1. Monitoring loss of tropical forest cover from Sentinel-1 time-series: A CuSum-based approach
- Author
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Frédéric Baup, Christophe Moisy, Bertrand Ygorra, T. Catry, Frédéric Frappart, Jean-Pierre Wigneron, Eliakim Hamunyela, S. Riazanoff, Interactions Sol Plante Atmosphère (UMR ISPA), Ecole Nationale Supérieure des Sciences Agronomiques de Bordeaux-Aquitaine (Bordeaux Sciences Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), VisioTerra, Université de Bordeaux (UB), Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-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), Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Namibia University of Science and Technology (NUST), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), 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), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
- Subjects
Synthetic aperture radar ,010504 meteorology & atmospheric sciences ,Télédétection ,Cloud cover ,Congo République démocratique ,Cumulative sum algorithm ,CUSUM ,010501 environmental sciences ,Management, Monitoring, Policy and Law ,01 natural sciences ,Tropical forest ,Deforestation ,Range (statistics) ,Foret tropicale ,Computers in Earth Sciences ,0105 earth and related environmental sciences ,Earth-Surface Processes ,Remote sensing ,Global and Planetary Change ,Tropics ,15. Life on land ,[SDE]Environmental Sciences ,Environmental science ,Sentinel-1 ,Change detection ,Satellite - Abstract
International audience; The forest decline in tropical areas is one of the largest global environmental threats as the growth of both global population and its needs have put an increasing pressure on these ecosystems. Efforts are ongoing to reduce tropical deforestation rates. Earth observations are increasingly used to monitor deforestation over the whole equatorial area. Change detection methods are mainly applied to satellite optical images which face limitations in humid tropical areas. For instance, due to frequent cloud cover in the tropics, there are often long delays in the detection of deforestation events. Recently, detection methods applied to Synthetic Aperture Radar (SAR) have been developed to address the limitations related to cloud cover. In this study, we present an application of a recently developed change detection method for monitoring forest cover loss from SAR time-series data in tropical zone. The method is based on the Cumulative Sum algorithm (CuSum) combined with a bootstrap analysis. The method was applied to time-series of Sentinel-1 ground range detected (GRD) dual polarization (VV, VH) images forming a dataset of 60 images to monitor forest cover loss in a legal forest concession of the Democratic Republic of Congo during the 2018-2020 period. A cross-threshold recombination was then conducted on the computed maps. Evaluated against reference forest cut maps, an overall accuracy up to 91% and a precision up to 75% in forest clear cut detection was obtained. Our results show that more than 60% of forest disturbances were detected before the PlanetScope-based estimated date of cut, which may suggest the capacity of our method to detect forest degradation.
- Published
- 2021
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