Les images à très haute résolution spatiale (THR) telles que les images Pléiades (50 cm en Panchromatique, 2m en multispectral) rendent possible une description fine de la structure forestière (distribution et dimensions des arbres) à l'échelle du peuplement, en exploitant la relation entre la structure spatiale des arbres et la texture d'image quand la taille du pixel est inférieure à la dimension des arbres. Cette attente répond au besoin d'inventaire spatialisé de la ressource forestière à l'échelle du peuplement et de ses changements dus à la gestion forestière, à l'aménagement du territoire ou aux événements catastrophiques. L'objectif est double: (1) évaluer le potentiel de la texture d'images THR pour estimer les principales variables de structure forestière (diamètre des couronnes, diamètre du tronc, hauteur, densité ou espacement des arbres) à l'échelle du peuplement; (2) sur ces bases, classer les données image, au niveau pixel, par types de structure forestière afin de produire l'information spatialisée la plus fine possible. Les principaux développements portent sur l'automatisation du paramètrage, la sélection de variables, la modélisation par régression multivariable et une approche de classification par classifieurs d'ensemble (Forêts Aléatoires ou Random Forests). Ils sont testés et évalués sur deux sites de la forêt landaise de pin maritime à partir de trois images Pléiades et une Quickbird, acquises dans diverses conditions (saison, position du soleil, angles de visée). La méthodologie proposée est générique. La robustesse aux conditions d'acquisition des images est évaluée. Les résultats montrent que des variations fines de texture caractéristiques de celles de la structure forestière sont bien identifiables. Les performances en terme d'estimation des variables forestières (RMSE) : ~1.1 m pour le diamètre des couronnes, ~3 m pour la hauteur des arbres ou encore ~0.9 m pour leur espacement, ainsi qu'en cartographie des structures forestières (~82 % de taux de bonne classification pour la reconnaissance des 5 classes principales de la structure forestière) sont satisfaisantes d'un point de vue opérationnel. L'application à des images multi-annuelles permettra d'évaluer leur capacité à détecter et cartographier des changements tels que coupe forestière, mitage urbain ou encore dégâts de tempête. / Very High spatial Resolution (VHR) images like Pléiades imagery (50 cm panchromatic, 2m multispectral) allows a detailed description of forest structure (tree distribution and size) at stand level, by exploiting the spatial relationship between tree structure and image texture when the pixel size is smaller than tree dimensions. This information meets the expected strong need for spatial inventory of forest resources at the stand level and its changes due to forest management, land use or catastrophic events. The aim is twofold : (1) assess the VHR satellite images potential to estimate the main variables of forest structure from the image texture: crown diameter, stem diameter, height, density or tree spacing, (2) on these bases, a pixel-based image classification of forest structure is processed in order to produce the finest possible spatial information. The main developments concern parameter optimization, variable selection, multivariate regression modelling and ensemble-based classification (Random Forests). They are tested and evaluated on the Landes maritime pine forest with three Pléiades images and a Quickbird image acquired under different conditions (season, sun angle, view angle). The method is generic. The robustness of the proposed method to image acquisition parameters is evaluated. Results show that fine variations of texture characteristics related to those of forest structure are clearly identifiable. Performances in terms of forest variable estimation (RMSE): ~1,1m for crown diameter, ~3m for tree height and ~0,9m for tree spacing, as well as forest structure mapping (~82% Overall accuracy for the classification of the five main forest structure classes) are satisfactory from an operational perspective. Their application to multi- annual images will assess their ability to detect and map forest changes such as clear cut, urban sprawl or storm damages.

