NDMI : L’indice D’humidité Par Différence Normalisée
L’indice d’humidité par différence normalisée (NDMI) détecte les niveaux d’humidité dans la végétation à l’aide d’une combinaison de bandes spectrales proche infrarouge (NIR) et infrarouge à ondes courtes (SWIR). C’est un indicateur fiable du stress hydrique des cultures.
Les conditions de sécheresse sévère affectent les cultures, mais peuvent aussi détruire tout le rendement. Le NDMI peut détecter le stress hydrique à un stade précoce, avant que le problème devienne incontrôlable. De plus, l’utilisation de NDMI pour surveiller l’irrigation, en particulier dans les zones où les cultures nécessitent plus d’eau que la nature peut assurer, contribue à améliorer considérablement la croissance des cultures. Tout cela fait de NDMI un excellent outil agricole. Et puisque les conditions sèches dans les zones vulnérables augmentent le risque de combustion, NDMI a encore une autre application : la surveillance des zones à fort risque d’incendie.
En même temps, le NDMI est souvent comparé à l’indice NDWI, les deux doivent être considérés comme des indices différents. Alors que les versions NDMI et Gao du NDWI utilisent la combinaison NIR-SWIR pour détecter la teneur en humidité des feuilles, le NDWI de McFeeters utilise la combinaison GREEN-NIR pour mettre en évidence les masses d’eau et surveiller leur turbidité. Ainsi, pour éviter toute confusion, l’indice NDMI utilise une combinaison de bandes infrarouges à ondes courtes NIR et doit être traité comme un indice sépare du NDWI qui mesure la teneur en eau des masses d’eau.
Formule De NDMI
Le NDMI est calculé à l’aide de la réflectance du proche infrarouge (NIR) et de l’infrarouge à ondes courtes (SWIR) :
NDMI = (NIR – SWIR) / (NIR + SWIR)
- Sentinel-2:
NDMI = (B08 – B11)/(B08 + B11) - Landsat 4-5 TM:
NDMI = (B04 – B05) / (B04 + B05) - Landsat 7 ETM+:
NDMI = (B04 – B05) / (B04 + B05) - Landsat 8:
NDMI = (B05 – B06) / (B05 + B06) - MODIS:
NDMI = (B02 – B06) / (B02 + B06)
Les bandes NIR et SWIR ont été sélectionnées pour l’équation de bande NDMI afin d’atténuer les effets de l’éclairage et de l’atmosphère. Le canal spectral infrarouge à ondes courtes (SWIR) est sensible à la teneur en eau de la végétation et à la structure mésophylle des feuilles. D’autre part, la bande proche infrarouge (NIR) capture la réflectance lumineuse de la structure interne de la feuille et du contenu de la matière sèche de la feuille. Lorsqu’elles sont combinées, la précision des données sur la teneur en eau de la végétation devient beaucoup plus élevée. De plus, le NDMI est un meilleur indicateur de déforestation que le NDVI grâce à une baisse moins brutale des valeurs.
Interprétation Des Valeurs NDMI
Comme la plupart des indices, NDMI ne peut avoir que des valeurs entre -1 et 1, ce qui le rend très facile à interpréter. Le stress hydrique serait signalé par des valeurs négatives proches de -1, tandis que +1 pourrait indiquer un engorgement. Par conséquent, chaque valeur intermédiaire correspondra à une situation agronomique légèrement différente.
- -1 – -0,8 Sol nu,
- -0,8 – -0,6 Couverture de la canopée est presque absent,
- -0,6 – -0,4 Couverture de la canopée est très faible,
- -0,4 – -0,2 Couverture de la canopée est bas, sec ou couverture est très bas, humide,
- -0,2 – 0 Couverture de la canopée est moyen-bas, stress hydrique élevé ou couverture de la canopée est faible, stress hydrique faible,
- 0 – 0,2 Couverture de la canopée est moyen, stress hydrique élevé ou couverture de la canopée est moyen-faible, stress hydrique faible,
- 0,2 – 0,4 Couverture de la canopée est moyen-élevé, stress hydrique élevé ou couverture de la canopée est moyen, stress hydrique faible,
- 0,4 – 0,6 Couverture de la canopée est élevé, pas de stress hydrique,
- 0,6 – 0,8 Couverture de la canopée est très élevé, pas de stress hydrique,
- 0,8 – 1 Couverture totale de la canopée, pas de stress hydrique/engorgement
Il est important de garder en tête que les valeurs de NDMI varient tout au long de la saison de croissance car la réflectance des plantes est légèrement différente pour chaque stade phénologique. Il existe également une corrélation intéressante entre NDMI et NDVI. Le stress hydrique indiqué par les valeurs NDMI peut être confirmé par une valeure de NDVI inférieur à la moyenne.
Quand Est-Il Utilisé ?
L’indice d’humidité par différence normalisée peut être utilisé pour :
- Surveiller régulièrement la teneur en eau des cultures,
- Déterminer les zones de champs/fermes avec stress hydrique,
- Améliorer la planification logistique de l’abattage des arbres,
- Déterminer les niveaux de combustibilité dans les zones vulnérables aux incendies.
Visualisation De NDMI
Les deux façons répandues pour visualiser les valeurs NDMI sont les cartes et les graphiques. La carte montre clairement la répartition spatiale du stress hydrique à travers le(s) champ(s), tandis qu’un graphique montre son évolution dans le temps.
La plage NDMI est de -1 à +1, où les valeurs les plus basses (blanc à brun pâle) indiquent une faible teneur en eau de la végétation, et les plus élevées (en bleu) correspondent à une forte teneur en eau. En d’autres termes, une diminution du NDMI indiquera un stress hydrique, tandis que des valeurs anormalement élevées du NDMI pourraient signaler un engorgement.
- Sur cette capture d’écran, vous pouvez voir deux images du même champ prises à 2 ans d’intervalle, illustrant les variations des valeurs NDMI. L’image de gauche ne montre aucun signe de stress hydrique, tandis que l’image de droite révèle des cultures stressées après une période prolongée de précipitations inhabituellement faibles en 2021.
- Le champ de cette image semble avoir certaines zones gorgées d’eau à la suite de fortes pluies récentes. L’eau n’a pas de chemin pour s’échapper dans ces zones, elle s’accumule donc dans des piscines. L’engorgement est un problème car il réduit considérablement le rendement des cultures.
Il est donc possible de détecter les zones gorgées d’eau dans un champ à l’aide de NDMI, de résoudre le problème et de le prévenir à l’avenir.