L’extraction cartographique de la couche arbre hors forêt :

un enjeu majeur pour la visibilité des paysages bocagers, des usages des

haies champêtres et de l’agroforesterie ?

Pourquoi ?Pourquoi ? Comment et avec quelles Comment et avec quelles

données ? données ? Quand ?Quand ?

Eric Maire - Journée agroforesterie, 17 décembre 2009, GEODE – AP32

Une cartographie des AHF: arbres isolés, haies, ripisylves mais…

Souvent absent des cartes Souvent absent des cartes d’occupation d’occupation des solsdes sols classiques… classiques…

Les recherches visant à comprendre les relations entre la Les recherches visant à comprendre les relations entre la composition des paysages, leur évolution, et la biodiversité des composition des paysages, leur évolution, et la biodiversité des agroécosystèmes nécessitent de disposer d’une cartographie précise agroécosystèmes nécessitent de disposer d’une cartographie précise de ces éléments : mesures agro-environementales, descriptif des de ces éléments : mesures agro-environementales, descriptif des « éléments topographiques », lien avec les réglementations, les « éléments topographiques », lien avec les réglementations, les politiques publiques, etcpolitiques publiques, etc

Défi pour la recherche en télédétection: extraction des éléments Défi pour la recherche en télédétection: extraction des éléments arborés hors forêtarborés hors forêt

Des outils privilégiés des enjeux environnementaux : Le Système d’Information Géographique, l’analyse

d’image et la télédétection GEOMATIQUE

Photographies aériennes, images satellites, résultats de classifications par télédétection

Réseau hydrographique, talwegs Couche « arbres hors forêt » (haie

champêtre et arbres isolés) Couche « bandes enherbées » (jachères) Topographie (décamétrique, métrique,

submétrique): Modèles numériques de terrain : MNT et MNE, géomorphologie, (utilisation des GPS différentiels)

Localisation des ruchers (problématique « abeille »)

Pédologie, assolement agricole, cadastre, type de culture, etc.

Autres : cartes des ressources mellifères, spatialisation des perceptions de par la profession agricole et des population rurales (enquêtes sociologiques), pratiques agricoles, divers relevés de terrain, données IGN, etc.

GEODE, déjà en 1992 à la main! Exemple de cartes de ressources mellifères

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Quelles données?Nécessité de travailler sur des images très haute Nécessité de travailler sur des images très haute résolution (précision métrique à submétrique (2 – 0,2 résolution (précision métrique à submétrique (2 – 0,2 mètres) : photographies aériennes, images satellites mètres) : photographies aériennes, images satellites

Images multispectrales Images multispectrales avec composante dans avec composante dans le proche infrarouge le proche infrarouge pour « segmenter » pour « segmenter » (discriminer) le végétal(discriminer) le végétal!!

Méthodes explorées: un panel de méthodes automatiques, semi-automatiques … et manuels!

Classification classique dite supervisée : le maximum de Classification classique dite supervisée : le maximum de vraisemblance, séparateurs à vastes marges, etcvraisemblance, séparateurs à vastes marges, etc

Classification « objet » plus adaptée aux données hautes résolution. Classification « objet » plus adaptée aux données hautes résolution. La classification pourra ainsi exploiter non seulement l’information La classification pourra ainsi exploiter non seulement l’information radiométrique des segments (agrégats de pixels formant les objets) radiométrique des segments (agrégats de pixels formant les objets) mais aussi leurs caractéristiques spatiales et contextuellesmais aussi leurs caractéristiques spatiales et contextuelles

Classification par morphologie mathématique (extraction selon des Classification par morphologie mathématique (extraction selon des critères de taille et de structure)critères de taille et de structure)

Difficultés: fausse extraction, confusion entre cultures/ arbres/ bandes Difficultés: fausse extraction, confusion entre cultures/ arbres/ bandes enherbées selon les essences (radiométrie proche)enherbées selon les essences (radiométrie proche)