Les base de données (BD) d'Occupation du Sol (OCS) sont d'une grande utilité, dans divers domaines. Les utilisateurs recherchent des niveaux de détails tant géométriques que sémantiques très fins. Ainsi, une telle BD d'OCS à Grande Échelle (OCS-GE) est en cours de constitution à l'IGN. Cependant, pour répondre aux besoins des utilisateurs, cette BD doit être mise à jour le plus régulièrement possible, avec une notion de millésime. Ainsi, des méthodes automatiques de mise à jour doivent être mises en place, afin de traiter rapidement des zones étendues. Par ailleurs, les satellites d'observation de la terre ont fait leurs preuves dans l'aide à la constitution de BD d'OCS à des échelles comparables à celle de CLC. Avec l'arrivée de nouveaux capteurs THR, comme celle du satellite Pléiades, la question de la pertinence de ces images pour la mise à jour de BD d'OCS-GE se pose naturellement. Ainsi, l'objet de cette thèse est de développer une méthode automatique de mise à jour de BDs d'OCS-GE, à partir d'une image satellite THR monoscopique (afin de réduire les coûts d'acquisition), tout en garantissant la robustesse des changements détectés. Le cœur de la méthode est un algorithme d'apprentissage supervisés multi-niveaux appelé MLMOL, qui permet de prendre en compte au mieux les apparences, éventuellement multiples, de chaque thème de la BD. Cet algorithme, complètement indépendant du choix du classifieur et des attributs extraits de l'image, peut être appliqué sur des jeux de données très variés. De plus, la multiplication de classifications permet d'améliorer la robustesse de la méthode, en particulier sur des thèmes ayant des apparences multiples (e,g,. champs labourés ou non, bâtiments de type maison ou hangar industriel, ...). De plus, l'algorithme d'apprentissage est intégré dans une chaîne de traitements (LUPIN) capable, d'une part de s'adapter automatiquement aux différents thèmes de la BD pouvant exister et, d'autre part, d'être robuste à l'existence de thèmes in-homogènes. Par suite, la méthode est appliquée avec succès à une image Pléiades, sur une zone à proximité de Tarbes (65) couverte par la BD OCS-GE constituée par IGN. Les résultats obtenus montrent l'apport des images Pléiades tant en terme de résolution sub-métrique que de dynamique spectrale. D'autre part, la méthode proposée permet de fournir des indicateurs pertinents de changements sur la zone. Nous montrons par ailleurs que notre méthode peut fournir une aide précieuse à la constitution de BD d'OCS issues de la fusion de différentes BDs. En effet, notre méthode a la capacité de prise de décisions lorsque la fusion de BDs génère des zones de recouvrement, phénomène courant notamment lorsque les données proviennent de différentes sources, avec leur propre spécification. De plus, notre méthode permet également de compléter d'éventuels lacunes dans la zone de couverture de la BD générée, mais aussi d'étendre cette couverture sur l'emprise d'une image couvrant une étendue plus large. Enfin, la chaîne de traitements LUPIN est appliquée à différents jeux de données de télédétection afin de valider sa polyvalence et de juger de la pertinence de ces données. Les résultats montrent sa capacité d'adaptation aux données de différentes résolutions utilisées (Pléiades à 0,5m, SPOT 6 à 1,5m et RapidEye à 5m), ainsi que sa capacité à utiliser les points forts des différents capteurs, comme par exemple le canal red-edge de RapidEye pour la discrimination du thème forêts, le bon compromis de résolution que fournit SPOT 6 pour le thème zones bâties et l'apport de la THR de Pléiades pour discriminer des thèmes précis comme les routes ou les haies. / Land-Cover geospatial databases (LC-BDs) are mandatory inputs for various purposes such as for natural resources monitoring land planning, and public policies management. To improve this monitoring, users look for both better geometric, and better semantic levels of detail. To fulfill such requirements, a large-scale LC-DB is being established at the French National Mapping Agency (IGN). However, to meet the users needs, this DB must be updated as regularly as possible while keeping the initial accuracies. Consequently, automatic updating methods should be set up in order to allow such large-scale computation. Furthermore, Earth observation satellites have been successfully used to the constitution of LC-DB at various scales such as Corine Land Cover (CLC). Nowadays, very high resolution (VHR) sensors, such as Pléiades satellite, allow to product large-scale LC-DB. Consequently, the purpose of this thesis is to propose an automatic updating method of such large-scale LC-DB from VHR monoscopic satellite image (to limit acquisition costs) while ensuring the robustness of the detected changes. Our proposed method is based on a multilevel supervised learning algorithm MLMOL, which allows to best take into account the possibly multiple appearances of each DB classes. This algorithm can be applied to various images and DB data sets, independently of the classifier, and the attributes extracted from the input image. Moreover, the classifications stacking improves the robustness of the method, especially on classes having multiple