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Détection automatisée des changements de forêt

Détection automatisée des changements de forêt


Utiliser deux temps différents d'images aux mêmes endroits. Puis-je développer une détection automatisée des changements pour la zone forestière ?

Quels/quels sont les logiciels adaptés à utiliser ?


Erdas Imagine dispose d'un module complémentaire appelé DeltaCue qui est conçu pour ce type d'analyse. Certains des points saillants comprennent :

  1. Algorithmes de détection de changement multiples : Magnitude, TC, Couleur primaire, Bande unique, Pente de bande.
  2. Seuil automatique de changement de pourcentage.
  3. Filtrage des changements en fonction de la classe spectrale, du type de matériau, de la zone de changement et de la forme du changement.
  4. Prétraitement automatique : recadrage des images et correction radiométrique.

Il existe également une variété de vidéos sur le sujet : vidéo 1 (français), vidéo 2.


Dans mon entreprise, nous utilisons Definiens Developer http://developer.definiens.com/ pour vérifier les changements dans le temps, c'est-à-dire les terres ouvertes, les pertes de bois (abattages illégaux, coups de vent, etc.), les nouvelles plantations… Ce logiciel est également utilisé en oncologie alors ne soyez pas surpris. Veuillez le vérifier peut-être que vous le trouverez utile.


Vous citez ArcGIS et Erdas. N'importe lequel de ces logiciels pourrait aider, mais je préférerais utiliser Erdas plutôt qu'ArcGIS pour les applications de télédétection (et si vous souhaitez utiliser ArcGIS, vous avez besoin de l'extension d'analyste spatial).

Pour les autres logiciels, vous devriez considérer QGIS, avec GRASS ou OTB (gratuit et open source) ainsi que ENVI ou Definiens.


Détection automatisée des changements forestiers - Systèmes d'information géographique

Cette étude vise à améliorer la fiabilité de la détection automatique des changements forestiers. La détection des changements forestiers est d'une importance vitale pour comprendre la couverture terrestre mondiale ainsi que le cycle du carbone. La télédétection et l'apprentissage automatique ont été largement adoptés pour de telles études avec des degrés de succès croissants. Cependant, les études mondiales contemporaines souffrent toujours de problèmes de précision et de robustesse inférieurs à satisfaisants dont les causes étaient largement inconnues. Les observations géographiques globales sont complexes, en raison des processus géographiques cachés entrelacés. Est-il possible que certaines complexités géographiques n'étaient pas attendues dans l'apprentissage automatique contemporain ? Pourraient-ils provoquer des incertitudes et des erreurs lorsque les théories contemporaines de l'apprentissage automatique sont appliquées à la télédétection ? Cette thèse adopte la philosophie de l'élimination des erreurs. Nous commençons par expliquer les origines mathématiques d'éventuelles incertitudes et erreurs géographiques dans le chapitre deux. Les incertitudes sont inévitables mais pourraient être atténuées. Les erreurs sont cachées mais peuvent être trouvées et corrigées. Ensuite, dans le chapitre trois, des expériences sont spécifiquement conçues pour évaluer si les théories contemporaines de l'apprentissage automatique peuvent gérer ces incertitudes et erreurs géographiques. Dans le chapitre quatre, nous identifions une source d'erreur systémique non signalée : la répartition des proportions des classes dans l'ensemble d'apprentissage. Une solution bayésienne optimale ultérieure est conçue pour combiner la machine à vecteurs de support et la vraisemblance maximale. Enfin, dans le chapitre cinq, nous montrons comment ce type d'erreur est répandu non seulement dans les algorithmes de classification, mais également intégré dans la définition conceptuelle des classes géographiques avant la classification. Dans le chapitre six, les sources d'erreurs et d'incertitudes et leurs solutions sont résumées, avec des implications théoriques pour les études futures. La découverte la plus importante est que la façon dont nous concevons une classification prédétermine largement les « conclusions scientifiques » que nous obtenons finalement de la classification des observations géographiques. Cela est arrivé à de nombreux classificateurs populaires contemporains, notamment divers réseaux de neurones, arbres de décision et machines à vecteurs de support. C'est une cause du problème dit de surapprentissage dans l'apprentissage automatique contemporain. Par conséquent, nous proposons que l'accent du travail de classification soit déplacé vers l'étape de planification avant la classification proprement dite. La géographie ne doit pas seulement être l'analyse des observations collectées, mais aussi la planification de la collecte des observations. C'est là que la géographie, l'apprentissage automatique et les statistiques d'enquête se rencontrent.


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Les forêts du sud sont confrontées à de nombreuses menaces et stress environnementaux, notamment les insectes nuisibles, les plantes envahissantes, les maladies, les incendies, la sécheresse, le développement et l'étalement urbain, les tempêtes catastrophiques et le changement climatique. Individuellement et combinées, ces forces entraînent des dommages environnementaux, sociaux et économiques à long terme. Les scientifiques du SRS dans le Menaces pour la santé des forêts fournissent les connaissances et les outils nécessaires pour prévoir et éviter ou atténuer les effets de ces forces sur les forêts du sud.