Nécessité de visite de terrain pour calibrer les modèles d’extraction et Nécessité de visite de terrain pour calibrer les modèles d’extraction et remplir la table attributaire avant mise sous Système d’Information remplir la table attributaire avant mise sous Système d’Information Géographique (SIG)Géographique (SIG)

Limites: s’applique bien souvent qu’à une typologie de structure Limites: s’applique bien souvent qu’à une typologie de structure arborée, de paysage… impossible d’appliquer une seule méthode à un arborée, de paysage… impossible d’appliquer une seule méthode à un grand territoiregrand territoire

Exemple d’une extraction de la couche arbre par morphologie mathématique à partir d’une images SPOT 5 panchromatique

(Niveaux de gris) de résolution 2,5m/pixels

Sujet d’actualité scientifique! : Thèse informatique à l’IGN de Corina Iovan, soutenue en novembre 2009 ! : Détection et caractérisation de

la végétation en milieu urbain à partir d’images aériennes haute résolution

http://recherche.ign.fr/doc/resume_these_ci.pdf

« Couche arbre » géoréférencée et …

InInddeexx

EspèceEspèce Nom Nom sci.sci.

Hauteur Hauteur (m)(m)

Volume Volume arboré arboré (m(m33))

Etat de Etat de santé (1-santé (1-5)5)

Mellifère Mellifère (1-3)(1-3)

Type Type de solde sol

(1-20)(1-20)

Mesure env. Mesure env. particulièresparticulières

11 ChataigChataigniernier

CastaCastanea nea sativasativa

1515 1212 44 33

22 Murier Murier blancblanc

…… 88 7,67,6 ……

33 ……

… table attributaire pour chaque objet (arbre) dans le SIG

…

Liens vers d’autre tables et bases de données pour effectuer des

croisements et générer des cartes représentant les enjeux!

…

Utiliser aussi les données existantes (AP32)

Toujours plus complexe : volume arboré des haies champêtres…

Des difficultés: de quoi parle-t-on exactement ? Estimation peu précise même Des difficultés: de quoi parle-t-on exactement ? Estimation peu précise même sur le terrain mais possible par télémétrie. Pour quels enjeux ? Quantification de sur le terrain mais possible par télémétrie. Pour quels enjeux ? Quantification de la ressources mellifère pour l’apiculture? Autre? la ressources mellifère pour l’apiculture? Autre? vos idées! vos idées!

Attention à taille des données…Attention à taille des données…

Approches possibles par l’utilisation (en haute résolution…) des Approches possibles par l’utilisation (en haute résolution…) des modèles numériques de terrain et d’élévation (MNT et MNE) modèles numériques de terrain et d’élévation (MNT et MNE) Digital Elevation Model (DEM) et Digital Terrain Model (DTM)Digital Elevation Model (DEM) et Digital Terrain Model (DTM)

MNE / MNTMNT (Modèle Numérique de terrain) pour le relief, et par les MNE

(Modèle Numérique d’élévation) pour les bâtiments ou le sur-sol en général : c’est à dire la COMPOSANTE ARBOREE, pourvu que la résolution en altitude soit suffisante.

Exemple d’un profil topographique le long d’une ligne (mètres)

Altitude (mètres)

Bâtiments (village)

Bosquet

Haie vue par la tranche

Forêt

Estimation du volume arborée par la soustraction Estimation du volume arborée par la soustraction des deux modèles aux mêmes échellesdes deux modèles aux mêmes échelles

150,0

100,0

0 1000

Acquisition des couples stéréoscopiques pour la création d’un MNE

Valable pour photographies aériennes et satellitaires

Quand ?

CESBIO en collaboration avec DYNAFOR et GEODE

Proposition de stage « Extraction des haies, fragments boisés et bandes enherbées dans des paysages agroforestiers du Gers» localisé au CESBIO

En particulier pour des étudiants de la Licence pro GGAT Auch (avril, mai et juin 2010)

Merci de votre attention!Merci de votre attention!