Dynamique de la couverture forestière 

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Généralités sur la télédétection :

Définition :

La télédétection est l’ensemble des connaissances et techniques utilisées pour déterminer des caractéristiques physiques et biologiques d’objets par des mesures effectuées à distance, sans aucun contact matériel avec ceux-ci. [1]
En général, la télédétection est un moyen pour observer la Terre, sa surface terrestre, ses océans, son atmosphère et sa dynamique depuis l’espace. [10]
Elle est très efficace pour la gestion des forêts car elle permet de connaître les surfaces forestières et les peuplements, disposer de plans actualisés de gestion forestière, estimer les dégâts d’intempéries (incendies, tempêtes, ouragans), aménager et surveiller les sites protégés. [10], [11].

Principes de la télédétection:

Ce type de méthode d’acquisition utilise normalement la mesure des rayonnements électromagnétiques émis ou réfléchis des objets étudiés dans un certain domaine de fréquences (infrarouge, visible, micro-ondes). Ceci est rendu possible par le fait que les objets étudiés (plantes, maisons, surfaces d’eau ou masses d’air) émettent ou réfléchissent un rayonnement à différentes longueurs d’onde et intensités selon leur état. Certains instruments de télédétection utilisent des ondes sonores de façon similaire, et d’autres mesurent des variations dans des champs magnétiques ou gravitaires. [13]
La source d’énergie est l’élément qui « éclaire » la cible en émettant une onde électromagnétique (flux de photons).
La cible est une portion de la surface terrestre observée par le vecteur.
Le vecteur – ou plate-forme de télédétection – mesure l’énergie solaire (rayonnement électromagnétique) réfléchie par la cible. Cela peut être un satellite, un avion, un drone, un hélicoptère, ou même un simple cerf-volant. [2] (cf. figure 1)
Il y’a deux types de télédétection :
Passive : le vecteur ne fait que capter le rayonnement réfléchi existant.
Active : le vecteur émet une onde vers la cible et en mesure l’écho (exemple : le radar).

Processus de la télédétection :

Le processus de la télédétection au moyen de systèmes imageurs comporte les sept étapes que nous élaborons ci-après. [2] ( cf. figure 2)
1. Source d’énergie ou d’illumination :
À l’origine de tout processus de télédétection se trouve nécessairement une source d’énergie pour illuminer la cible.
2. Rayonnement et atmosphère :
Durant son parcours entre la source d’énergie et la cible, le rayonnement interagit avec l’atmosphère. Une seconde interaction se produit lors du trajet entre la cible et le capteur.
3. Interaction avec la cible :
Une fois parvenue à la cible, l’énergie interagit avec la surface de celle-ci. La nature de cette interaction dépend des caractéristiques du rayonnement et des propriétés de la surface.
4. Enregistrement de l’énergie par le capteur :
Une fois l’énergie diffusée ou émise par la cible, elle doit être captée à distance (par un capteur qui n’est pas en contact avec la cible) pour être enfin enregistrée.
5. Transmission, réception et traitement :
L’énergie enregistrée par le capteur est transmise, souvent par des moyens électroniques, à une station de réception où l’information est transformée en images (numériques ou photographiques).
6. Interprétation et analyse :
Une interprétation visuelle et/ou numérique de l’image traitée est ensuite nécessaire pour extraire l’information que l’on désire obtenir de la cible.
7. Application :
La dernière étape du processus consiste à utiliser l’information extraite de l’image pour mieux comprendre la cible, pour nous en faire découvrir de nouveaux aspects ou pour aider à résoudre un problème particulier.
Figure 2: Processus de la te le de tection[1]

La télédétection comme outil d’analyse du paysage :