Les scientifiques du SRS et d'autres chercheurs ont découvert, décrit et nommé officiellement le champignon responsable de la mort du redbay et d'autres arbres dans les plaines côtières du nord-est de la Floride, de la Géorgie et de la Caroline du Sud. Le champignon, Raffaelea lauricola, provoque une maladie dévastatrice chez les lauriers rouges et d'autres espèces de lauriers. Les experts ont observé une mortalité importante de lauriers rouges et de lauriers d'importance écologique en Caroline du Sud et en Géorgie depuis 2003. Ce champignon est extrêmement virulent. Une petite introduction du champignon, par le coléoptère exotique de l'ambroisie qui le transporte et s'en nourrit, est capable de tuer un arbre.

Les scientifiques du SRS ont découvert que, dans les forêts de pin des marais, les incendies se produisaient historiquement à différents moments tous les trois ans et pas seulement pendant les périodes sèches. De plus, les scientifiques ont découvert des modèles de mort des arbres à longues feuilles à cause de la foudre. La foudre frappe plus souvent les arbres plus gros et en bordure. La recherche montre que les gestionnaires qui commencent les efforts de régénération alors que les arbres à longues feuilles meurent peuvent favoriser la santé des forêts et la survie du pic à cornes rouge en voie de disparition et d'autres espèces dépendantes des longues feuilles, et permettre une gestion plus efficace de ces écosystèmes clés.

Les scientifiques du SRS ont développé un nouvel outil qui évalue les effets à long terme du changement climatique, de la croissance démographique et de l'utilisation des terres sur les ressources en eau. L'indice de stress hydrique évalue les conditions de stress hydrique au fil du temps et dans les 666 bassins versants des 13 États du sud-est. Les prévisions de deux modèles de circulation mondiale, un modèle de changement d'utilisation des terres et un modèle de changement de population humaine ont été intégrées pour projeter le stress futur de l'approvisionnement en eau en 2020. Cet outil de modélisation intégré peut aider les gestionnaires des ressources en eau à élaborer des plans d'approvisionnement à long terme et les décideurs politiques à envisager les actions appropriées. pour gérer les stress multiples au Sud.


Des outils complets pour évaluer le stress sur l'approvisionnement en eau du sud-est
Les ressources en eau sont essentielles au développement durable du sud-est des États-Unis, riche en eau. Cependant, des outils complets pour évaluer les impacts à long terme des changements du climat, de la population et de l'utilisation des terres à l'échelle régionale font défaut.
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Simulation de fumée pendant les incendies de 2007 en Géorgie et en Floride
Ces dernières années, l'équipe atmosphérique et le Southern High-Resolution Modeling Consortium (SHRMC) de la Southern Research Station ont développé un système de modélisation appelé Southern Smoke Simulation System (SHRMC-4S).
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Meilleure compréhension des interactions entre le dendroctone du pin et ses micro-organismes symbiotiques
Le dendroctone du pin (SPB) est le ravageur forestier le plus important du sud des États-Unis. Ce coléoptère agressif qui tue les arbres s'engage dans une symbiose bénéfique avec un champignon (Entomocorticium sp. UNE), qui nourrit les larves de coléoptères en développement.
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Le système d'alerte précoce détecte les changements saisonniers de la végétation
Le système d'alerte précoce est un projet de surveillance continue qui détecte les menaces forestières à travers les États-Unis continentaux à l'aide de la télédétection et des systèmes d'information géographique.
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Modèles de simulation pour comprendre les épidémies et le rétablissement du dendroctone du pin australe
En collaboration avec des écologistes paysagistes et des géographes, un scientifique du SRS a examiné le rôle des perturbations dans la structuration des paysages forestiers en mettant l'accent sur l'interaction entre la structure de la forêt et les épidémies de dendroctone du pin australe (SPB).
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Une nouvelle approche mesure la diversité évolutive des forêts
La diversité génétique est un élément central de la durabilité des forêts. Une nouvelle approche permet maintenant de mesurer la variation génétique pour des communautés entières d'arbres forestiers, plutôt que seulement une poignée d'espèces indicatrices individuelles dans les écosystèmes forestiers.
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Un scientifique suit les traces du sud de Redbay Ambrosia Beetles
Alors que les scientifiques du SRS étaient occupés à découvrir et à nommer officiellement le champignon responsable de la mort du redbay et d'autres arbres, les chercheurs du SRS Eastern Forest Environmental Threat Assessment Center et les scientifiques de l'université d'État de Caroline du Nord préparaient des cartes de densité pour les hôtes les plus importants du redbay ambrosia, l'insecte qui porte le champignon.
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Étude de la longévité, de la mobilité et de la pénétration de l'imidaclopride
L'imidaclopride est l'un des actifs les plus vendus pour la prévention des infestations de termites dans les structures. Les termiticides sont appliqués à des taux plus élevés que ceux autorisés pour la lutte antiparasitaire dans l'agriculture, et ils sont utilisés dans et autour des résidences, des lieux de travail et des écoles.
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Cartes des acres couverts par des plantes non indigènes dans les forêts du sud
Cette année, la Station et ses partenaires de recherche ont mis en ligne des cartes montrant des estimations d'occupation et de couverture pour 33 plantes non indigènes reconnues envahissant les forêts des 13 États du sud.
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Nouveaux produits en 2008 pour les menaces à la santé des forêts
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Identification de l'agent causal de la flétrissure du laurier et d'une nouvelle maladie exotique envahissante des arbres

