Influence of the spatial resolution of SeaWiFS, Landsat-7, SPOT, and International Space Station data on estimates of landscape parameters of Pacific Ocean atolls

Perimeter, surface area, total hydrodynamic aperture, and degree of hydrodynamic aperture are key landscape parameters used to quantify differences in the biological functioning of Tuamotu Archipelago atolls (French Polynesia). In a previous study, these landscape parameters were computed using Satellite pour l’observation de la terre (SPOT) highresolution visible (HRV) data at 20 m spatial resolution. Since 1999, Tuamotu atolls have been systematically imaged by an array of satellite sensors with a wide range of spatial resolution (from 1 km to 5 m) including the sea-viewing wide field-ofview sensor (SeaWiFS), Landsat enhanced thematic mapper plus (ETM+), and digital photographs taken by astronauts from the International Space Station (ISS). Our goal was to assess the influence of the spatial resolution of SeaWiFS (1 km), ETM+ (30 m), HRV (20 m), and ISS digital photographs (5 m) on the estimation of landscape parameters of Pacific Ocean atolls. Total hydrodynamic aperture and degree of hydrodynamic aperture are the parameters most sensitive to variation in resolution. For the same atoll, the differences between degree of aperture computed from SPOT and Landsat can reach 28%. Conversely, perimeters and atoll surface area estimates are in agreement within 7% using data with resolution from 5 to 30 m. One kilometre resolution SeaWiFS data offer the possibility to rank atolls based on surface area correctly, but only for atolls larger than 70 km2. Résumé. Le perimètre, la surface totale, l’ouverture hydrodynamique totale et le degré d’ouverture hydrodynamique sont des paramètres paysagers cruciaux pour comprendre les différences de fonctionnement biologiques des atolls de l’archipel des Tuamotu (Polynésie francaise). Dans une etude précédente, ces paramètres paysagers ont été quantifiés à partir de données SPOT haute resolution visible (HRV) à 20 m de résolution. Cependant, depuis 1999, les atolls des Tuamotu ont également été la cible systématique de plusieurs capteurs couvrant un large éventail de résolution spatiale (de 1 km à 5 m), dont le sea-viewing wide field-of-view sensor (SeaWiFS), le Landsat enhanced thematic mapper plus (ETM+), ainsi que des photographies numériques acquises par les astronautes depuis la Station Spatiale Internationale (SSI). Notre objectif était de quantifier l’influence de la résolution spatiale de SeaWiFS (1 km), ETM+ (30 m), HRV (20 m) et SSI (5 m) sur la mesure des paramètres paysagers dans les milieux d’atolls du Pacifique. Ouverture hydrodynamique totale et degré d’ouverture hydrodynamique sont les paramètres les plus sensibles aux changements de résolution. Les différences peuvent atteindre 28 % d’écarts selon que l’on utilise SPOT ou Landsat. En revanche, périmètres et surfaces coincident à 7 % près, dans des fourchettes de résolution de 5 à 30 m. Les données SeaWiFS à résolution kilométrique s’avère potentiellement utile pour ordonner les atolls suivant leurs surfaces, mais une estimation précise reste difficile, surtout pour les atolls de taille inférieure à 70 km2. 218