appearances (e.g., plowed or not plowed fields, stand-alone houses or industrial warehouse buildings, ...). In addition, the learning algorithm is integrated into a processing chain (LUPIN) allowing, first to automatically fit to the different existing DB themes and, secondly, to be robust to in-homogeneous areas. As a result, the method is successfully applied to a Pleiades image on an area near Tarbes (southern France) covered by the IGN large-scale LC-DB. Results show the contribution of Pleiades images (in terms of sub-meter resolution and spectral dynamics). Indeed, thanks to the texture and shape attributes (morphological profiles, SFS, ...), VHR satellite images give good classification results, even on classes such as roads, and buildings that usually require specific methods. Moreover, the proposed method provides relevant change indicators in the area. In addition, our method provides a significant support for the creation of LC-DB obtain by merging several existing DBs. Indeed, our method allows to take a decision when the fusion of initials DBs generates overlapping areas, particularly when such DBs come from different sources with their own specification. In addition, our method allows to fill potential gaps in the coverage of such generating DB, but also to extend the data to the coverage of a larger image. Finally, the proposed workflow is applied to different remote sensing data sets in order to assess its versatility and the relevance of such data. Results show that our method is able to deal with such different spatial resolutions data sets (Pléiades at 0.5 m, SPOT 6 at 1.5 m and RapidEye at 5 m), and to take into account the strengths of each sensor, e.g., the RapidEye red-edge channel for discrimination theme forest, the good balance of the SPOT~6 resolution for built-up areas classes and the capability of VHR of Pléiades images to discriminate objects of small spatial extent such as roads or hedge.

Notre travail de thèse se situe dans le contexte de la recherche en EIAH (Environnements Informatisés pour l'Apprentissage Humain), et il porte plus particulièrement sur la dimension de la scénarisation pédagogique instrumentée.<br />Avec le développement des TICE, les praticiens de la formation (enseignants et concepteurs pédagogiques) se trouvent confrontés dans leur travail quotidien à la conception de situations d'apprentissage instrumentées. Cette situation entraîne de nouvelles pratiques de conception pédagogique (partage, réutilisation) et un essor des approches pédagogiques « actives », tout en conduisant les praticiens à porter une attention particulière à la formalisation préalable des situations d'apprentissage via des scénarios pédagogiques. Ces derniers sont ainsi définis par Paquette (05) : « un ensemble ordonné d'activités, régies par des acteurs qui utilisent et produisent des ressources ».<br />Dans ce contexte, notre problème de recherche porte sur les modalités d'expression des scénarios pédagogiques qui permettraient à un scénario d'être facilement réutilisable par un enseignant et un concepteur pédagogique. Notre hypothèse générale est que si les scénarios étaient décrits de façon plus formelle, si les intentions pédagogiques y étaient mieux explicitées, et si les tâches de réutilisation étaient mieux définies et mieux soutenues, ils seraient plus facilement réutilisables. Notre objectif général de recherche porte ainsi, d'une part sur la façon d'exprimer, des scénarios formalisés et instrumentables par les TICE, et d'autre part, de soutenir l'apprentissage de leur réutilisation dans un contexte spécifique. Notre méthodologie de recherche est fondée sur une double approche : une approche par modélisation et une approche centrée usager. Elle vise l'élaboration de modèles théoriques en interaction avec les praticiens de la formation et intègre des évaluations aux diverses étapes de la modélisation.<br />Nous présentons dans ce document trois propositions qui permettent de répondre à notre hypothèse et objectif de recherche. La première proposition est une méthode basée sur une métaphore pour exprimer de façon formalisée et instrumentable les scénarios pédagogiques : la méthode des Pléiades. La seconde proposition est un modèle d'interprétation du processus de réutilisation des scénarios pédagogiques : le modèle CAA (Choix, Appropriation, Adaptation). La troisième proposition est un modèle de soutien à quatre niveaux au processus de réutilisation des scénarios pédagogiques formalisés : le modèle MOSCA. Ce modèle repose sur un ensemble d'artefacts mis à la disposition des usagers pour les soutenir lors de leur tâche de réutilisation. Le choix et la construction des artefacts s'appuient à la fois sur la méthode des Pléiades et sur le modèle CAA. <br />La méthode et les modèles ont été évalués avec des usagers-experts en scénarisation sur la réutilisation d'un scénario « Étude de Cas ». L'évaluation a montré que les formalismes proposés favorisaient une meilleure compréhension du processus de scénarisation ainsi que la réutilisation et l'adaptation des scénarios. Les conclusions de ce travail ouvrent de nombreuses perspectives de prolongement et de recherche à court et moyen terme.