Un scientifique du SRS et d'autres chercheurs ont découvert, décrit et nommé officiellement le champignon responsable de la mort du redbay et d'autres arbres dans les plaines côtières du nord-est de la Floride, de la Géorgie et de la Caroline du Sud. Le champignon, Raffaelea lauricola, provoque une maladie dévastatrice des lauriers rouges et d'autres espèces de lauriers. Une mortalité importante de redbay, un arbre à feuilles persistantes attrayant commun le long des côtes du sud-est des États-Unis, a été observée en Caroline du Sud et en Géorgie depuis 2003. Ce champignon est extrêmement virulent. Un petit point d'inoculation est capable de tuer un arbre. Le champignon est introduit dans le laurier rouge ou d'autres espèces de lauriers par un scolyte exotique de l'ambroisie (Xyleborus glabratus, originaire d'Asie du Sud-Est) car il s'enfouit dans les arbres et pond des œufs. Le champignon sert de source de nourriture aux larves de coléoptères, se déplaçant à travers les vaisseaux de l'arbre, provoquant une maladie de flétrissement vasculaire. Redbay est également l'hôte principal des larves du machaon palamedes. Ce champignon est également associé à la mort d'autres arbres de la famille des lauriers (sassafras, potiron et pondspice) et peut être mortel pour le spicebush et l'avocatier. Les experts craignent que le flétrissement ne se propage à d'autres membres de la famille des lauriers, qui sont des composants communs dans les forêts des États-Unis et d'autres régions des Amériques. Stephen Fraedrich ([email protected])
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Utilisation des perturbations naturelles pour guider la gestion dans les écosystèmes de pin des marais

Avant la fragmentation des routes et des champs, le feu brûlait librement à travers le paysage tous les 1 à 3 ans. Le brûlage régulier maintient une forêt de pins des marais en bonne santé et réduit le risque de grands incendies destructeurs. La foudre provenant d'orages fréquents a déclenché la plupart des incendies avant l'arrivée des Européens. Les résultats de la recherche montrent que même si la foudre était plus susceptible de déclencher des incendies pendant la période sèche du printemps, les incendies se produisaient tout au long de l'année, il est donc approprié que les gestionnaires fassent quelques brûlages pendant la saison de dormance. Ce travail montre également que la mort des arbres à longues feuilles par la foudre a des motifs dans le peuplement. La foudre frappe les plus gros arbres de la région, frappe souvent deux à quatre arbres à chaque coup, et il est plus probable qu'elle frappe les arbres en bordure d'une brèche existante dans le peuplement. En raison de ces caractéristiques, il peut créer des ouvertures dans les peuplements en 5 à 10 ans suffisamment grandes pour de nouveaux semis. Les gestionnaires doivent commencer les efforts de régénération pour créer de nouvelles classes d'âge afin de remplacer les arbres plus âgés lorsqu'ils meurent. Sans cet effort, la viabilité future d'espèces telles que le pic à tête rouge en voie de disparition sera menacée. Les gestionnaires qui conçoivent les récoltes de régénération peuvent sélectionner les arbres à abattre selon un schéma qui imitera le schéma de mortalité dû à la foudre, augmentant la probabilité d'une régénération réussie et maintenant une structure de peuplement naturelle. Kenneth W. Outcalt ([email protected])
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Des outils complets pour évaluer le stress sur l'approvisionnement en eau du sud-est

Les ressources en eau sont essentielles au développement durable du sud-est des États-Unis, riche en eau. Cependant, des outils complets pour évaluer les impacts à long terme des changements du climat, de la population et de l'utilisation des terres à l'échelle régionale font défaut. Les chercheurs ont développé l'indice de stress hydrique (WaSSI) pour évaluer les conditions de stress hydrique au fil du temps et dans les 666 bassins versants à code d'unité hydrologique à 8 chiffres dans les 13 États du sud-est. Les scientifiques ont intégré les prévisions de deux modèles de circulation mondiale (CGC1 et HadCM2Sul), un modèle de changement d'utilisation des terres et un modèle de changement de population humaine pour projeter le futur stress de l'approvisionnement en eau en 2020. L'outil de modélisation intégré est utile pour les gestionnaires de ressources en eau qui développent de l'eau à long terme. les plans d'approvisionnement et les décideurs politiques envisagent des actions appropriées pour gérer les multiples contraintes du changement climatique, la croissance démographique et le développement économique dans le sud-est des États-Unis. Ge Sun ([email protected])
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Simulation de fumée pendant les incendies de 2007 en Géorgie et en Floride

