Multispectral et hyperspectral et biodiversité

Les technologies multispectrales et hyperspectrales : une révolution pour la biodiversité

Imaginez un naturaliste augmenté, capable de dépasser les limites de la perception humaine pour observer et comprendre la biodiversité. En combinant les yeux d’un scientifique à ceux d’un satellite, nous accédons à une vision enrichie de notre environnement. Les technologies multispectrales et hyperspectrales jouent un rôle central dans cette transformation, offrant une vue d’ensemble précise et détaillée des écosystèmes. Cet article explore comment ces outils permettent de révolutionner la surveillance de la biodiversité et pourquoi ils surpassent la perception humaine.

Vision des non-humains :

De nombreuses espèces animales possèdent des capacités de vision spécifiques qui surpassent celles des humains. Par exemple, certains insectes perçoivent l’ultraviolet pour localiser les fleurs, tandis que les serpents détectent l’infrarouge pour repérer leurs proies. Ces capacités biologiques inspirent le développement de technologies multispectrales et hyperspectrales, permettant d'imiter et même d'améliorer ces formes de perception pour une meilleure compréhension des environnements complexes et invisibles à lœil humain.

Multispectral vs Hyperspectral : quelles différences ?

Les capteurs multispectraux et hyperspectraux fonctionnent en capturant des informations sur la réflectance de la lumière par les objets dans différentes longueurs d'onde. Voici les distinctions clés :

  1. Technologies multispectrales :

    • Capturent entre 3 et 10 bandes spectrales (ex. : rouge, vert, bleu, infrarouge).

    • Utilisées pour des études globales comme la cartographie de la végétation ou l'analyse des habitats naturels.

  2. Technologies hyperspectrales :

    • Capturent des centaines à des milliers de bandes spectrales sur un spectre continu.

    • Idéales pour des analyses très précises, comme la différenciation d’espèces proches ou l'évaluation de la santé chimique des plantes.

Pourquoi ces technologies surpassent-elles la vision humaine ?

L’œil humain perçoit trois bandes spectrales principales (rouge, vert, bleu) dans une plage limitée (400-700 nm). Les capteurs multispectraux et hyperspectraux vont bien au-delà :

  • Accès à l’invisible : Ils capturent les longueurs d’onde dans l’infrarouge, l’ultraviolet et d’autres plages invisibles pour l’humain.

  • Précision accrue : Ils détectent des variations infimes de réflectance, impossibles à percevoir à lœil nu.

  • Analyse automatisée : Couplées à l'intelligence artificielle, ces technologies permettent une classification et une interprétation rapide des données.

Détection des espèces grâce à l'hyperspectral :

L’imagerie hyperspectrale est particulièrement efficace pour détecter et différencier les espèces végétales et animales grâce à sa capacité à capturer des signatures spectrales uniques. Chaque espèce possède une réflectance lumineuse spécifique (signature spectrale) en fonction de sa structure cellulaire, de sa composition chimique et de sa pigmentation. Cette technologie permet donc d’identifier avec précision des espèces même proches visuellement ou des individus cachés sous des couverts végétaux denses. Elle est utilisée pour la cartographie des espèces invasives, la surveillance des habitats sensibles, et la détection de maladies ou de stress physiologiques chez les plantes et les animaux.

Drones et réduction des coûts :

Les drones DJI se distinguent par leur fiabilité et leur performance dans le domaine de l’imagerie multispectrale et hyperspectrale. Dotés de capteurs de haute précision et de logiciels intuitifs, ils permettent de capturer et d’analyser des données environnementales complexes avec une grande facilité. En raison de la baisse des coûts et de leur accessibilité croissante, ces drones sont devenus des outils clés pour les projets de surveillance, de restauration et d’évaluation des écosystèmes.

Les drones multispectraux DJI, comme la série Phantom 4 Multispectral et le Matrice 300 RTK, sont particulièrement appréciés pour leur capacité à fournir des données précises et fiables dans divers environnements. Ils intègrent des technologies avancées telles que des capteurs NDVI et des systèmes de positionnement précis, ce qui les rend idéaux pour des applications dans l’agriculture de précision, la gestion forestière et la surveillance des écosystèmes aquatiques. Grâce à leur polyvalence et à leurs performances élevées, ces drones simplifient la collecte et l’analyse des données sur le terrain.

Applications à la conservation de la biodiversité

  1. Cartographie des habitats naturels : Les satellites équipés de capteurs multispectraux (ex. : Sentinel-2) permettent de suivre l'évolution des forêts, zones humides et herbiers marins.

  2. Santé des écosystèmes : Les capteurs hyperspectraux peuvent identifier les stress environnementaux, comme le blanchissement des coraux ou les maladies des plantes, avant qu'ils ne soient visibles.

  3. Surveillance marine : Ces outils détectent les herbiers de posidonies, essentiels pour les écosystèmes côtiers, et surveillent les interactions trophiques en identifiant les zones de concentration du phytoplancton.

  4. Agriculture et biodiversité : Ils aident à optimiser les pratiques agricoles tout en préservant la biodiversité grâce à la détection des carences nutritives ou des présences d’espèces nuisibles.

Perspectives d’avenir

Avec l’évolution des capteurs et de l’intelligence artificielle, les technologies hyperspectrales deviennent accessibles et encore plus performantes. Elles joueront un rôle clé dans :

  • Le suivi des Essential Biodiversity Variables (EBVs) pour comprendre les dynamiques écologiques.

  • La détection précoce des effets du changement climatique sur les écosystèmes.

  • La création de modèles prédictifs pour la restauration écologique.

Conclusion

Les technologies multispectrales et hyperspectrales offrent des possibilités immenses pour la conservation de la biodiversité. Elles permettent de voir au-delà des limites humaines, d’analyser avec précision les écosystèmes et de prendre des décisions basées sur des données fiables. Chez Natural Solutions, nous nous engageons à intégrer ces outils pour améliorer la gestion des écosystèmes et préserver notre patrimoine naturel.

Vous souhaitez en savoir plus sur ces technologies ou les intégrer à vos projets ? Contactez-nous pour découvrir nos solutions innovantes.

Références

Intelligence artificielleROVELLOTTI OlivierIA, milieu naturel