La télédétection des infrastructures agro-écologiques : de la promesse aux méthodes opérationnelles (Tél-IAE)

Les infrastructures agro-écologiques comme les haies et les bandes enherbées sont des éléments paysagers clé pour la biodiversité dans les territoires agricoles. Les cartographier est une étape importante pour évaluer la qualité des paysages et prédire l’impact d’aménagements. La télédétection spatiale présente un potentiel important pour atteindre cet objectif à coût raisonnable et sur une surface importante. Le projet « télédétection des infrastructures agroécologiques » regroupant spécialistes de la télédétection et utilisateurs s’est proposé d’évaluer des méthodes existantes dans des cas variés et d’en développer de nouvelles. Un site web présentant les résultats du projet guide l’utilisateur vers des grands types d’options techniques en fonction de son projet et lui donne accès à diverses ressources. La pleine appropriation des méthodes et outils implique toutefois un décloisonnement des métiers au delà des considérations purement techniques

Méthode de calcul de la biomasse aérienne des arbres de peuplements d'épinette noire (Picea mariana) en forêt subarctique à l'aide de la fraction d'ombre sur les images Quickbird et Ikonos

Les besoins de gestion et les obligations internationales (tel que le protocole de Kyoto) exigent d'améliorer nos méthodes de cartographie de la biomasse forestière aérienne (BFA) pour tout le territoire canadien.Les contraintes en ressources sont très grandes pour les régions boréales et subarctiques, ce qui résulte en un faible nombre de placette d'échantillonnage terrain (PET). Nous avons donc développé et testé une méthode pour la cartographie de la BFA des peuplements constitués majoritairement d'épinette noire ( Picea mariana ) (i) en établissant des placettes satellites (PS), substituts des traditionnelles et coûteuses PET et (ii) en établissant des cartes de BFA à toute la surface des images satellites à très haute résolution spatiale (ISTHRS). 112 PET de 400 m[indice suérieur 2 ont été établies sur trois régions pilotes (chacune couverte par une images Quickbird) dans le but de développer et de tester la méthode. Ces PET fournissent les mesures requises pour calculer la BFA des arbres de chaque PET à partir d'équations allométriques de la littérature scientifique. La BFA au niveau de la PET est ensuite calculée en additionnant la contribution de tous les arbres d'une PET.--Résumé abrégé par UMI

Introduction d'outils de l'intelligence artificielle dans la prévision de pluie par radar

The work presented in this thesis aims at the development of a short-term radar rainfall forecasting system, that is adapted to use in urban hydrology. The system, named PROPHETIA, is based on rain cell tracking, in order to take individual advection into account. To forecast the rainfall at an instant tn, based on the series of radar images (I1In), the algorithm of PROPHETIA contains four main parts: - identification and description of the rain cell echoes on image In - coupling of rain cells observed on the images I1In, with the echoes defined on image In - characterization of the rain cells in the interval (t1, tn) - forecast of the rainfall by extrapolation of rain cell characteristics. A threshold technique is used for echo identification. The coupling algorithm is based on the application of a decision tree, that has been generated by machine learning from human defined examples. The high performance of this rule base is demonstrated by comparison with the human-defined couplings. In the first part of the study, the forecast is based on rain cell advection alone. The performance of the system is analyzed with respect to a new hydrological evaluation criteria, named TMP. It is shown that the error rate of forecasts by PROPHETIA is lower than that of other techniques, especially for convective rainfall events. The principal remaining forecast error is due to convective rain cell development during the forecast lead time. A model of this development is suggested, that allows for localizing the air masses alimenting the rain cells. Based on a statistical analysis of convective rain cells in terms of the model, a method is proposed, that takes rain cell growth/decay rates into account. It is shown, that a significant improvement of forecast quality can be achieved with this technique, if the development rates are known in advance. In the last part of the study, the possibilities of forecasting the rain cell development are explored. An examination of a sample set demonstrates the necessity of taking local variations of the surface conditions into account. Possible solutions to this problem are discussed.L'objectif de l'étude présentée est le développement d'un système de prévision de pluie par radar, qui est adapté aux besoins de l'hydrologie urbaine. Un système automatisé structuré, baptisé PROPHETIA, est présenté, dont le fonctionnement est basé sur l'observation des cellules de pluie. L'algorithme de PROPHETIA de prévision de pluie à partir d'une série d'images (I1In), mesurées aux instants t1tn, comprend quatre étapes: - identification et description des échos des cellules sur l'image actuelle In - appariement des cellules observées sur les images I1In avec les échos sur l'image In - caractérisation des cellules dans l'intervalle (t1, tn) - prévision de pluie par extrapolation des caractéristiques dans l'avenir. Une technique de seuillage est appliquée pour l'identification des cellules. Pour leur appariement sur des images successives, une base de règles sous la forme d'un arbre de décision a été constituée par apprentissage automatique à partir d'exemples, qui ont été définis manuellement. La très bonne performance de la base de règles est mise en évidence par la comparaison avec les appariements manuels. La prévision de PROPHETIA repose dans un premier temps sur la seule caractéristique de l'advection des cellules. Les résultats de cette prévision sont analysés selon un nouveau critère hydrologique, baptisé TMP. La qualité atteinte par PROPHETIA est comparée à celle d'autres systèmes de prévision. PROPHETIA est surtout plus performant pour les pluies convectives. L'examen détaillé des erreurs de la prévision par PROPHETIA a révélé que leur origine provient de l'hypothèse d'absence de développement des cellules à l'horizon de la prévision. L'étude des facteurs influant sur le développement des cellules a mené à la proposition d'un modèle des cellules reliant le développement aux masses d'air alimentant la cellule. La localisation du développement des cellules de pluie convective de la base de données est possible et apporterait un gain de prévision si le taux de ce développement pouvait être prédit, comme cela a été démontré pour un échantillon de 12 pluies convectives. Or celui-ci dépend manifestement, comme l'étude des cycles de vie de quelques cellules l'a montré, de la possibilité de caractériser correctement les secteurs géographiques d'influence très différente sur la convection : une meilleure caractérisation de ces secteurs devrait être l'objectif qui suivrait celle-ci

