Raisonner la densification des espaces urbanisés face aux enjeux des continuités écologiques

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Contribution of Pléiades-HR images to the assessment of urban green infrastructures : dealing with urban ecological network issues and urban densification

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

Contribution des technologies satellitaires Pléiades à l'étude des trames vertes urbaines : entre maintien des connectivités écologiques potentielles et densification des espaces urbains

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.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

Traitement d’images satellitaires à Très Haute Résolution Spatiale et identification de zones à enjeux dans l’aménagement des Trames Vertes urbaines

http://www.sfpt.fr/rfpt/index.php/RFPT/article/view/130International audienceCe travail présente la mise en place d’une chaîne de traitement d’images à très haute résolution spatiale pour l’extraction de la végétation urbaine et une mise en application méthodologique au service des aménageurs du territoire pour l’identification des connectivités écologiques, un concept politique issu des lois Grenelle de l’Environnement.Les résultats ont montré qu’il est possible d’extraire la végétation urbaine d’une image satellite Pléiades à l’aide d’une méthode simple, semi-automatisée et utilisant des outils libres tant pour des traitements raster que vecteurs. La chaîne de traitement développée permet ainsi de distinguer la végétation basse de la végétation arborée à partir d’indices radiométriques simples.La discrimination de cette végétation urbaine nous a ensuite permis de valoriser ces résultats et de développer une méthode d’identification des connectivités écologiques urbaines qui s’appuie sur la théorie des graphes. Cette nouvelle information géographique, couplée à d’autres indicateurs et documents d’urbanisme, permet de localiser les zones d’enjeux où un besoin de maintien de la biodiversité et une volonté d’urbanisation s’affrontent

Outil de morphing cartographique, autour de la Mappa Mundi d'Albi

La Mappa Mundi d'Albi est l'une des deux plus anciennes cartes connues représentant le monde au VIIIe siècle dans sa globalité. Elle est conservée à la médiathèque Pierre Amalric, à Albi, et a été classée au Registre de la mémoire du monde de l'Unesco en octobre 2015.Cet outil de représentation dynamique a été conçu dans le cadre d'un partenariat entre le réseau des médiathèques de l'Albigeois et l'Institut National Universitaire Jean-François Champollion afin de représenter l'évolution des territoires connus, à différentes périodes (l'indication de la ville d'Albi sur les cartes est évidemment un clin d'œil).Cet outil s’adresse autant au grand public, dans un objectif de médiation scientifique, qu’aux enseignants d’histoire et géographie du secondaire, ou encore aux universitaires aux confluents des notions de frontières, de territoire ou de géopolitique