ESA_logo_2020_Blanc
Logo ESERO blanc

Projets Climate Detectives 2023-2024

Titre du projet : La biodiversité avec les données satellitaires ? Une étude possible

Liceo Cantone   Pomigliano D'arco   Italie

Question de recherche

Connecter l'observation de la Terre aux données sur la biodiversité à grande échelle : une étude possible ?

Résumé du projet

Dans ce projet, les étudiants analysent des images multispectrales pour cartographier la surface terrestre de la "zone Regi Lagni", une vaste zone (égale à environ 1300 km2), en particulier, notre étude est liée à la ville de Pomigliano d'Arco, traversée par le lit du fleuve/canal de "Santo Spirito", qui s'élève à gauche du ruisseau Regi Lagni au cœur de la vallée de la Campanie. Ces zones sont caractérisées par la présence de sols volcaniques foncés, profonds, bien drainés, perméables et faciles à travailler Figure 1
Les sols calcaires ont une texture moyenne à modérément fine, avec un drainage modéré, et la nappe phréatique peut également devenir très superficielle pendant la saison humide. à travers son changement de couleur, les étudiants surveillent les changements de la biodiversité qui sont associés à l'environnement et au climat de notre territoire. L'étude a été réalisée en comparant les images multispectrales observées à la végétation réelle présente dans l'un des espaces verts urbains les plus importants, le "Parco delle acque". La comparaison montre un changement de la biodiversité, en particulier par le biais d'un changement des nuances de vert par rapport à l'image et aux photos prises les années précédentes à la même période. Les étudiants estiment que la surveillance des couleurs des zones est essentielle pour identifier les problèmes liés au changement climatique et pour surveiller les changements dans la biodiversité d'un territoire spécifique.

Principaux résultats et conclusions

Connecter l'observation de la Terre aux données sur la biodiversité à grande échelle : une étude possible ?

Les étudiants commencent l'étude par le téléchargement et l'analyse des images multispectrales relatives à une période allant de décembre 2022 à décembre 2023. L'analyse a été réalisée en collectant des données sur la tendance de la courbe de réflectance de la végétation qui est régulée à différentes longueurs d'onde par le contenu et le type de pigments de la feuille, la structure interne de la feuille et la teneur en eau. Les étudiants ont observé un changement de couleur des éléments qui déterminent le comportement caractéristique de la végétation dans les bandes visibles (ils absorbent dans le bleu et le rouge et réfléchissent dans le vert) et dans l'infrarouge proche et moyen. Comme le montre la figure 2, l'indice de végétation par différence normalisée (NDVI) évolue du 18 mars 2023 au 14 février 2024, avec une variation du nombre de pixels verts. Les étudiants calculent la valeur de la réflectance selon la formule suivante NDVI =NIR-Rouge/NIR+Rouge Il s'agit d'une mesure de l'état de santé de la végétation basée sur la façon dont les plantes réfléchissent la lumière à certaines longueurs d'onde. La plage de valeurs du NDVI s'étend de -1 à 1. Les valeurs négatives du NDVI (valeurs proches de -1) correspondent à de l'eau. Les valeurs proches de zéro (-0,1 à 0,1) correspondent généralement à des zones stériles de roche, de sable ou de neige. Les valeurs faibles et positives correspondent à des arbustes et des prairies (environ 0,2 à 0,4), tandis que les valeurs élevées indiquent des forêts pluviales tempérées et tropicales (valeurs proches de 1). Plus la valeur est élevée, plus la végétation est vigoureuse. Figure 3. En conclusion, les élèves ont observé une variation du NDVI et des nuances de vert dans la même zone d'étude, ce qui démontre un changement dans les espèces végétales. .

Figure 2 : étude réalisée par les étudiants sur le NDVI a de la même zone à différentes périodes de l'année.
Figure 3 : Variation de la réflectance de la même zone d'intérêt

Que faire ensuite ? Actions pour faire la différence et contribuer à réduire le problème

Grâce à cette étude, les élèves comprennent l'importance de la surveillance de la biodiversité sur notre territoire et soulignent le rôle des services écosystémiques, tels que la production d'eau potable et d'aliments, la régulation et l'adaptation au changement climatique, le soutien des cycles de nutriments, le maintien de la santé et de nombreux autres avantages sociaux et culturels, qui sont bien connus des élèves. Par le biais d'une activité expérimentale, les élèves élaborent un projet spécifique dans lequel les données satellitaires sont mises en corrélation avec des données réelles obtenues dans le laboratoire de notre école. L'idée est de créer un protocole de laboratoire pour l'évaluation de la protection et de la sauvegarde de notre zone verte urbaine "Parco delle Acque". Le comportement spécifique de chacun des facteurs suivants : les pigments des feuilles, la chlorophylle, qui constitue environ 65% des pigments, les pigments et l'épiderme atteignant le parenchyme et le mésophylle peuvent donner des informations directes sur l'état plus ou moins développé en fonction de l'état de santé de la plante, de la variété et de l'espèce spécifiques et de la corrélation avec le satellite. L'étude a été réalisée avec l'activité expérimentale connue sous le nom de Chromatographie : à partir d'une feuille, on obtient 10 disques de diamètre connu (correspondant à environ 0,5 g en poids broyé) et on calcule la surface totale et leur poids frais. Ensuite, les disques sont placés dans un mortier préalablement refroidi et, après ajout d'azote liquide ou de cristaux de quartz, le matériel est réduit en poudre très fine à l'aide du pilon. Au terme de notre séparation, nous observerons la situation suivante L'identification d'un composé peut se faire sur la base de la distance parcourue par rapport à lui du front, c'est-à-dire en calculant la valeur RF. RF = Distance début-bande/ Distance début-front L'évaluation sera réalisée avec l'extraction des pigments foliaires et de la chlorophylle et mise en corrélation avec les données de l'image multispectrale. Figure 4

Autres contenus :

Climat - Détectives - Busiello - R-23-242.pdf

Les projets sont créés par les équipes qui assument l'entière responsabilité des données partagées.
← Tous les projets