Recouvrant une très grande partie des continents et premier maillon de la chaîne alimentaire en tant que producteur de matière organique, la végétation est un élément fondamental des écosystèmes terrestres. Les couverts végétaux régulent les échanges d'énergie et de matière à l’interface sol - végétation - atmosphère (cycles du carbone, de l'eau, de l'azote, etc.). Ils puisent l'eau et les éléments minéraux nécessaires à leur développement et leur croissance dans le sol et produisent l'oxygène, via le processus de photosynthèse, indispensable à la vie sur terre (figure ci-dessous).

Les transferts d'énergie à la surface terrestre

Le rayonnement solaire global, somme du rayonnement direct et diffus, est la quantité d'énergie solaire incidente à la surface de la terre pendant une période de temps donnée. Elle est intégrée sur tout le spectre solaire.
Seul le rayonnement photosynthétiquement actif (PAR, de l'anglais Photosynthetically Active Radiation) dont les longueurs d'onde s'étendent de 400 nm à 700 nm est utilisé par les plantes pour leur croissance. Un paramètre habituel pour estimer l'état d'une plante est sa productivité, fonction à la fois du type de plante, de la fraction du rayonnement solaire incident, de la disponibilité en eau et de l'influence du climat régional.
Copyright : NASA ( http://rst.gsfc.nasa.gov/Sect3/Sect3_1.html)

Le fonctionnement des écosystèmes à l'échelle journalière ou interannuelle présente un intérêt scientifique très fort. L'enjeu étant une meilleure compréhension des processus et des facteurs qui favorisent ces échanges ou les affectent de manière rétroactive. Cela permettra d'élaborer des modèles prédictifs, utilisés pour prédire l'impact du changement climatique sur la productivité des écosystèmes (Walker et Steffen, 1996), et aussi d'améliorer la représentation des surfaces terrestres dans les modèles météorologiques et climatiques (Randall et al., 1996).

L'évolution à long terme des écosystèmes est également une question importante, notamment en raison du changement climatique et de la pression humaine (Walker et Steffen, 1996). Il est alors nécessaire d'étudier la composition et la structure des écosystèmes, caractérisés par des paramètres, tels que la densité des couverts, la productivité, l'indice de surface foliaire, etc. Un des objectifs étant d'être en mesure de détecter le signal d'une modification possible du climat grâce à des changements mesurables dans la structure des écosystèmes. Il faut pour cela au préalable, bien comprendre les facteurs responsables de la variabilité naturelle et de la répartition des grandes aires biogéographiques à la surface de la planète.

La télédétection se révèle être un outil tout à fait approprié pour étudier le fonctionnement et suivre l'évolution de la végétation. Grâce aux satellites il est possible en effet de cartographier les couverts végétaux à des échelles de temps et d'espace très variées. Ils permettent en outre d'estimer le rayonnement solaire global (cf cours  'Environnement atmosphérique'), ainsi que certains paramètres caractéristiques des couverts végétaux, comme la quantité de biomasse, ou la fraction du rayonnement photosynthétique actif. Outils d'une meilleure compréhension des processus physiques et biologiques qui gouvernent la dynamique des écosystèmes végétaux, les données de télédétection peuvent aussi être utilisées pour informer les politiques sur les conséquences d'éventuels changements de la répartition mondiale des couverts végétaux, de façon à mettre en place des solutions de gestion plus durables.