L’utilisation de la télédétection pour l’analyse des caractéristiques environnementales, culturelles et la gestion des ressources naturelles est bien connue. La télédétection a ajouté une dimension supplémentaire à l’étude du paysage. Trois grands avantages sont offerts par la télédétection : l’influence de l’observateur est évitée à cause de la grande distance qui sépare le capteur et l’objet; des mesures à grande échelle (régionale ou globale) peuvent être effectuées et de façon répétée ; et une grande variété de données peuvent être obtenue grâce à la grande gamme de bandes spectrales et de capteurs. [3], [5]
Ainsi, la télédétection permet d’approcher le paysage à différentes échelles. Elle prend en compte la dimension spatiale dans des régions où l’accessibilité et le manque d’informations géographiques entraînent des difficultés à généraliser des observations réalisées au sol.
En effet, les données satellitaires sont des sources importantes de description et de différenciation spatiales des phénomènes survenant à la surface de la Terre. Ces observations répétées dans le temps permettent en outre l’évaluation des dynamiques d’occupation des terres et la mise en évidence de processus spatiaux et temporels.

Occupation du sol :

La forêt:

Une forêt ou un massif forestier est une étendue boisée, relativement grande, constituée d’un ou plusieurs peuplements d’arbres et d’espèces associées [12].
Cette étude ne prend pas en compte les différents types de forêt, elle distingue tout simplement les zones forestières des zones non boisées. Ainsi, l’espace forestière sera mise en œuvre à partir de la classification d’une image satellitaire.

La savane:

Une savane est une étendue herbeuse et parfois parsemée d’arbres et de buissons.
Quand il fait très chaud elle jaunit, et reverdit lors de la saison des pluies. Les savanes sont couvertes de hautes herbes, avec ou non de plantes plus grandes, d’arbres et d’arbustes. [13] On peut les répartir en quatre grands types :
– La savane herbeuse : il n’y pousse que des hautes herbes, sans aucun arbre ni arbuste ;
– La savane arbustive : elle est dominée par de courtes herbes et de petites plantes, et parsemée de petits arbustes.
– La savane arborée : elle est piquée d’arbustes et d’arbres mesurant moins de 8 mètres ;
_ La savane boisée : elle est caractérisée par la présence d’arbres plus nombreux et plus hauts.

Le plan d’eau :

Un plan d’eau est une masse d’eau, plus ou moins permanente, douce, salée ou saumâtre, généralement caractérisée par des courants qui ne suivent pas la pente du fond et une stratification thermique de la densité. [14]
Parmi les plans d’eau se trouvent par exemple :
– les mers,
– les fleuves,
– les lacs, dont de barrages, qui sont des lacs-réservoirs artificiels,
– les étangs,
– les mares,
– les bassins.

Méthodes de la classification et cartographie de la couverture du sol :

Selon Desclée, la méthodologie de la cartographie de l’occupation du sol comprend les quatre étapes décrites dans cette section: le prétraitement des données, l’interprétation visuelle, la classification, et l’évaluation de la classification [4], [6]. La méthode proposée ici pour la déforestation inclut trois étapes importantes à savoir la segmentation multi-temporelle et la signature des objets compilés, puis la classification de forêt et non forêt et enfin la détection du changement de la couverture forestière à partir de la différence de superficie.

Méthode de classification de la couverture forestière :

Une étude a été menée sur la déforestation en Afrique centrale ayant pour objectif de démontrer l’efficacité des techniques développées dans le contrôle de la déforestation à l’aide d’images Landsat TM de 1990 et Landsat ETM de 2000, d’environ 30 m de résolution. Pour analyser ces zones forestières, les chercheurs ont principalement utilisés les bandes TM 3, 4 et 5, qui correspondent respectivement, aux bandes de rouge, de proche infrarouge et de moyen infrarouge. Afin d’estimer cette déforestation, de la manière la plus correcte possible, ils ont utilisé une classification multi-dates de données basée sur les changements temporels d’objets. [5], [7]

Présentation du projet MRPA

Contexte :

