Contexte général
Comme la population de la Terre augmente et que les économies nationales continuent de s'éloigner d'un système basé sur l'agriculture, les villes prennent constamment de l'expansion. La croissance urbaine s'effectue souvent aux détriment des terres agricoles ou des forêts productives envahies par ces irrésistibles poussées d'urbanisation. La croissance des villes est un indicatif du développement de l'industrialisation et elle a généralement un impact négatif sur la santé environnementale d'une région.

Le passage de l'utilisation rurale du sol à une utilisation urbaine, est surveillé de manière à estimer la population, prévoir et planifier la direction de la croissance urbaine et pour effectuer le suivi des régions sensibles à certains dangers sur le plan environnemental. L'établissement de refuges temporaires peut être surveillé, et la densité et l'importance d'une population peuvent être estimées.

L'analyse de changement d'utilisation du sol est importante afin d'assurer que le développement urbain n'empiète pas sur les précieuses terres agricoles et que l'agriculture se développe dans les endroits les plus appropriés pour éviter une dégradation due au voisinage urbain.

Pourquoi la télédétection?
Avec des analyses multitemporelles, la télédétection offre une perspective unique sur la façon dont les villes se développent. L'élément clé pour cartographier les changements d'utilisation du sol, de rurale à urbaine, est la capacité de distinguer entre les utilisations rurales (l'agriculture, les pâturages, les forêts) et les utilisations urbaines (résidentielle, commerciale, récréative). Les méthodes de télédétection peuvent être utilisées au-dessus de grandes régions pour effectuer la classification des types d'utilisation du sol de façon pratique, économique et de manière répétitive.

Exigences des données
La détection et la cartographie des changements d'utilisation du sol doivent satisfaire deux exigences : une haute résolution spatiale afin d'obtenir des informations détaillées, et des données multispectrales optiques afin de faire la distinction entre les différentes classes d'utilisation du sol.

Les détecteurs opérationnels dans les zones visible et infrarouge du spectre sont les sources de données les plus utiles pour l'analyse de la couverture et de l'utilisation du sol. Alors que plusieurs caractéristiques urbaines peuvent être détectées par l'imagerie radar ou autres (grâce à une grande réflexivité), les données VIR à haute résolution permettent une distinction plus fine de la couverture et de l'utilisation du sol, ce qui permet une identification plus sure de la banlieue urbaine et des classes de transition allant de l'urbain au rural. Les images optiques acquises pendant les mois d'hiver sont également utiles pour tracer la frontière entre les régions urbaines et non urbaines. Les villes apparaissent de façon contrastée par rapport aux champs couverts de neige dont la texture est lisse.

Les capteurs radars sont également utiles pour le tracé des applications rurales et urbaines grâce à leur sensibilité aux formes géométriques qui permet de détecter les éléments anthropogéniques comme les édifices. L'arrangement géométrique optimal entre le capteur et la région urbaine est une orientation linéaire, parallèle au mouvement du capteur, et perpendiculaire à l'énergie (L) incidente reçue.

Généralement, ce type d'application ne nécessite pas un délai de traitement et de livraison court, ou une fréquence d'acquisition élevée.

Le Canada et les autres pays
Les conditions atmosphériques (couverture nuageuse) au-dessus d'une région provoquent une différence significative dans les exigences pour le tracé urbain, à travers le monde entier. Les régions souvent ennuagées font appel à la capacité du radar de pénétrer les nuages, alors que les régions jouissant d'un ciel dégagé peuvent utiliser des photos aériennes, optiques ou radars. Les pratiques d'utilisation de sol pour les régions rurales et urbaines variant considérablement d'une région du monde à l'autre, les exigences pour les techniques de télédétection utilisées (sauf en cas de couverture nuageuse) sont orientées vers une résolution spatiale fine.

Étude de cas
Cette image de changements dans la couverture du sol fournit de l'information multitemporelle sous forme de cartographie de la croissance urbaine. Les couleurs représentent la couverture du sol pour deux années différentes. Le vert montre les régions urbaines de 1973, et le rose, les régions urbaines de 1985. Cette image montre de façon spectaculaire le changement dans le développement des régions urbaines actuelles et le défrichement de nouvelles terres pour divers établissements sur une période de douze ans. Ce genre d'information est utile pour l'amélioration des services gouvernementaux, la planification du développement routier, etc.

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