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Evolution des écosystèmes de la région de St Martin de Londres (Hérault),
par télédétection et Système d’Information Géographique.

 

    I    Objectifs du projet européen DeMon

Depuis le milieu des années 80, la communauté européenne a cherché à répondre à la menace de la progression de la
désertification dans les régions méditerranéennes. Elle a entrepris des programmes majeurs en recherche fondamentale et
appliquée (EPOCH, 1989-1992 ; ENVIRONNEMENT, 1991-1994). Ces programmes intègrent notamment des
projets multidisciplinaires destinés à la compréhension des processus de dégradation qui résultent de la mauvaise gestion
des sols et des ressources en eau, de la sécheresse progressant sous l’effet des changements climatiques. Il apparaît donc
évident que la dégradation dans ce contexte a besoin d’être traité à différentes échelles significatives et avec des
indicateurs appropriés afin d’analyser ses conséquences et de définir des stratégies de maîtrise du phénomène
particulièrement dans le bassin méditerranéen.

Dans sa requête pour les mesures à définir lors de la conférence des Nations Unies sur l’environnement et le
développement en 1992, le parlement des états membres concernés demandait explicitement la préparation à un
programme pour l’acquisition des données, le traitement des informations et l’observation systématique des régions
vulnérables à la désertification et à la sécheresse. Aujourd’hui, l’inventaire environnemental et la surveillance continue à
l’échelle régionale forment la base pour la mise en œuvre de plans de gestion des ressources des sols méditerranéens.
C’est dans cette perspective qu’ont été conçus les projets DeMon et DeMon-2 (Desertification Monitoring).

Le projet DeMon-2 est un projet financé par la Commission européenne (DG XII) pour une durée de 3 ans (1995-1998) qui vise à démontrer la possibilité de suivi par télédétection spatiale des processus de désertification dans le bassin
méditerranéen. Cette démonstration concerne l’analyse comparative de l’évolution durant les 20 dernières années de
plusieurs sites méditerranéens (Grèce, Espagne, Italie, France, Tunisie) à partir des données de télédétection à haute
résolution spatiale (Landsat-MSS et Landsat-TM) et de données à basse résolution spatiale (NOAA-AVHRR). Les
cartes thématiques dérivées sont relatives aux états de surface des sols, au pourcentage de recouvrement du sol par la
végétation verte, et à divers indices de sensibilité à la dégradation. L’un des résultats les plus important dans ce projet est
d’identifier les indicateurs des processus de dégradation dans le bassin méditerranéen. Les plates-formes de télédétection
(spatiale et aéroportée) et les systèmes de télédétection utilisés (Landsat-TM, MSS / NOAA-AVHRR / AVIRIS /
DAIS) doivent permettre une mesure et un suivi de ces facteurs. A terme, le projet DeMon devra permettre la mise en
place d’un observatoire de l’environnement pour l’ensemble du Bassin Méditerranéen.
 

    II    Etude des écosystèmes de la région de St Martin de Londres au sein du projet DeMon

 Le Languedoc est une région caractéristique des écosystèmes méditerranéens et notamment des processus d’évolution
spontanée de ceux-ci. Mis à part les impacts environnementaux, dus aux développements urbain et agricole et aux feux
occasionnels, la région du Languedoc est une zone d’étude idéale pour le suivi de l’évolution des sols et de la couverture
végétale, résultat d’une diminution de la pression humaine. Elle peut servir de référence en vue de la comparaison avec
d’autres zones subissant des perturbations plus marquées.

La région du Languedoc a donc été retenue comme zone privilégiée de cartographie végétale, en raison de la
connaissance des écosystèmes, mais aussi pour les nombreuses données cartographiques disponibles depuis 1946. A
partir de l’analyse rétrospective de 9 scènes Landsat-TM, il sera possible d’une part d’évaluer les méthodes et techniques de levées utilisées et d’autre part de simuler l’évolution future des écosystèmes méditerranéens, du moins de la région du
Languedoc, par intégration des données dans un Système d’Information Géographique. Des sites expérimentaux choisis
dans la région du Languedoc ont permis de fixer les bases des traitements des données et permettent d’évaluer les
résultats de cartographie des écosystèmes et des sols par télédétection, en référence à l’ensemble des données
disponibles.

Même si la perspective d’un tel projet est de quantifier par télédétection les changements de la végétation naturelle de St
Martin de Londres, les résultats doivent néanmoins permettre de montrer la pertinence des systèmes de télédétection à
évaluer les degrés de densification ou de dégradation de la végétation, notamment en réponse aux incendies et aux coupes des bois.

    III     Etapes d’analyse

En introduction, il convient de comprendre les processus de désertification en terme de dégradation des sols et des
écosystèmes selon une approche environnementale. La définition des différents paramètres permettant d’évaluer les
phénomènes de dégradation est sans doute à la base du choix des systèmes de télédétection retenus pour le projet
européen DeMon. Ces systèmes d’évaluation à distance ont permis et permettront à la fois un suivi environnemental et la
création de modèles d’érosion et d’évapotranspiration à l’échelle locale et régionale du bassin méditerranéen.