Ces dernières années, l'équipe atmosphérique et le Southern High-Resolution Modeling Consortium (SHRMC) de la Southern Research Station ont développé un système de modélisation appelé Southern Smoke Simulation System (SHRMC-4S). Ce système peut être utilisé pour collecter des informations sur les brûlures, calculer les émissions, simuler et prévoir les conditions météorologiques, et simuler le transport de la fumée et les réactions chimiques des incendies de forêt. Les chercheurs ont appliqué SHRMC-4S pour évaluer et analyser le transport de la fumée et les conséquences sur la qualité de l'air de deux incendies de forêt en Géorgie et en Floride en 2007. Les panaches de fumée des brûlages dirigés du 28 février dans le centre de la Géorgie ont été transportés au-dessus du métro d'Atlanta. L'application du SHRMC-4S aux brûlages dirigés a fourni des explications sur les raisons pour lesquelles la fumée a été transportée à Atlanta et des suggestions sur les stratégies de brûlage qui pourraient être utilisées pour l'empêcher. L'autre feu était le feu de forêt du sud de la Géorgie et du nord de la Floride. En avril 2007, plusieurs incendies de forêt ont éclaté dans la partie sud de la Géorgie autour du Okefenokee National Wildlife Refuge. Début juin, ces incendies, ainsi que d'autres nouveaux incendies, se sont propagés dans le nord de la Floride et ont formé plusieurs complexes d'incendie qui se sont combinés sur plus de 600 000 acres. L'application du SHRMC-4S aux feux de forêt a évalué les impacts de ces feux sur la qualité de l'air. Elle a également révélé de fortes interactions entre les fumées et les systèmes de circulation à grande échelle. Scott Goodrick ([email protected]) et Yongqiang Liu ([email protected])
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Meilleure compréhension des interactions entre le dendroctone du pin et ses micro-organismes symbiotiques

Le dendroctone du pin (SPB) est le ravageur forestier le plus important du sud des États-Unis. Ce coléoptère agressif qui tue les arbres s'engage dans une symbiose bénéfique avec un champignon (Entomocorticium sp. UNE), qui nourrit les larves de coléoptères en développement. Les femelles adultes SPB portent ce champignon mutualiste dans un compartiment de stockage spécialisé appelé mycangium. Le succès de ce mutualisme insecte-champignon est remis en cause par un champignon antagoniste du bleuissement (Ophiostoma moins), ce qui peut concurrencer l'EsA et ainsi perturber le développement larvaire de la SPB. Dans des travaux publiés dans la prestigieuse revue La science, un scientifique du SRS et ses coopérateurs ont découvert une nouvelle espèce de bactérie qui influence cette interaction. Une enquête plus approfondie a révélé une croissance inattendue et abondante de cette bactérie auparavant inconnue dans les galeries de SPB, ainsi qu'à l'intérieur de son mycangium. Des analyses de séquences d'ADN ont révélé que la croissance était celle d'une bactérie étroitement apparentée à une espèce de Streptomyces associée à d'autres insectes se nourrissant de champignons. Ce nouvel actinomycète s'est avéré produire une nouvelle forme d'antibiotique (appelée &lsquomycangimycine&rsquo) qui inhibe la croissance du champignon nuisible, mais n'inhibe pas la croissance du champignon bénéfique. Les scientifiques ont donc trouvé le premier cas d'un scolyte utilisant une bactérie pour protéger sa source de nourriture fongique d'un champignon concurrent. Étant donné que d'autres espèces de scolytes dépendent également du maintien de champignons bénéfiques avec succès, ces types d'interactions peuvent être répandus. Ces résultats suggèrent que l'utilisation d'actinomycètes producteurs d'antibiotiques peut être une méthode courante pour aider à maintenir des microbes bénéfiques. Compte tenu de l'importance des agents pathogènes en tant que force motrice dans l'évolution de tous les hôtes, l'avantage de telles associations peut s'étendre à la protection des plantes et des animaux contre les agents pathogènes auxquels ils sont eux-mêmes sensibles. Si ces associations sont répandues, les cibler pourrait être une stratégie efficace pour localiser de nouveaux produits naturels biologiquement actifs. Kier Klepzig ([email protected])
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Superbrouillard de modélisation

