1. A Statistical Algorithm for Estimating Chlorophyll Concentration in the New Caledonian Lagoon
- Author
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Cécile Dupouy, Jérôme Lefèvre, T. Touraivane, Guillaume Wattelez, Robert Frouin, Morgan Mangeas, Université de la Nouvelle-Calédonie (UNC), Institut méditerranéen d'océanologie (MIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Toulon (UTLN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), UMR 228 Espace-Dev, Espace pour le développement, Université de Guyane (UG)-Université des Antilles (UA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Avignon Université (AU)-Université de La Réunion (UR)-Université de Montpellier (UM), Laboratoire d'Etudes en Géophysique et Océanographie Spatiales (LEGOS NOUMEA), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR065, University of California [San Diego] (UC San Diego), University of California, INSU-VALHYBIO, IRD-VALHYSAT, INSU-ECCO/TREMOLO, GOPS-DROPS, CNRT Nickel et son Environnement - DYNAMINE, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Toulon (UTLN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Avignon Université (AU)-Université de La Réunion (UR)-Université de Montpellier (UM)-Université de Guyane (UG)-Université des Antilles (UA), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR065-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and University of California (UC)
- Subjects
010504 meteorology & atmospheric sciences ,Mean squared error ,télédétection ,lagon ,Science ,Soil science ,Nouvelle-Calédonie ,chlorophylle a ,010501 environmental sciences ,MODerate resolution Imaging ,01 natural sciences ,ocean color ,remote sensing ,New Caledonia ,MODerate resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) ,14. Life underwater ,Reef ,algorithme statistique ,couleur de l'océan ,0105 earth and related environmental sciences ,[SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere ,geography ,algorithm ,geography.geographical_feature_category ,Supervised learning ,chlorophyll-a concentration ,statistical algorithm ,Pelagic zone ,Coral reef ,Spectral bands ,Spectroradiometer (MODIS) ,oligotrophic waters ,coral lagoon ,Support vector machine ,oligotrophie ,Oceanography ,Ocean color ,General Earth and Planetary Sciences ,Environmental science ,statistical - Abstract
International audience; Spatial and temporal dynamics of phytoplankton biomass and water turbidity can provide crucial information about the function, health and vulnerability of lagoon ecosystems (coral reefs, sea grasses, etc.). A statistical algorithm is proposed to estimate chlorophyll-a concentration ([chl-a]) in optically complex waters of the New Caledonian lagoon from MODIS-derived " remote-sensing " reflectance (R rs). The algorithm is developed via supervised learning on match-ups gathered from 2002 to 2010. The best performance is obtained by combining two models, selected according to the ratio of R rs in spectral bands centered on 488 and 555 nm: a log-linear model for low [chl-a] (AFLC) and a support vector machine (SVM) model or a classic model (OC3) for high [chl-a]. The log-linear model is developed based on SVM regression analysis. This approach outperforms the classical OC3 approach, especially in shallow waters, with a root mean squared error 30% lower. The proposed algorithm enables more accurate assessments of [chl-a] and its variability in this typical oligo-to meso-trophic tropical lagoon, from shallow coastal waters and nearby reefs to deeper waters and in the open ocean.
- Published
- 2016
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