Evaluation of large-scale unsupervised classification of New Caledonia reef ecosystems using Landsat 7 ETM+ imagery

The capacity of the Landsat 7 Enhanced Thematic Mapper Plus sensor to classify the shallow benthic ecosytems of New Caledonia (South Pacific) is tested using a novel unsupervised classification method. The classes are defined by using a set of multiple spectral decision rules based on the image spectral bands. A general model is applied to the entire Southwest lagoon (5500 km(2)) and tested on three representative sites: a section of the barrier reef, a cay reef flat rich in corals, and a cay reef flat rich in algae and seagrass beds. In the latter one, the classification results are compared with a locally optimized model, with aerial color photographs and extensive ground-truthed observations. Results show that a reconnaissance of the main benthic habitats in shallow areas (<5 m depth) is possible, at a geomorphological scale for coral reef structure and at a habitat scale for seagrass beds. However, results directly issued from the model must be cautiously interpreted according to empirical spatial rules, especially to avoid confusion between coral slopes and shallow dense seagrass.

Le but de cette étude est de tester la capacité des images Landsat 7 Enhanced Thematic Mapper Plus à discriminer les principales classes d’habitats benthiques rencontrées dans les parties peu profondes du système récifal et lagonaire de Nouvelle-Calédonie (Pacifique Sud). Une méthode originale de classification non-supervisée est proposée. Les habitats benthiques correspondent à une combinaison de plusieurs règles de décision établies à partir des bandes radiométriques Landsat. Cette modélisation statistique des habitats benthiques est appliquée au lagon sud-ouest de Nouvelle-Calédonie (5500 km2). Les résultats sont testés sur trois sites témoins contrastés: un platier de récif barrière, un platier d’îlot riche en corail et un platier d’îlot riche en herbiers/algueraies. Pour ce dernier, le résultat est comparé à celui d’un modèle optimisé, construit à échelle locale et validé à partir de photographies aériennes et d’observations de terrain. Les résultats montrent qu’une reconnaissance des différentes classes benthiques est possible pour des fonds peu profonds (< 5 m de profondeur), à l’échelle géomorphologique pour les structures récifales et à l’échelle des habitats pour les herbiers. Toutefois, les résultats bruts du modèle doivent être interprétés en fonction de critères spatiaux pour corriger les confusions entre certaines classes, notamment entre les pentes coralliennes et les herbiers denses.