Le 9 janvier 2008, un carambolage de 70 véhicules sur l'Interstate 4 en Floride a tué 5 personnes et en a blessé 38. Une visibilité réduite due à un "superbrouillard" très dense, liée à la fumée d'un incendie de forêt à proximité, a provoqué l'accident. Nos recherches ont déterminé que l'humidité de la fumée est le facteur clé dans la formation de superbrouillard. Le modèle Superfog Station&rsquos combine la température et l'humidité relative de la fumée avec la température et l'humidité relative de l'air environnant pour déterminer la visibilité du brouillard résultant, le cas échéant. Le modèle de superbrouillard peut informer les responsables des autoroutes de l'État des dangers du superbrouillard. La prévention de la formation de superbrouillard est la meilleure défense, et le modèle peut informer les gestionnaires des terres sur quand et comment brûler. Par exemple, les chercheurs ont découvert qu'il n'est pas sage de brûler si des vents légers et une humidité relative élevée sont prévus pour la nuit suivante, surtout si les combustibles sous-jacents sont humides. Gary Achtemeier ([email protected])
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Le système d'alerte précoce détecte les changements saisonniers de la végétation

Le système d'alerte précoce est un projet de surveillance continue qui détecte les menaces forestières à travers les États-Unis continentaux à l'aide de la télédétection et des systèmes d'information géographique. Grâce à l'utilisation de la détection des changements multitemporels, le système est conçu pour évaluer les changements du paysage et des forêts sur une vaste zone géographique. Un élément central du système d'alerte précoce est l'imagerie satellitaire MODIS (Spectroradiomètre d'imagerie à résolution modérée) de la NASA, qui fournit une couverture d'imagerie mondiale capturée à des intervalles de 1 à 2 jours. MODIS permet la création de composites sans nuage sur 16 jours à l'échelle continentale. Le Southern Research Station&rsquos Eastern Forest Environmental Threat Assessment Center s'associe au NASA&rsquos Stennis Space Center pour produire une série d'ensembles de données phénologiques CONUS (changements saisonniers de la végétation) homogènes dérivés de l'imagerie MODIS. Les données d'images phénologiques comprennent des cartes d'indice de végétation normalisées pour évaluer les conditions des plantes et des forêts. Actuellement, les intervalles de 16 jours de 2000 à 2006 sont terminés, 2007 et 2008 étant en cours. Dans les études préliminaires, les données se sont avérées très efficaces pour l'évaluation des ouragans le long de la côte du golfe et pour l'identification des forêts affectées par la spongieuse. Lorsque le système d'alerte précoce atteint sa pleine capacité, les chercheurs évalueront les données pour chaque période de 16 jours suivante. Les emplacements des menaces forestières révélés avec les données phénologiques dérivées de MODIS permettront une analyse plus approfondie à l'aide d'images et de données à plus haute résolution. William Hargrove ([email protected])
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Modèles de simulation pour comprendre les épidémies et le rétablissement du dendroctone du pin australe

En collaboration avec des écologistes paysagistes et des géographes, un scientifique du SRS a examiné le rôle des perturbations dans la structuration des paysages forestiers en mettant l'accent sur l'interaction entre la structure de la forêt et les épidémies de dendroctone du pin australe (SPB). Les chercheurs se sont concentrés sur la SPB dans le sud des Appalaches, en menant une étude de modélisation par simulation sur les interactions entre les épidémies et la structure du paysage. L'étude a révélé dans quelle mesure les insectes peuvent avoir un impact sur la structure du paysage et présente une approche de modélisation par simulation pour étudier les interactions entre la forêt et les insectes. L'étape suivante consiste à appliquer ces outils analytiques à un paysage réel dans le sud des Appalaches pour déterminer dans quelle mesure le modèle représente la réalité. Les résultats révèlent la capacité du modèle à simuler le développement des forêts dans le temps et dans l'espace tout en étant perturbé par SPB. Cette étude illustre la nécessité d'une modélisation de simulation interdisciplinaire pour clarifier les impacts des insectes sur la forêt et les paysages. Il illustre également l'importance et l'utilité d'utiliser la modélisation forestière spatialement explicite comme outil pour comprendre les interactions forêt&ndashinsect et son rôle potentiel dans la détermination des stratégies de gestion. La gamme de SPB est vaste. L'insecte attaque les espèces de pins économiquement et écologiquement importantes dans les forêts allant des plantations d'espèces uniques aux Appalaches, où les pins sont fragmentés en parcelles dans les forêts de feuillus. Kier Klepzig ([email protected])
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Un nouveau rôle pour le boisement dans la lutte contre les effets de serre