Le système national des Aires Protégées (AP) de Madagascar a été établi en 2003 et couvre essentiellement les AP de catégorie I, II et IV. Avec la vision Durban, de nouvelles AP de catégories V et VI se mettent en place progressivement pour atteindre les six millions d’hectares couvrant 10% du territoire selon les directives de l’UICN et pour laquelle la grande île s’est engagée. Les catégories V et VI regroupent les aires protégées de ressources naturelles gérées (Managed Resources Protected Areas). [8], [15]
Les MRPA sont largement perçues comme une solution efficace pour assurer la représentation et la conservation de la biodiversité, tout en contribuant simultanément, à la réduction de la pauvreté et à la croissance économique sur la base de l’utilisation des ressources naturelles. Dans le futur, elles doivent être en mesure de lever ou du moins réduire la dépendance à l’appui financier des bailleurs de fonds. [8]
La finalité du projet est ainsi la contribution à un système national efficace et durable des AP, par l’addition de MRPA, qui assurent une représentation et une conservation efficaces de l’exceptionnelle biodiversité de Madagascar au niveau mondial, tout en menant, simultanément, une croissance économique soutenue favorable aux pauvres. Cinq nouvelles aires protégées couvrant 1.527.151ha constituent les sites du projet : Menabe Antimena, Complexe Mahavavy Kinkony, Ampasindava Galoka, Corridor Marojejy Tsaratanana et Loky Manambato. [8], [15]

But du projet :

Contribuer à l’efficacité et la durabilité du système national d’Aires Protégées par l’établissement de nouvelles Aires Protégées de Ressources Naturelles Gérées qui assurent la représentation et la conservation de la biodiversité exceptionnelle mondialement reconnue de Madagascar tout en assurant la croissance économique pour les défavorisés. [16]

Objectif du projet:

Etendre le Système des Aires Protégées de Madagascar en développant un sous réseau d’aires protégées de ressources naturelles gérées dans les paysages écologiques sous représentés, dans le cadre de la gestion conjointe du gouvernement local et des communautés, et l’intégrer dans les cadres régionaux de développement. [17]

Résultats escomptés:

•De nouvelles AP sont créées dans le cadre des catégories V et VI de l’UICN comme fondation d’un sous réseau fonctionnel et efficace d’Aires Protégées de Ressources Naturelles Gérées, sur la base d’une vision et de principes de gestion commune.
•La capacité institutionnelle des groupes de parties prenantes fournit un cadre favorable de gouvernance décentralisée des MRPA assurant la conservation de la biodiversité et la croissance économique durable basée sur les ressources naturelles.
•La pérennité financière des MRPA est renforcée au moyen de partenariats innovants et de mobilisation du financement public. [18]

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE 
Chapitre 1 : GENERALITES 
I. La géomatique :
II. Généralités sur la télédétection :
III. Occupation du sol
IV. Présentation du projet MRPA
Chapitre 2 : SITE D’ETUDE 
I. Présentation de la zone d’étude
II. Situation de référence socio-économique de la zone d’étude
III. Facteur favorisant la déforestation du site
Chapitre 3 : Dynamique de la couverture forestière 
I. Présentation des données et des moyens techniques utilisés
II. Méthodes de traitement d’image
III. TRAITEMENT DES IMAGES
IV. Interprétation des résultats:
Chapitre 4: CAUSES DE DEFORESTATION 
I. Le bois utilisé exclusivement par la moitié des ménages pour construire leurs habitats
II. La forêt comme lieu de production agricole
III. La forêt comme lieu de pâturage et parcage du cheptel bovin
IV. Collecte de miel
V. Collecte de « bilahy »
VI. Collecte de bois de chauffe
VII. Culture de Cannabis
Chapitre 5 : MODELISATION DE LA DEFORESTATION 
I. Définition :
II. Méthodes et données nécessaires pour la création du modèle
III. Interprétation des résultats
CONCLUSION GENERALE 
BILIOGRAPHIE ET WEBOGRAPHIE
I. Références bibliographiques
II. Webographie :
ANNEXES
Annexe 1 : Extrait des données de référence
Annexe 2 : Classification supervisé des quatre images couvrant la zone
Annexe 3 : Extrait de la matrice de confusion (logiciel ENVI 4.5)
Annexe 4 : Mosaiquage des images
Annexe 5: Montage des données en une image
Annexe 6: Appel des paramètres à intégrer dans le modèle (logiciel R)
Annexe 7: Extrait du script pour la création du modèle
Annexe 8: Les sites du projet MRPA
TABLE DES MATIERES
RESUME

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