Le travail présenté dans cette thèse a pour objectif d’évaluer le potentiel de modèles probabilistes multivariés appliqués sur les sous-bandes d’une décomposition en ondelettes pour la classification d’images de télédétection optiques à très haute résolution spatiale. Trois thématiques principales ont été investiguées dans ce travail : la différenciation de classes d’âge de peuplements de pins maritimes, la détection de parcelles viticoles et la détection de parcs ostréicoles. Une contribution originale concerne la proposition d’une chaîne traitement pour une classification supervisée orientée objet se basant sur des mesures de similarité adaptées au contexte de modélisation probabiliste. Celle-ci implique la création d’une base de données de patchs de texture pour l’apprentissage et l’utilisation d’une pré-segmentation de l’image à classifier. Les modèles probabilistes multivariés testés ont tout d’abord été évalués dans une procédure d’indexation d’images. Les modèles les plus performants identifiés par cette procédure ont été ensuite appliqués dans la chaîne de traitement proposée. Dans les trois thématiques explorées, les modèles multivariés ont révélé des capacités remarquables de représentation de la texture et ont permis d’obtenir une qualité de classification supérieure à celle obtenue par la méthode des matrices de co-occurrence. Ces résultats démontrent l’intérêt de la représentation multi-échelles et multi-orientations de la texture dans l’espace transformé en ondelettes et la pertinence de la modélisation multivariée des coefficients d’ondelettes issus de cette décomposition. / The prime objective of this thesis is to evaluate the potential of multivariate probabilistic models applied on wavelet subbands for the classification of very high resolution remote sensing optical data. Three main applications are investigated in this study: the differentiation of age classes of maritime pine forest stands, the detection of vineyards and the detection of oyster fields. One main contribution includes the proposal of an original supervised and object-oriented classification scheme based on similarity measurements adapted to the context of probabilistic modeling. This scheme involves the creation of a database of texture patches for the learning step and a pre-segmentation of the image to classify. The tested multivariate models were first evaluated in an image retrieval framework. The best models identified in this procedure were then applied in the proposed image processing scheme. In the three proposed thematic applications, multivariate models revealed remarkable abilities to represent the texture and reached higher classification accuracies than the method based on co-occurrence matrices. These results confirm the interest of the multi-scale and multi-orientation representation of textures through the wavelet transform, as well as the relevance of the multivariate modeling of wavelet coefficients

Cette thèse présente l'étude de la rotation des étoiles de faible masse (entre 0,5 et 1,2 M.) pendant leurs phases pré-séquence principale, depuis les T Tauri âgées de quelques millions d'années, et séquence principale, à quelques milliards d'années. Deux approches complémentaires ont été utilisées: les observations apportent de nouvelles mesures de rotation de ces objets et la modélisation permet de comprendre les processus physiques mis en jeu. Les observations ont porté essentiellement sur les amas jeunes, IC4665, Alpha Persée et les Pléiades. Dans ces amas, les étoiles de type solaire sont à un âge charnière entre la phase pré-séquence principale et la séquence