Mesure de la densité de population

Récemment, des applications touchant à la cartographie de la répartition des populations et au calcul de leurs densités ont été développées entre le NCGIA, la NASA et le CIESIN. Ils ont développé une méthodologie cherchant à estimer la densité et la répartition des populations à partir du système DMSP-OLS (Sutton et al., 1997A Comparison of Nighttime Satellite Imagery and Population Density for the Continental United States). La répartition de la population obtenue avec les images DMSP est comparée avec la carte de la répartition de la population étasunienne produite par l’US Census.

Répartition de la population des Etats-Unis en 1990 (US Census)


Répartition de la population des Etats-Unis en 1990 (obtenu avec DMSP)

Source : Elvidge et al., 1997 Mapping City Lights with Nighttime Data from the D.M.S.P. Operational Linescan System.



Le modèle mis en place pour estimer le nombre d’habitants et leur densité, repose sur l’hypothèse d’une corrélation entre l’intensité de l’émittance des tâches urbaines télédétectées, le lieu de concentration des populations, et leur densité. Ce rapport, entre niveau d'énergie enregistré dans le VPIR et densité de population, est basé sur le modèle de Tobler (Tobler, 1979Smooth Pycnophylatic Interpolation for Geographical Regions). William Tobler avait, dès la fin des années 1960, développé un modèle d'estimation des densités de population à partir d'images de télédétection et de photographies aériennes. Les différentes applications faites à partir de photographies aériennes du modèle montrent un taux moyen de corrélation qui varie de 0.86 (Welch, 1980Monitoring urban population and energy utilization patterns from satellite Data) à 0.96 (Ogrosky, 1975Population estimates from satellite imagery).

méthode Méthode

Le modèle statistique est simple : r = a * Pb,
avec
r : la population comprise dans l’unité spatiale de mesure,
P : la population,
b : la dérivée exponentielle définie empiriquement, tout comme le paramètre a, qui est le lieu régional.

Dans le modèle de mesure, P est remplacé par X, l'énergie émise enregistrée par le capteur OLS dans le VPIR. C’est « l’association » en une seule fenêtre spectrale du visible et du proche infrarouge qui permet d’identifier aisément les pôles urbains.


La validation des résultats sur la base d’un modèle de régression linéaire énergie émise par rapport à la densité de population donnée par l’US Census montre que 80 % de la population du sous-continent Nord américain est reconnue et localisée avec des données DMSP. Il fait également apparaître que les 80 % de la population détectée se concentrent sur 10 % du territoire, alors que 17 % de la population détectée occupe les 90 autres %. La spatiocarte des Etats-Unis met également en évidence l’étalement spatial de la population, étalement qui génère une trame urbaine multi-polarisée. Les coefficients de corrélation moyens issus des régressions linéaires locales font apparaître une sous-estimation du nombre d’habitants au km² dans les centres urbains et une surestimation dans les suburbia’s (Sutton et al., 1997A Comparison of Nighttime Satellite Imagery and Population Density for the Continental United States).

Densité de populations obtenues avec DMSP

Source : Elvidge et al. 1997Mapping City Lights with Nighttime Data from the D.M.S.P. Operational Linescan System.
 
Définition

National Center for Geographic Information and Analysis

Définition

National Aeronautics and Space Administration

Définition

Center for International Earth Science Information Network

Référence bibliographique

Sutton P.,Roberts D., Elvidge C., Meij H.. A Comparison of Nighttime Satellite Imagery and Population Density for the Continental United States. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, 1997, 63, n°11, pp. 1303-1313..

Référence bibliographique

Elvidge C. D., Baugh K. E., Kihn E., Kroehl H. W., Davis E. R.. Mapping City Lights with Nighttime Data from the D.M.S.P. Operational Linescan System. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, 1997, 63, n°6, pp. 727-737.

Définition

Visible Proche InfraRouge (VNIR en anglais)

Référence bibliographique

Tobler W. R. . Smooth Pycnophylatic Interpolation for Geographical Regions. Journal of American Statistical Association, 1979, n°784, pp. 519-530.

Référence bibliographique

Welch, R.. Monitoring urban population and energy utilization patterns from satellite Data. Remote Sensing of Environment, 1980, n°9, 1-9.

Référence bibliographique

Ogrosky, C.E.. Population estimates from satellite imagery. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, 1975, n°41, 707-712.

Définition

Optical Linear Scanner

Définition

Visible Proche InfraRouge (VNIR en anglais)

Référence bibliographique

Sutton P.,Roberts D., Elvidge C., Meij H.. A Comparison of Nighttime Satellite Imagery and Population Density for the Continental United States. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, 1997, 63, n°11, pp. 1303-1313..

Référence bibliographique

Elvidge C. D., Baugh K. E., Kihn E., Kroehl H. W., Davis E. R.. Mapping City Lights with Nighttime Data from the D.M.S.P. Operational Linescan System. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, 1997, 63, n°6, pp. 727-737.