Préalablement à toute exploitation des données à notre disposition, une connaissance appropriée des sites est requise.
Compte tenu de la complexité des signatures des objets au sol, une recherche des caractéristiques végétales, géologiques
et des formations superficielles est donc indispensable. D’une part cette recherche est nécessaire à l’étalonnage des
systèmes de télédétection et à la correction des données à référence spatiale, d’autre part, elle permet de comprendre les
réponses des capteurs et de proposer des méthodes de classification (base de données spectrales).

En parallèle à cette première étape, des notions constituant la base de la cartographie des sols et de la végétation par
télédétection doivent être maîtrisées. Ce sont les notions de classes de couverture végétale et d’indices spécifiques de
végétation. Chacune d’elles est issue de la recherche de méthodes empiriques pour caractériser les sols et la végétation.
Les classes de couverture végétale regroupent les concepts de structure et de composition végétale. C'est concepts sont
plus adaptés à la photo-interprétation sur produits issus de la télédétection aéroportée. Les indices spécifiques de
végétation sont des fonctions mathématiques incluant les bandes spectrales pour lesquelles la réponse de la végétation
caractérise le mieux l’activité chlorophyllienne ou le recouvrement végétal. Ces indices sont actuellement utilisés en
télédétection spatiale.

Afin de réaliser une cartographie végétale sur image Landsat-TM, deux approches sont possibles pour la classification
thématique : l’approche empirique qui consiste à estimer le taux de recouvrement végétal à partir d’indices spécifiques de
végétation et l’approche physique qui permet de classer les pixels suivant des méthodes semi-automatiques ou
automatiques.

Disposant de données cartographiques précédant et suivant chronologiquement les neuf scènes Landsat-TM de 1984 à
1996, une base de travail intéressante consiste à évaluer efficacement les méthodes de classification sur les scènes dont
les dates d’acquisition se rapprochent le plus de celles des données disponibles. De fait, un type de classification pourra
alors être appliqué à l’ensemble des scènes afin de quantifier l’évolution des écosystèmes de la région de St Martin de
Londres. C’est donc à partir d’un travail sur carte " Debussche et Hétier " des principales formations ligneuses de 1979 et sur image Landsat-TM 1984 qu’il a été possible de proposer une classification parmi les différentes méthodes
expérimentées. Néanmoins, l’application de cette méthode de classification à toutes les scènes Landsat-TM ne sera
vraiment pertinente que si cette méthode fait l’objet d’une autre évaluation. Dans cette optique, les photographies
aériennes IGN de 1996, la carte " Debussche et Hétier " des espèces végétales de 1979 et l’image Landsat-TM de 1996 a permis de justifier le choix de la méthode de classification retenue pour l’ensemble des scènes Landsat-TM.

Une étape supplémentaire indispensable pour valider définitivement l’ensemble des méthodes de classification a été
retenue. Elle s’articule autour :

     - de la comparaison des produits de classification avec un produit considéré comme " vérité terrain " (Evaluation des
     degrés de corrélation entre les produits de classification sur image Landsat-TM de 1984 et la carte numérisée des
     formations végétales de 1979) ;

     - des résultats issus de la photo-interprétation et d’une campagne de terrain (méthode utilisée pour l’évaluation
     définitive des produits de classification sur image Landsat-TM de 1996).

L’analyse de l’évolution du couvert végétal de 1984 à 1996 à partir de la méthode de classification retenue (par indice
NDVI) a donc permis d’extraire des résultats relatifs à l’évolution de la couverture végétale et des sols de la région de St
Martin de Londres.

     IV    Résultats et perspectives du projet DeMon au sein de l’Union Européenne

 L’estimation des superficies des différents types de couverture végétale sur une période de 12 années a permis de
constater que globalement, la végétation tendait à se densifier puis à se stabiliser en superficie, dans la région de St Martin de Londres. D’autre part, la cartographie végétale par télédétection a révélé des zones touchées soit par les coupes de
bois, soit par les incendies.

Ainsi, la cartographie à l’échelle locale et régionale ne constitue plus seulement un besoin pour avoir une meilleure
compréhension des phénomènes mais aussi une importante initiative pour la réalisation de plans de développement
durable en région méditerranéenne. C’est dans cette perspective du projet DeMon, que la région de St Martin de
Londres (site de référence) a fait l’objet d’une modélisation des sols et des écosystèmes pour les études à venir dans le
bassin méditerranéen.

Les systèmes de télédétection sont donc des instruments indispensables pour contribuer à pallier les manques de levés à
l’échelle des temps et à l’échelle régionale. La télédétection aéroportée ou spatiale est un moyen efficace de suivi de
l’environnement même si elle ne constitue pas en elle-même une solution aux problèmes complexes de désertification. Ces systèmes de télédétection deviennent de plus en plus opérationnels, ce qui est un avantage compte tenu de l’énorme
variété des types de végétation et de sol dans le bassin méditerranéen.