Zones humides

Id du groupe: zones-humides

Apport de la télédétection pour la cartographie, la gestion et la préservation des zones humides

S. RAPINEL, Chercheur Post-Doctorant – UMR LETG propos recueillis par T. HOUET, mai 2017

Sur quelle thématique travaillez-vous?

Je travaille sur la spatialisation des fonctions des zones humides. Les zones humides jouent un rôle dans l’écrêtage des crues, le soutien aux étiages, la dénitrification ou la préservation de la biodiversité. Or ces fonctions sont difficiles à spatialiser et caractériser en raison de la forte dynamique spatio-temporelle de ces milieux. Les données de télédétection à haute résolution spatiale et temporelle sont indispensables pour cartographier ces fonctionnalités. En effet, le suivi fin de ces dynamiques à différentes échelles de temps (intra / inter annuelles), la richesse spectrale et spatiale, ainsi que les apports respectifs des diverses sources de données (optiques, radar, lidar) sont nécessaires pour y parvenir. 

Quel objectif cherchez-vous à atteindre?

Mes recherches visent à comprendre l’impact des actions anthropiques (pratiques agricoles, gestion des niveaux d’eau, artificialisation du paysage) sur les fonctions des zones humides, et inversement, aider à la gestion de ces milieux par la production de cartographies diagnostiques des fonctionnalités de ces milieux.

Exemple de cartographie des fonctionnalités des marais de Sougeal (35) réalisées à partir de données de télédétection multi-sources (optiques, radar et lidar) (Rapinel et al. 2016) 

Sur quel site d'étude travaillez-vous ? 

Le site d’étude est situé sur le secteur de Pleine-Fougères qui comprend plusieurs zones humides patrimoniales labellisée NATURA 2000 et RAMSAR. Ces marais occupent le fond de la vallée du Couesnon et sont principalement couverts par des prairies destinées au pâturage extensif ou à la fauche. Par ailleurs, une dissymétrie peut être notée de part et d’autre du Couesnon entre les marais bretons (rive gauche) avec un paysage ouvert et les marais normands (rive droite) avec un paysage plus fermé et bocager. 

Quelles sont les particularités / enjeux de gestion liés à ce sites?

Les enjeux de ces marais patrimoniaux sont principalement liés au maintien de la biodiversité, avec l’accueil des oiseaux migrateurs, la mise en place d’une frayère à brochet et la protection d’espèces végétales remarquables. Les gestionnaires de ces marais disposent de deux leviers pour préserver la biodiversité: la gestion pastorale et la gestion des niveaux d'eau. Cependant, les impacts de ces gestions sur la biodiversité sont encore difficilement quantifiables dans le temps et l'espace.

Quelles données de télédétection utilisez-vous ? 

Je travaille principalement avec des séries temporelles de données de télédétection à très haute résolution spatiale optiques (Pléiades, SPOT 6) et RADAR (TerraSAR-X, Radarsat-2). Ces séries temporelles permettent de suivre la phénologie de la végétation, les secteurs inondées mais aussi de caractériser la composition floristique des différents habitats naturels. Conjointement aux données satellitaires, j'évalue l’apport des données aéroportées de type LiDAR pour la caractérisation de la micro-topographie (± 10 cm) et la modélisation des flux d'eau superficiels qui contribuent aux différentes fonctionnalités des zones humides.

Quelles données de terrain récoltez-vous et pour quoi faire ? 

Afin de calibrer et valider les traitements opérés sur les données de télédétection, des données terrain sont récoltées de façon continue grâce aux dispositifs de mesures mis en place par la Zone Atelier (données piézométriques et climatiques), mais aussi de façon ponctuelle en collaboration avec les écologues (relevés de végétation). Par exemple, nous caractérisons la végétation selon sa composition floristique, sa biomasse ou sa teneur en carbone. Une fois géoréférencées, ces données terrain sont comparées aux valeurs spectrales des données de télédétection pour produire des cartes d'associations végétales ou de production primaire. 

En quoi Kalideos Bretagne constitue une opportunité pour vos travaux ?

Le programme Kalideos Bretagne est intéressant pour mes recherches sur les zones humides pour plusieurs raisons: 

  1. des données de télédétection sont acquises de façon prioritaires  ce qui garantie un plus grand choix d'images, notamment vis à vis des événements hydrologiques ; 
  2. ce programme permet un suivi des zones humides par images à très haute résolution spatiale (jusqu’à 50cm de résolution) sur le long terme (entre 5 et 10 ans), ce qui sera précieux pour évaluer l'impact des modes de gestion sur la biodiversité ; 
  3. les données de télédétection sont distribuées gratuitement et surtout avec un niveau de prétraitement avancé qui permet un usage immédiat dans mes travaux de recherche.

Enfin, j’espère pouvoir contribuer à KALIDEOS en fournissant une approche méthodologique générique de caractérisation des fonctionnalités des zones humides sur la base d’images de télédétection. Les études déjà réalisées sur d’autres zones humides ont montré des résultats prometteurs.

 

Pour en savoir plus…

Rapinel S., Hubert-Moy L., Clément B., Maltby E. (2016) Mapping wetland functions using Earth observation data and multi-criteria analysis, Environmental Monitoring and Assessment, November 2016, 188:641  doi:10.1007/s10661-016-5644-1 

Rapinel S., Bouzillé JB., Oswald J., Bonis A. (2016) Use of bi-Seasonal Landsat-8 Imagery for Mapping Marshland Plant Community Combinations at the Regional Scale, Wetlands 35(6):1043-1054  doi:10.1007/s13157-015-0693-8

 

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