Le boisement, la plantation d'arbres sur des terres agricoles excédentaires, a traditionnellement été utilisé pour inverser la dégradation des terres, améliorer l'habitat de la faune et protéger la qualité de l'eau. Une attention croissante a été accordée au potentiel du boisement pour séquestrer le carbone comme moyen d'atténuer les effets du changement climatique. Le boisement à grande échelle peut jouer un autre rôle dans la réduction des effets du changement climatique mondial en améliorant les conditions climatiques et hydrologiques régionales. Les chercheurs ont étudié les effets potentiels de la restauration d'un paysage régional en se concentrant sur le projet de brise-vent forestier dans le nord de la Chine appelé la Grande Muraille verte (GGW). Les informations sur les pratiques réelles étant difficiles à obtenir, les chercheurs ont supposé que les pins avaient été plantés, ont survécu et ont atteint une hauteur raisonnable. Les scientifiques ont ensuite simulé le climat de la zone de reboisement et de la région environnante pendant une année moyenne. Les scientifiques du SRS ont découvert que le boisement entraîne une augmentation globale des précipitations, de l'humidité du sol et de l'humidité relative de l'air, et une diminution de la vitesse du vent et de la température de l'air dans les zones boisées. Il illustre le rôle important de l'effort de boisement dans l'amélioration des conditions climatiques et hydrologiques globales dans les zones du projet. Les résultats montrent que l'amélioration de l'humidité du sol et la modification des flux de vent peuvent diminuer les fortes tempêtes de vent dans la région qui contribuent à la pollution ailleurs, par exemple à Pékin. Le modèle a également prédit que la GMV réduirait l'apport en eau dans le nord-ouest et le nord de la Chine boisées au printemps, mais augmenterait l'apport en eau dans le nord-est de la Chine boisé ainsi que dans la région sud environnante. Ces résultats peuvent avoir d'autres implications importantes pour le réchauffement climatique. De nombreux modèles de circulation générale prévoient une augmentation de la température annuelle moyenne pouvant atteindre 5 °C et une diminution des précipitations pouvant atteindre 1 mm jour-1 d'ici les années 2080 dans la majeure partie du nord de la Chine en raison du changement climatique. Les résultats de cette étude, notamment la baisse de température et l'augmentation des précipitations avec le projet GMV, suggèrent que le boisement pourrait compenser certains effets de serre. Yongqiang Liu ([email protected]) et John Stanturf ([email protected])
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Une nouvelle approche mesure la diversité évolutive des forêts

La diversité génétique est un élément central de la durabilité des forêts. Une nouvelle approche permet maintenant de mesurer la variation génétique pour des communautés entières d'arbres forestiers, plutôt que seulement une poignée d'espèces indicatrices individuelles dans les écosystèmes forestiers.


Analyser les changements à long terme de la végétation avec un système d'information géographique et des données de télédétection

Les systèmes d'information géographique et les techniques de télédétection sont des outils puissants dans l'analyse des changements à long terme de la végétation et de l'utilisation des terres, en particulier parce que les informations spatiales de deux ou plusieurs intervalles de temps peuvent être comparées plus facilement que par des méthodes manuelles. Une restriction principale est la rareté des données qui ont été numérisées à partir de périodes antérieures. Le système d'information géographique de l'Illinois contient un certain nombre d'ensembles de données automatisés contenant des informations sur l'utilisation des terres, y compris des cartes d'arpentage originales qui montrent les limites des forêts, des prairies et des zones humides telles qu'elles existaient avant la colonisation européenne au début des années 1800. Les données les plus récentes incluent les inventaires du Service forestier des États-Unis de 1948, 1962 et 1985, les photographies de la végétation du National High Altitude Program de l'analyse des données d'utilisation des terres du Geological Survey des États-Unis et les informations Landsat MSS et TM. Ces données peuvent être utilisées pour comparer les modèles de végétation et les changements dans l'utilisation des terres au fil du temps et pour suggérer des facteurs qui peuvent avoir causé ou influencé ces variations. De profonds changements se sont produits dans le paysage de l'Illinois depuis la colonisation européenne, principalement en raison de la conversion à l'agriculture dans certaines parties de l'État. Cependant, l'urbanisation a été le principal facteur contribuant aux changements.


Systèmes de détection automatisés Lahar

L'Observatoire du volcan Cascades utilise des moniteurs de débit acoustique (AFM) pour détecter les lahars provenant des volcans Cascades. Alors que les sismomètres typiques capturent parfois les secousses du sol, les AFM sont conçus pour détecter les vibrations du sol à des fréquences spécifiquement associées aux lahars et sont situés dans les vallées fluviales soumises à de fréquents lahars. Les données d'une station AFM sont télémesurées par radio au CVO, où le traitement informatique permet un filtrage automatisé des données et une notification de dépassement de seuil. Actuellement, CVO exploite un réseau d'AFM à Mount St. Helens et coopère avec des agences étatiques et locales pour maintenir un réseau d'AFM à Mount Rainier. Des instruments AFM supplémentaires peuvent être déployés sur d'autres volcans Cascades lorsque les conditions le justifient.

En savoir plus sur la surveillance des lahars :

Station de surveillance acoustique située sur le North Fork Toutle près de Maratta Creek. La vue est à l'est. (Crédit : Spicer, Kurt. Domaine public.)


Applications SIG et RS en foresterie

La technologie SIG et RS est importante dans la cartographie du couvert forestier.

