Use of photogrammetry for the study of riparian vegetation dynamics

Utilisation de la photogrammétrie pour l’étude de la végétation riveraine

Borbála Hortobágyi (1) , Franck Vautier (2) , Andreas Burkart (3) , Thomas Jan Wrobel (4) , Jean-Luc Peiry (1) , Johannes Steiger (1) , Dov Jean-François Corenblit (1)

1 GEOLAB - Laboratoire de Géographie Physique et Environnementale
2 MSH Clermont - Maison des Sciences de l'Homme de Clermont-Ferrand
3 Institute für Bio- und Geowissenschaften
4 Institute for Plant Biochemistry

This study presents the results of methodological tests in aerial photogrammetry with the objective of a diachronic survey of riparian vegetation in three dimensions, i.e. its spatial distribution and height. The study is undertaken at two complementary scales. The first one corresponds to a 10 km reach of the Allier river floodplain. At this scale, aerial photographs were taken from a small airplane. The second level of analysis corresponds to a wooded point bar located within the 10 km reach. At this scale, the photographs were taken from an unmanned aerial vehicle (UAV). Canopy height models (CHM) are produced at two scales of analysis. The accuracy of the CHMs is then analysed by comparison with vegetation height measurements collected during a filed campaign. The results show significant agreement for the models derived from two approaches, with an error of one meter at the floodplain scale and few centimetres at the bar scale. This variation in error is mainly due to different photographic resolutions. The two approaches appeared to be complementary. The first one is adequate for mapping vegetation structure at the floodplain scale, the second for mapping vegetation in smaller areas but at a higher resolution.

Cette étude présente les résultats de tests méthodologiques réalisés en photogrammétrie aérienne avec pour objectif le suivi diachronique de la végétation riveraine dans ses trois dimensions, c’est-à-dire sa distribution spatiale et sa hauteur. L’étude est menée à deux échelles d’analyse. La première échelle est celle d’un tronçon longitudinal de 10 km de la plaine alluviale de la rivière Allier. À cette échelle de travail, un avion a été utilisé pour les prises de vue aérienne. La deuxième échelle d’analyse est celle d’un banc boisé, localisé dans la zone de 10 km. À cette échelle, la couverture photographique a été faite à l’aide d’un drone. Pour les deux objets d’étude des modèles de hauteur du couvert végétal (MHC) sont produits. La précision des MHC est ensuite vérifiée à partir de la mesure de la hauteur d’arbres sur le terrain. Les résultats révèlent une très bonne précision des modèles pour les deux approches, de l’ordre du mètre à l’échelle du tronçon de 10 km et de quelques centimètres à l’échelle du banc. Cette inégalité s’explique surtout par des résolutions photographiques différentes pour les deux missions. Il ressort de ce travail que les deux approches sont complémentaires. La première permet de cartographier la structure de la végétation à l’échelle de la plaine alluviale, la deuxième permet une cartographie de la végétation à plus haute résolution mais seulement à une échelle plus réduite.

Mots clés: aerial photographs; photogrammetry; riparian vegetation; UAV; vegetation height model

Domaines: Géographie; Sciences de l'environnement; Géomorphologie; Sciences de l'Homme et Société

Borbála Hortobágyi, Franck Vautier, Andreas Burkart, Thomas Jan Wrobel, Jean-Luc Peiry, et al.. Use of photogrammetry for the study of riparian vegetation dynamics. I.S.Rivers - 2e Conférence Internationale ”Recherches et Actions au service des fleuves et grandes rivières", Jun 2015, Lyon, France. Use of photogrammetry for the study of riparian vegetation dynamics, 2015. ⟨hal-01170149⟩