracterisation de l’heterogeneite spatiale relative aux quatre strates verticales caracteristiques des milieux mediterraneens. Le deuxieme objectif est de tester la sensibilite de l’approche developpee a des facteurs techniques et environnementaux, afin de s’assurer de sa replicabilite pour favoriser son utilisation dans un contexte operationnel de suivi des milieux mediterraneens. Enfin, le dernier objectif est de valider la pertinence ecologique des indices d’heterogeneite developpes a travers un cas d’application~: la caracterisation de la repartition spatiale d’especes d’oiseaux sensibles a l’heterogeneite de la vegetation.Combines avec un indice de vegetation, le NDVI, les indices de texture issus de la methode FOTO ont pu etre interpretes en termes d'heterogeneite spatiale et ont permis de caracteriser la composition et l'organisation des quatre strates verticales etudiees. Ces indices sont influences par la presence de surfaces anthropisees comme les cultures ainsi que par la nature de l'information radiometrique des images de teledetection utilisees, qui impacte le contraste apparent des strates de vegetation. Ainsi, l'application de la methode sur une bande panchromatique est plus sensible aux motifs lies a l'alternance de sol nu et d'herbe tandis que l'application de la methode sur le NDVI est plus sensible aux motifs lie a l'alternance des ligneux avec la strate herbacee. Enfin, nous avons montre l’interet de l’approche developpee pour la prediction de plusieurs especes d’oiseaux a fort enjeux de conservation. Les indices d’heterogeneite ont permis de mettre en evidence des structures de la vegetation particulierement favorables a certaines especes d’oiseaux.L'approche developpee dans cette these est particulierement interessante car elle permet la production non supervisee de trois indices complementaires caracterisant plusieurs composantes de l'heterogeneite spatiale relatives a quatre strates. Des efforts sont encore necessaires pour ameliorer i) notre comprehension de la contribution de facteurs environnementaux et instrumentaux sur la stabilite de l'approche et ii) son automatisation en vue d'une application dans un contexte operationnel pour la cartographie et le suivi de l'etat de conservation des habitats naturels et de l'avifaune.