  • La représentation multicouche du site peut être possible en utilisant l'altitude (par exemple la pente), l'hydrologie et les informations de localisation des routes et des infrastructures. Ces données interprétées de vastes zones peuvent être utiles pour la cartographie des urgences et des incendies. Et les incendies de forêt sont directement affectés par les plantes, les animaux, la couverture végétale, le débit des cours d'eau, le sol, la qualité de l'air et le climat. La perte de la vie et des biens également causée par la perte de bois. Les feux de forêt sont également responsables de la destruction des habitats fauniques. SIG utile pour la modélisation des incendies de forêt pour obtenir des informations géospatiales opportunes et efficaces pour la gestion des incendies de forêt
  • Données SIG utiles pour la gestion des forêts, car la plupart des forêts tropicales humides s'épuisent à un rythme énorme, et cela est dû au taux croissant d'urbanisation et d'agriculture et à l'empiètement des activités humaines dans les zones forestières.
  • Identification de la déforestation à l'aide de différentes données RS, c'est-à-dire différentes imageries multispectrales avec des cartes SIG de la croissance urbaine et de la reconnaissance des facteurs affectant la déforestation. En outre, différentes données d'images satellitaires temporelles peuvent fournir une analyse statistique du couvert forestier et des informations sur la déforestation à l'aide de cartes SIG.
  • Le SIG est utile pour la représentation sous forme de graphiques, de cartes et d'autres fonctionnalités de modélisation statistique SIG qui contribuent à sa valeur. Il est donc utile pour la gestion des forêts
  • DEM (Digital Elevation Data) du couvert forestier utile pour l'analyse SIG. Et il est utile pour l'examen de divers attributs de terrain, le mouvement du sol et l'influence des nutriments qui en découlent, ainsi que le résultat qui en résulte sur la productivité de la faune, la forêt et la distribution des plantes.

Nous pouvons conclure que les données SIG et RS sont une ressource très précieuse pour la gestion et la surveillance des forêts.


Détection automatisée des changements forestiers - Systèmes d'information géographique

L'objectif principal du projet conjoint mené par le Global Land Analysis and Discovery Lab (GLAD) de l'Université du Maryland et SERVIR-Mekong est de fournir des séries chronologiques régionales de données sur la structure de la végétation ligneuse adaptées à la surveillance des changements de la couverture terrestre aux niveaux national et échelles régionales. L'équipe GLAD a développé un système automatisé pour le traitement et la caractérisation des données Landsat. À l'aide de données Landsat cohérentes dans le temps et dans l'espace, l'équipe GLAD a dérivé une série de produits décrivant la dynamique annuelle de la structure de la végétation ligneuse et de l'étendue de la forêt primaire. Les produits sont cohérents au niveau régional et fournis à une résolution spatiale pertinente pour l'analyse nationale. Les données présentées peuvent être utiles pour évaluer les effets des politiques nationales de gestion des forêts, les rapports internationaux sur les ressources forestières et l'estimation des émissions de gaz à effet de serre. Le portail régional de surveillance de la couverture terrestre SERVIR (https://rlcms-servir.adpc.net/en/forest-monitor/) offre une capacité de visualisation et d'analyse des données en ligne.

Description des données techniques

Toutes les couches de données fournies dans les coordonnées géographiques à l'aide du système de référence WGS84. La taille des pixels est de 0,00025 x 0,00025 degrés. Données annuelles fournies au format GeoTiff 8 bits adaptées à la visualisation et à l'analyse dans la plupart des logiciels SIG. D'autres ensembles de données (y compris les données composites annuelles Landsat sous forme de données 16 bits) sont disponibles sur demande.

Informations de contact

Référence

Composites de données annuelles Landsat sans cloud

Les composites de la valeur de réflectance de surface normalisée annuelle médiane pour les bandes spectrales Landsat SWIR (1 600 nm), NIR (850 nm) et rouge (660 nm) ont fourni une référence spatiale. Les données Landsat ont été composées par le système de traitement automatique des données GLAD. Le traitement des données comprend le filtrage des nuages ​​et des ombres des nuages ​​et la normalisation de la réflectance pour réduire les effets de l'anisotropie de surface et de la diffusion atmosphérique.

Couverture de la canopée des arbres

Une proportion de couvert forestier provenant de la végétation ligneuse de plus de 5 mètres de haut dans l'unité cartographique (pixel de données Landsat, environ 30x30 mètres). La valeur de la carte représente le pourcentage de couvert forestier pour chaque année. The regional tree canopy cover model was calibrated using tropical airborne lidar data and applied annually. Forest change detection results were integrated with the annual tree canopy cover time-series data.

Tree cover height

The median height of the top of the tree canopy above the ground within the mapping unit (Landsat data pixel, approximately 30x30 meters). The map value represents canopy height in meters for each year. The regional tree height model was calibrated using tropical airborne lidar data and applied annually. Forest change detection results were integrated with the annual tree height time-series data.

Primary forests

The primary forests defined as long-lived natural forests that have no indication of disturbance or regrowth since 1985 and which spectral signature corresponds to a mature forest stand. The map value &ldquo1&rdquo corresponds to the primary forest extent for a certain year. The regional primary forest extent for the year 2000 was mapped through supervised classification approach, and the map was annually updated using the forest change detection product.