principale. Alors qu'un grand pourcentage d'étoiles tournent à des vitesses inférieures à 10 km.s-1 , leurs vitesses de rotation exactes n'étaient pas connues à cause des limites de résolution instrumentales. Grâce aux instruments CORAVEL et ELODIE de l'OHP, toutes les vitesses de rotation sont maintenant résolues dans & Persée et les Pléiades pour les étoiles de masse comprise entre 0,6 et 1,1 M. . Les distributions de vitesse équatoriales en fonction de la masse ont été construites dans les deux amas et sont comparées aux modèles. Un modèle d'évolution du moment cinétique a été développé, qui permet de prendre en compte l'évolution pré-séquence principale: les changements de structure interne, l'effet d'un disque d'accrétion, la perte de moment cinétique à la surface et le transfert de moment cinétique entre le coeur et l'enveloppe. Les nouvelles données apportent des contraintes fortes quand au transport de moment cinétique dans les intérieurs stellaires. Dans les étoiles en rotation rapide, un transfert très efficace du moment cinétique permet à l'étoile de garder une rotation quasi-solide pendant toute son évolution, de la phase T Tauri jusqu'à l'âge du Soleil, en accord avec les observations de l'intérieur solaire. Par contre, l'existence même d'un grand nombre de rotateurs lents nécessite un découplage entre le coeur et l'enveloppe, avec un temps caractéristique de couplage de 100 millions d'années. L'évolution de la vitesse de ces rotateurs très lents au début de la séquence principale, pendant laquelle leur vitesse varie très peu, est également en accord avec un temps de couplage très long.

Les villes sont confrontées à de nombreuses problématiques environnementales. Leurs gestionnaires ont besoin d'outils et d'une bonne connaissance de leur territoire. Un objectif est de mieux comprendre comment s'articulent les trames grise et verte pour les analyser et les représenter. Il s'agit aussi de proposer une méthodologie pour cartographier la structure urbaine à l'échelle des tissus en tenant compte de ces trames. Les bases de données existantes ne cartographient pas la végétation de manière exhaustive. Ainsi la première étape est d'extraire la végétation arborée et herbacée à partir d'images satellites Pléiades par une analyse orientée-objet et une classification par apprentissage actif. Sur la base de ces classifications et de données multi-sources, la cartographie des tissus se base sur une démarche d'extraction de connaissances à partir d'indicateurs issus de l'urbanisme et de l'écologie du paysage. Cette méthodologie est construite sur Strasbourg puis appliquée à Rennes. / Climate change presents cities with significant environmental challenges. Urban planners need decision-making tools and a better knowledge of their territory. One objective is to better understand the link between the grey and the green infrastructures in order to analyse and represent them. The second objective is to propose a methodology to map the urban structure at urban fabric scale taking into account the grey and green infrastructures. In current databases, vegetation is not mapped in an exhaustive way. Therefore the first step is to extract tree and grass vegetation using Pléiades satellite images using an object-based image analysis and an active learning classification. Based on those classifications and multi-sources data, an approach based on knowledge discovery in databases is proposed. It is focused on set of indicators mostly coming from urbanism and landscape ecology. The methodology is built on Strasbourg and applied on Rennes to validate and check its reproducibility.