Impacts d'un aménagement forestier écosystémique sur la mosaïque forestière et sur les coûts d'approvisionnement en bois : étude de cas de la forêt d'enseignement et de recherche du Lac Duparquet

Actuellement au Québec, la planification de la répartition spatiale des coupes forestières est surtout faite en fonction de considérations économiques, d'acceptabilité sociale et pour maintenir l'habitat de certaines espèces de gibier. Étant donné l'importance de l'organisation spatiale des habitats fauniques et floristiques, il serait important de gérer les ressources en considérant aussi les effets cumulatifs des coupes sur le paysage forestier. Depuis quelques années, plusieurs auteurs proposent une planification forestière écosystémique dans le but d'appuyer la stratégie des gouvernements canadien et québécois pour le maintien de la diversité biologique. L'approche écosystémique sous-tend que les organismes forestiers pourront survivre et mieux s'adapter à l'exploitation forestière si cette dernière tend à maintenir la diversité, la productivité et la résilience des forêts, aux échelles du peuplement et du paysage. Le développement de diverses méthodes pour l'application de cette approche, l'identification de leur efficacité et de leurs impacts potentiels pourraient diminuer la crainte ressentie par les gestionnaires face aux éventuelles conséquences d'une transition vers une approche écosystémique. Nous proposons ainsi une démarche de simulation de diverses stratégies de dispersion des coupes pour en évaluer les impacts sur la structure et la composition de la mosaïque forestière et sur les coûts d'approvisionnement en bois. Dans un premier temps, une analyse historique de l'organisation spatiale du paysage (de 1965 à 1994) à l'aide d'indices de description du paysage a servi de base comparative pour l'évaluation des impacts des différents scénarios sur la mosaïque forestière. Nous croyons qu'une telle analyse permet de déterminer des caractéristiques relativement stables du territoire en absence d'exploitation industrielle et que les indices choisis permettent de bien cerner la structure spatiale des différentes classes de couvert forestier. L'évolution naturelle des peuplements dans le temps (sur un horizon de 100 ans) ainsi que les effets des différents traitements sylvicoles prescrits au plan général d'aménagement ont été simulés à l'aide d'un modèle de croissance forestière à l'échelle du peuplement sur une période d'une révolution forestière. Trois scénarios de dispersion des coupes furent simulés: un scénario suivant les règles du RNI, un scénario d'aménagement écosystémique favorisant l'agglomération des coupes et un scénario d'aménagement écosystémique modifié pour permettre de ramener, en fin de simulation, la composition du paysage à l'intérieur de ses limites historiques. Selon nos analyses, le scénario suivant les règles de répartition des coupes prescrites au RNI engendre des aires en régénération 60 % plus petites et nécessite la création de 11,7 % plus de routes, construites plus rapidement en début de simulation, comparativement au scénario axé sur l'agglomération des coupes telle qu'entreprise en ce moment à la FERLD. Puisque ces deux scénarios suivent les mêmes prescriptions sylvicoles, l'évolution du paysage varie très peu entre eux. De façon à ramener le paysage à l'intérieur de ses limites historiques en fin de simulation pour le scénario Éco+, une combinaison de diminution des coupes de 19 %, d'une augmentation de 90 % de l'utilisation des coupes partielles ainsi que 104 % de plus en superficie de plantation en essences mixtes (tolérantes et intolérantes), fut nécessaire (sur les derniers 30 ans). ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Aménagement forestier écosystémique, Analyse historique, Paysage, Simulation

