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27-Suivi caractéristiques fonctionnelles des espèces de forêts denses tempérées

27-Suivi caractéristiques fonctionnelles des espèces de forêts denses tempérées

  • Contract :Ph.D.
  • Duration :36 months
  • Working time :Full-time
  • Experience :Entry Level
  • Education level :Master’s Degree, MA/MS/MSc

Your mission at CNES :

Suivi caractéristiques fonctionnelles des espèces de forêts denses tempérées pour de futures missions hyperspectrales satellitaires

Suite à la dégradation manifeste de la biodiversité végétale, la caractérisation et le suivi des écosystèmes forestiers sont des enjeux majeurs afin d’évaluer l’impact anthropique (pollution, déforestation, augmentation des terres agricoles, urbanisation) et du changement climatique (sécheresses et incendies) sur les nombreux services écosystémiques qu’ils offrent. Entre autres, les forêts denses tempérées, de part leur forte densité et diversité en espèces, jouent un rôle important dans la séquestration du carbone et participent à la préservation de niches écologiques tout en produisant des ressources variées (énergie, bois, nourriture). La mise à disposition de tels services dépend fortement de leur condition phytosanitaire ou état de santé, qui peut être évalué à travers l’estimation de variables essentielles de biodiversité . La télédétection permet de remonter à certaines d’entre elles et de les cartographier sur de grandes surfaces. Parmi les caractéristiques fonctionnelles des espèces (EBV-species traits), cinq variables d’intérêt seront étudiées. Elles sont reliées à des caractéristiques morphologiques (la densité foliaire des arbres, le contenu foliaire en matière sèche) et physiologiques de la plante (les pigments foliaires chlorophylliens et caroténoïdes, le contenu foliaire en eau), et sont des acteurs clés intervenant notamment dans le cycle biogéochimique des forêts.

L’objectif de cette thèse est la cartographie et le suivi de caractéristiques fonctionnelles d’espèces d’arbres à partir de données hyperspectrales aéroportées dans le cadre de deux missions satellitaires hyperspectrales HYPXIM/BIODIVERSITY-France et SBG-USA. L’originalité de ce sujet est la prise en compte d’une part pour les données de télédétection, de l’échelle spatiale et temporelle, et d’une part pour les données terrain, de l’échelle multi-sites et multi-espèces, pour l’élaboration d’une méthode généralisable pour estimer conjointement les variables bio-physico-chimiques d’intérêt pour plusieurs écosystèmes forestiers.

Le travail de thèse est organisé en trois étapes. Premièrement, les méthodes seront développées et des cartes de référence d’estimation des variables seront produites aux échelles spatiales les plus fines pour les données de télédétection aéroportée, aux dates des mesures terrain, et pour chaque espèce par site forestier. A cet effet, les performances de deux codes de transfert radiatif, DART [6] et PROSAIL [7], seront comparés, notamment pour des parcelles mono-espèce avec un taux de couverture boisée proche de 100%. Deuxièmement, l’étude se portera à l’échelle satellitaire, soit par simulation à partir de données aéroportées selon les configurations des différentes instruments, soit en utilisant des données existantes. La précision d’estimation des variables sera évaluée aux dates des mesures terrain et pour chaque espèce par site forestier, puis un suivi temporel sera mené en les cartographiant aux autres dates disponibles. Des outils existent à l’ONERA pour la simulation de capteurs satellitaires à partir d’images aéroportées et seront repris. Troisièmement, des pistes pour développer une méthode d’inversion généralisable selon les différentes configurations capteurs seront investiguées par espèce, par type fonctionnel, et par site forestier.

Pour postuler, nous vous invitons à contacter le directeur de thèse à l'ONERA xavier.briottet@onera.fr et à compléter avec lui la partie co-financement du formulaire avant le 31/03/20

Candidate profile searched:

Formation : Ecoles d'ingénieurs optique ou physique, Master Recherche en physique ou mathématiques appliquées


Spécificités souhaitées : traitement signal/image, transfert radiatif, programmation scientifique, bon niveau en anglais

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    3 Avenue Edouard Belin, 31400 Toulouse, France
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