Forest Disturbance Early Warning System (FDEWS) (Remote Sensing Applications Consultants)

The Forest Disturbance Early Warning System (FDEWS) provides regularly updated information about likely forest disturbances, even when skies are cloudy. Maps show disturbances that have occurred since baseline, with the date of first detection. These products readily improve knowledge of forest change and enable proactive intervention by the relevant authorities.

FDEWS output for part of Ivory Coast and summary of detected disturbances over a 3 year period

Solution benefits

  • Enables detection of likely forest disturbances so that investigations can be conducted on the ground and interventions applied where necessary to prevent further damage to the remaining forest.
  • Synoptic view allows limited forest patrol resources to be efficiently focussed in worst- affected areas for quick location of potentially illegal incursions.
  • Effective in tropical regions where cloud cover precludes the use of optical Earth observation (EO) data.
  • Potential mechanism for continual update of forest extent within a national land use inventory.
  • Can provide information complementary to the REDD+ wall-to-wall forest mapping process, on the detailed changes occurring in specific areas and during the periods between Monitoring, Reporting & Verification (MRV) exercises.
  • Can also shine a spotlight on the effect of localised emissions reduction actions and refine quantification of advances towards national target reduced rates of deforestation.
  • Outputs can contribute to deforestation risk analysis, enabling regulators to better anticipate deforestation before it occurs.
  • Relatively low operating costs compared to other forest monitoring programmes.

Key technical features

  • Use of satellite radar data overcomes mapping and monitoring challenges in tropical regions associated with cloud cover.
  • Standalone solution, though outputs can be usefully integrated with other layers in a geographic information system (GIS).
  • Requires an initial forest map defining an area of presumed undisturbed forest at the beginning of the monitoring period to constrain the monitored area.
  • The system detects forest disturbances based on their manifestations in dense time series of free Sentinel-1 satellite radar imagery.
  • Detected ‘disturbances’ include deforestation, forest degradation and other changes, including those associated with the process of cocoa cultivation.
  • Most system processing implemented on a cloud-based geospatial processing platform.
  • Updated maps produced on average every 12 days at 10 metre resolution.
  • Low false-alarm rate of 6%.
  • Outputs show an overview of all disturbances with the date of first detection or the locations of the most recent disturbances.
  • Outputs delivered as raster layers for incorporation into a GIS or as list of coordinate pairs (locations of most recent disturbances) for input to a GPS device for navigation to points of interest on the ground.

Case studies

FDEWS was developed by Remote Sensing Applications Consultants (RSAC) to provide inputs for the IMAGE (Inventaire-Modelisation-Alerte- Gestion-Environmental) system built by Vivid Economics Ltd for natural capital valuation in Ivory Coast, supported by IPP. It is in operational use for the Emissions Reduction Programme (ERP) region surrounding the Tai Forest National Park in the southwest of the country and will soon be extended nationwide. The systems will drive improved monitoring and enforcement efforts that prevent forest loss and promote afforestation.

Organisation overview

RSAC is an SME with 30 years of experience providing specialist services to developers and users of Earth Observation. The company has considerable expertise in the use of satellite optical and radar data for land applications worldwide, particularly in the field of agriculture.

The company is involved in a range of research, development and operational activities, playing a leading role in agricultural applications of remote sensing in the UK and heading up several international development projects.


Sylviculture

Many government, state, and private forestry organizations and agencies today utilize geospatial technology such as GIS (geographic information systems) and satellite imagery for various applications supporting analysis, assessment, and management of our forests.

Many applications of forestry and natural resources require accurate land cover and change analysis. Changing conditions due to urban sprawl, as well as increasing forest fragmentation, make land cover and change detection analysis an extremely important consideration for management, planning and inventory mapping. This includes ecosystem and species diversity, forest productivity, reforestation, forest health, conservation of soil, water resources, and nutrient cycling.

Copper Mountain Ski Resort, Colorado

IKONOS (0.82m) Satellite Image

(Image Copyright © DigitalGlobe)

Fire and Emergency Mapping

Satellite images and GIS maps support fire and emergency personnel for responding to emergency situations, hazardous fuels reduction, community assistance, firefighting, rehabilitation, and restoration. In order to model a forest fire, the techniques for obtaining, analyzing and displaying spatial information in a timely and cost-effective manner are needed which has proven not only to be possible, but incredibly efficient and effective.

Wildfires in Bastrop, Texas, USA

WorldView-2 (0.5m) Satellite Sensor

(Image Copyright © DigitalGlobe)

Deforestation

Deforestation has been attributed to socio-demographic factors, such as population growth and the political economy of class structure, and specific exploitation activities like commercial logging, forest farming, fuel wood gathering, agriculture and pasture clearance for cattle production.

Visoke Volcano - Virunga National Parks, Congo (DRC) and Rwanda Deforestation

3D Terrain Model - IKONOS Stereo Satellite Imagery

(Image Copyright © DigitalGlobe and Processed by Satellite Imaging Corporation)

Satellite image processing in conjunction with GIS data are effective means for quantifying deforestation and for assessment and monitoring of our forests.