Des images satellites permettent de quantifier les arbres d’Afrique de l’ouest

Photo d'illustration ©Bory67 de Pixabay

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Dans un article paru dans Nature, des chercheurs rapportent leur analyse d’une base de données d’images satellites de haute résolution couvrant plus de 1,3 million de kilomètres carrés des régions du Sahara occidental et du Sahel en Afrique de l’ouest. Les auteurs ont cartographié l’emplacement et la taille de plus de 1,8 milliard d’arbres.

La revue scientifique Nature a publié les recherches de Brandt et al., analysant une énorme base de données d’images satellites de haute résolution couvrant plus de 1,3 million de kilomètres carrés du Sahara occidental au Sahel en Afrique de l’ouest. Grâce à ces images, les auteurs ont pu cartographier l’emplacement et la taille de plus de 1,8 milliard d’arbres, une défi encore jamais relevé auparavant avec autant de précision et sur une si grande surface. La résolution spatiale de la plupart des données satellitaires est habituellement plus grossière. Les pixels individuels des images correspondent en général à des zones au sol de plus de 100 m2 minimum et sont souvent de plus d’1 km2.

Cette limite imposée par la technologie a forcé les chercheurs dans le domaine à se concentrer sur la mesure des propriétés globales telles que la proportion de paysage recouvert par les canopées. Au cours des deux dernières décennies, plusieurs satellites commerciaux ont commencé à collecter des données à une résolution spatiale plus élevée, capables d’analyser des objets au sol mesurant moins d’un mètre carré.

Brandt et al. ont analysé plus de 11 000 images à une résolution spatiale de 0,5 m pour identifier des arbres et arbustes individuellement, dont le diamètre de la canopée est de 2 mètres ou plus. Ce travail a pu être réalisé grâce à une technique d’intelligence artificielle appelée « réseau neuronal convolutif ». Ce réseau de neurones artificiels permet de reconnaître des objets – ici la canopée – sur la base de leurs formes et couleurs reconnues par des images à plus grande échelle.

L’étude réalisée par Brandt et al. a permis de comprendre que d’autres analyses avaient tendances à sous-estimer le nombre d’arbres dans les régions les plus sèches (zones avec des précipitations annuelles de moins de 600 millimètres). L’amélioration apportée par les dernières recherches publiées dans Nature est notamment visible dans le niveau de détail beaucoup plus élevé qu’elle donne pour les régions les plus humides (zones où les précipitations annuelles sont supérieures à 600 mm). Elles montrent une variabilité spatiale locale des arbres, probablement associée à des types de sol contrastés de par la disponibilité en eau, l’utilisation des terres et à l’historique de cette utilisation.

Les travaux réalisés par Brandt et ses collègues sont toutefois soumis à certaines limites, notamment celle de la résolution de l’imagerie spatiale qui diminue considérablement lorsqu’il s’agit d’identifier des canopées dont le diamètre est inférieur à 2 mètres. Se pose aussi la question du travail requis pour proposer des données à l’échelle mondiale, sachant que pour la zone du Sahara occidental au Sahel, Brandt et son équipe ont numérisé manuellement plus de 90 000 points de formation.

En attendant d’autres évolutions, les données à haute résolution obtenues par satellite sur la taille et la densité de la couverture forestière pourraient contribuer à l’inventaire et à la gestion des forêts et des zones boisées, à la surveillance de la déforestation et à l’évaluation du carbone séquestré dans la biomasse, du bois d’œuvre, du bois de chauffage et les cultures arboricoles. La possibilité de cartographier la taille et l’emplacement de la canopée des arbres à l’aide de ces données satellitaires complétera les informations disponibles grâce à d’autres instruments qui fournissent des données sur la hauteur des arbres, les profils verticaux de la canopée et la biomasse de bois au-dessus du sol.

Lire l’article publié dans Nature