Ce manuscrit concerne l'analyse tectonique et géomorphologique du système de failles de Longriba (LFS), localisé à l'Est du plateau tibétain à environ 200 km au Nord-ouest de la chaîne des Longmen Shan. Le LFS est constitué de deux zones de failles décrochantes dextres, parallèles et d'orientation N55°E : la faille de Longriqu, au Nord, et la faille de Maoergai, au Sud. Le rôle géodynamique de ce système est primordial puisqu'il accommode 5 ± 1 mm/an de la composante décrochante induite par la convergence oblique du bloc Aba, elle-même liée à la collision Inde-Asie. De plus, le LFS partitionne la déformation de la marge Est tibétaine; les structures des Longmen Shan étant essentiellement chevauchantes. Cependant l'histoire long-terme du LFS est mal contrainte. L'objectif de cette thèse est donc d'apporter des informations spatio-temporelles sur l'activité du système à l'échelle du Cénozoïque. Pour cela trois études ont été réalisées. La première a permis de mieux contraindre le comportement sismogénique des deux zones de failles à l'aide d'images satellites de basse (90m) et très haute résolution (50cm). L'analyse des déplacements cumulés le long de la faille de Maoergai a permis de proposer que celle-ci était active vers ~15Ma. La seconde étude a mis en évidence un contrôle du système sur la répartition des taux de dénudation au travers de la marge Est tibétaine à l'échelle de l'Holocène. Enfin, les données de thermochronologie basse température suggèrent que la faille de Maoergai a accommodé un mouvement vertical vers ~10Ma. Ce mouvement est probablement lié au rebond isostatique de la marge, découplé du mouvement décrochant qu'elle accommode à la même période. / This manuscript concerns the tectonic and geomorphic analysis of the Longriba fault system (LFS), located in the eastern Tibetan plateau at about 200 km north-west of the Longmen Shan. The LFS consists of two dextral strike-slip fault zones, parallel and N55 °-trending: the Longriqu fault to the north and the Maoergai fault the south. The geodynamic role of the system is essential as accommodates 5 ± 1 mm / year of the slip component induced by the oblique convergence of the Aba block, itself linked to the India-Asia collision. In addition, the LFS partitions the deformation of the east Tibetan margin; the structures of the Longmen Shan are mainly thrust faults. However the long-term history of LFS is poorly constrained. The objective of this thesis is to bring spatial and temporal information on system activity throughout the Cenozoic. To do so, three studies were performed. The first led to better constrain the seismogenic behavior of the two fault zones with low resolution (90m) and very high resolution satellite images (50cm). The analysis of cumulative displacements along the Maoergai fault allowed to propose that it was active at ~ 15 Ma. The second study showed that the system controls the distribution of the denudation rates over the EastTibetan margin throughout the Holocene. Finally, the low-temperature thermochronology data suggest that, in particular, the Maoergai fault has accommodated a vertical movement at ~ 10 Ma. This movement is probably related to the isostatic rebound of the margin, decoupled from the strike-slip movement it accommodates at the same period.

En milieu urbain, la concurrence entre les enjeux de préservation de la biodiversité et de la densification du territoire est particulièrement développée. Dans une optique d’aide à la décision, une meilleure connaissance des zones les plus conflictuelles est requise. Face au constat d’insuffisance et d’inadéquation des données et des méthodes nécessaires à la cartographie des Trames vertes urbaines, notre travail s’intègre en premier lieu dans une démarche technique. Celle-ci est centrée sur la mise en place d’une méthode de traitement d’images satellitaires Très Haute Résolution Spatiale Pléiades (THRS) pour l’extraction de la végétation arborée et herbacée à l’échelle fine d’une emprise urbaine. D’abord appliquée à des données fictives, cette méthode est ensuite déployée sur quatre territoires (Toulouse, Muret, Pierrefite-Nestalas et Strasbourg). Bien que fondée sur une approche pixel, la simplicité de la méthode, qui s’appuie sur des outils libres, et les résultats obtenus (indice Kappa supérieur à 85 %) garantissent sa reproductibilité sur de vastes territoires plus ou moins urbanisés. Cette donnée de végétation est ensuite exploitée pour modéliser les connectivités écologiques potentielles du paysage urbain et périurbain toulousain. L’approche mobilise la théorie des graphes et permet d’évaluer l’impact d’un aménagement urbain sur la biodiversité. Le cas du Boulevard Urbain Nord de Toulouse est étudié. La cartographie proposée des réservoirs de biodiversité, hiérarchisés à l’aide de métriques de connectivité, est avant tout indicative. Elle est finalement confrontée à des documents d’urbanisme (Plans Locaux d’Urbanisme) afin d’obtenir une meilleure visibilité des territoires à enjeux environnementaux et urbanistiques. En fonction des enjeux fixés par les acteurs du territoire et à travers le filtre applicatif, cette thèse propose un outil robuste d’analyse et d’aide à la décision pour la gestion et la planification du territoire. / In urban areas, competition between land development and ecological conservation is intense. To assist decision making, a better knowledge of those areas of interest is required. Regarding inadequacy data and methods needed for ecological network mapping in urban areas, the aim of our study is to develop a method for semi-automatic vegetation extraction with Very High Spatial Resolution Pleiades imagery (VHSR). Initially applied to training samples, the process is then be deployed to four French study areas (Toulouse, Muret, Pierrefite-Nestalas and Strasbourg). The reproducibility of this method over large urbanized areas is ensured by its simplicity and the results of a pixel-based classification (kappa coefficient higher than 85 %). This extraction workflow uses free or open-source software. This vegetation data is then used in order to model potential ecological connectivity in Toulouse’s urban and peri-urban areas. Impacts on biodiversity due to urban planning are assessed using graph theory. The “Boulevard Urbain Nord de Toulouse” project, a road infrastructure, is studied. Graph metrics have been calculated to assess the level of connectivity at habitat patches and landscape scales. We classified the importance of the patches which is cross-tabulated with planning documents (PLU, a local town planning) in order to locate conflict urban areas: between biodiversity preservation and urbanization. Depending on the issues set out by local actors and through the application filter, this thesis proposes a robust analytical tool and decision-making aid for landscape management and land planning.