Analyse de la détérioration de la forêt de la Cordillère de la Costa dans le sud chilien : géomatique et modélisation prospective appliquée sur une forêt patrimoniale de la province d'Osorno (41º 15’ - 41º 00’ latitude Sud)

SAn area of the Cordillera de la Costa is studied in southern Chile (41°15'S - 41°00'S), inhabited by ethnic Mapuche. There are still valuable temperate forests that have high conservation priority worldwide. But it is found, a continuous process of transformation related to the extraction of firewood, ranching, disruption of habitat conifer Fitzroya cupressoides, and deployment of forest plantations. Based on a multi-temporal satellite images classification, a spatial-temporal modeling was implemented to understand and predict the dynamics of the deterioration of the forest. Retrospective analysis revealed that between 1976 and 2008, the forest has been reduced 12,400 ha, a deforestation rate of 0.25% per annum. 20 models of deforestation are calibrated, 4 of them are selected to construct scenarios. The simulation predicted that reductions of forest between 2008 and 2040 could reach 13,000 ha. Two other models implemented simulate changes in habitat quality F. cupressoides. Scenarios predict an increase in the damaged surface; extrapolating from the learning period 2001-2008 during which the largest share of indigenous lands was legalized, compared with the previous period to 2001, predicts a significant increase in the damaged surface. In this way, it provides a tool to enhance the local management of environmental systems still not incorporated into the Chilean planning. Finally, the thesis also makes interesting comparisons between models that differ with respect to the calibration parameters.On étudie une zone de la Cordillère de la Costa au sud du Chili (41°15'S-41°00'S), habitée par l'ethnie Mapuche. Là, il y a encore des précieuses forêts tempérées, qui ont une haute priorité de conservation au plan mondial. Mais, il est constaté, un processus continu de transformation lié à l'extraction de bois de chauffe, l'élevage extensif, la perturbation de l'habitat du conifère Fitzroya cupressoides, et le déploiement des plantations forestières. Sur la base d'une classification multi-temporelle d'images satellite, une modélisation spatio-temporelle a été mise en œuvre pour comprendre et anticiper la dynamique de la détérioration de la forêt. L'analyse rétrospective révèle qu'entre 1976 et 2008, la forêt a été réduite 12400 ha, soit un taux de déforestation 0,25% par an. 20 modèles de déforestation sont calibrés, 4 d'entre eux sont sélectionnés pour construire des scénarios prospectifs. La simulation prévoit que la diminution de forêt entre 2008 et 2040 pourrait atteindre 13000 ha. Deux autres modèles mis en œuvre simulent l'évolution de la qualité de l'habitat de F. cupressoides. Les scénarios prévoient une augmentation de la surface détériorée ; l’extrapolation à partir de la période d’apprentissage 2001-2008 pendant laquelle la plus grande part de terres indigènes a été légalisée, par rapport à la période précédente à 2001, prédit une augmentation plus significative de la surface détériorée. On fournit un outil pour amplifier la gestion territoriale des systèmes environnementaux toujours non incorporée dans la planification chilienne. Enfin, la thèse met également d'intéressantes comparaisons entre modèles qui diffèrent par rapport aux paramètres de calibration

L'AIS : une donnée pour l'analyse des activités en mer

4 pages, session "Mer et littoral"International audienceCette contribution présente des éléments méthodologiques pour la description des activités humaines en mer dans une perspective d'aide à la gestion. Différentes procédures, combinant l'exploitation de bases de données spatio-temporelles issue de données AIS archivées à des analyses spatiales au sein d'un SIG, sont testées afin de caractériser le transport maritime en Mer d'Iroise (Bretagne, France) sur les plans spatiaux, temporels et quantitatifs au cours d'une année

Cohérence entre Corine Land Cover et la BDCARTO

Deux couches d'occupation des sols au 1/100 .000 sont disponibles en France : Conne LandCover, et l'occupation des sols de la BDCARTO. Ces deux couches sont a prioricomplémentaires : Conne Land Cover est riche au niveau thématique, avec 44 classesorientées environnement, mais ne représente que des zones de plus de 25 ha ; La BDCARTOest plus pauvre en thématique (13 classes), mais prend en compte des zones plus petites.Cependant, cette complémentarité théorique suppose que les deux bases soient caléesgéographiquement, qu'elles respectent bien leur spécification et que les nomenclatures soientcohérentes entre elles.Le présent document fait état des tests réalisés sur 26 feuilles au 1/50 .000. Ces zones ont étéchoisies de manière à prendre en compte la variabilité de fabrication de Conne Land Cover. Ilsmontrent que selon la généalogie de Carine Land Cover, les deux bases peuvent être utiliséesensembles ou au contraire que le décalage entre les deux bases est tel (> 100 mètres parendroits) que leur usage conjoint est illusoire