A sustainable society is a society that satisfies its resource requirements without endangering the sustainability of these resources. The mineral endowment on the African continent is estimated to be the first or second largest of world reserves. Therefore, it is recognised that the African continent still heavily depends on mineral exports as a key contributor to the gross domestic product (GDP) of various countries. These mining activities, however, do introduce primary and secondary environmental degradation factors. They attract communities to these mining areas, light and heavy industrial establishments occur, giving rise to artisanal activities. This study focussed on satellite RS products as an aid to a mine’s operations and the monitoring of its environment. Effective operational mine management and control ensures a more sustainable and profitable lifecycle for mines. Satellite based RS holds the potential to observe the mine and its surrounding areas at high temporal intervals, different spectral wavelengths and spatial resolutions. The combination of SAR and optical information creates a spatial platform to observe and measure the mine’s operations and the behaviour of specific land cover and land use classes over time and contributes to a better understanding of the mining activities and their influence on the environment within a specific geographical area. This study will introduce an integrated methodology to collect, process and analyse spatial information over a specific targeted mine. This methodology utilises a medium resolution land cover base map, derived from Landsat 8, to understand the predominant land cover types of the surrounding area. Using very high resolution mono- and stereoscopic satellite imagery provides a finer scale analysis and identifies changes in features at a smaller scale. Combining these technologies with the synthetic aperture radar (SAR) applications for precise measurement of surface subsidence or upliftment becomes a spatial toolbox for mine management. This study examines a combination of satellite remote sensing products guided by a systematic workflow methodology to integrate spatial results as an aid for mining operations and environmental monitoring. Some of the results that can be highlighted is the successful land cover classification using the Landsat 8 satellite. The land cover that dominated the Kolomela mine area was the “SHRUBLAND/GRASS” class with a 94% coverage and “MINE” class of 2.6%. Sishen mine had a similar dominated land cover characteristic with a “SHRUBLAND/GRASS” class of 90% and “MINE” class of 4.8%. The Pléiades time-series classification analysis was done using three scenes each acquired at a different time interval. The Sishen and Kolomela mine showed especially changes from the bare soil class to the asphalt or mine class. The Pléiades stereoscopic analysis provided volumetric change detection over small, medium, large and recessed areas. Both the Sishen and Kolomela mines demonstrated height profile changes in each selected category. The last category of results focused on the SAR technology to measure within millimetre accuracy the subsidence and upliftment behaviour of surface areas over time. The Royal Bafokeng Platinum tailings pond area was measured using 74 TerraSAR-X scenes. The tailings wall area was confirmed as stable with natural subsidence that occurred in its surrounding area due to seasonal changes of the soil during rainy and dry periods. The Chuquicamata mine as a large open pit copper mine area was analysed using 52 TerraSAR-X scenes. The analysis demonstrated significant vertical surface movement over some of the dumping sites. It is the wish of the researcher that this dissertation and future research scholars will continue to contribute in this scientific field. These contributions can only assist the mining sector to continuously improve its mining operations as well as its monitoring of the primary as well as the secondary environmental impacts to ensure improved sustainability for the next generation. / Environmental Sciences / M. Sc. (Environmental Science)