TropiSCO
Détection de la déforestation
TropiSCO est un produit de perte de couverture forestière tropicale basé sur les images radar Sentinel-1 et mis à jour à chaque nouvelle acquisition. Il est fourni à une taille de pixel de 10 m x 10 m et une UMC (Unité Minimale de Collecte)[1] de 0,1 ha. Le site internet associé permet de télécharger gratuitement les données et d’afficher des statistiques mensuelles et annuelles aux échelles régionale et nationale. Disponible depuis 2018 sur le plateau des Guyanes, le Gabon et l’Asie du Sud-Est, il le sera à terme à l’échelle pan-tropicale. Ce projet bénéficie d’un financement par le Space Climate Observatory (SCO).
Le produit
La mise en orbite de Sentinel-1 en 2014 a permis dès lors, d’avoir accès à des images radar tous les 6 à 12 jours, de manière systématique, globale, et à une résolution décamétrique. Ces séries temporelles d’images peu sensibles à la couverture nuageuse ont permis le développement de nombreuses applications sur les zones où les images optiques ont plus de mal à opérer, comme les zones tropicales.
Afin de participer à la lutte contre le déboisement et aux études sur la forêt tropicale, le Centre National d’Etudes Spatiales (CNES), la start up GlobEO et le Centre d’Etudes Spatiales de la Biosphère (CESBIO) ont développé une chaîne de détection des pertes forestières tropicales en continu, basée sur les acquisitions Sentinel-1.
TropiSCO indique le jour présumé de la perte forestière (ou plus précisément la date de l’acquisition Sentinel-1 sur laquelle on voit la perte forestière en premier). Les cartes sont produites tous les 6 à 12 jours suivant le plan d’acquisition de Sentinel-1.
À chaque détection est associé un indice de confiance : fort ou très fort. Cela permet de répondre aux besoins de tous les utilisateurs : ceux qui veulent connaître toutes les parcelles déboisées privilégient la détection et ceux qui, par exemple, déclencheraient une intervention sur le terrain, coûteuse ou potentiellement dangereuse, qui privilégieront la confiance dans le résultat au nombre de détections.
[1] UMC : On appelle unité minimale de collecte une unité pour laquelle on fournit les informations nécessaires à la production statistique.
Méthodologie / technique
La méthode se base sur la détection d’ombres apparaissant en bordure de déboisement dans l’image radar, puis sur la détection de surfaces potentiellement déboisées intersectant ces ombres apparues, à l’aide du calcul d’un indicateur de changement basé sur la série temporelle des images.
Le prétraitement des données radar est effectué avec S1 Tiling : https://s1-tiling.pages.orfeo-toolbox.org/s1tiling/latest
Des cartes de référence ont été utilisées pour masquer les zones de non-forêt. Sur la Guyane (et plus largement sur le Plateau), c’est le masque issu du projet d’observatoire des services écosystémiques du Plateau des Guyanes (ECOSEO) qui a été utilisé.
Le traitement des données a lieu de manière automatique. Les données sont fournies sous la forme d’un fichier raster Geotiff à 10 m de résolution spatiale, pour un territoire et une année donnée. Les pixels sont codés de la façon suivante :
-
0 : Pas de perte forestière ;
-
1-366 : numéro du jour de l’année (jour présumé de coupe).
Usages et précautions
Les applications de TropiSCO en Guyane sont nombreuses :
- Lutte contre les exploitations forestière et minière illégales ;
- Lutte contre les cultures agricoles illicites et le trafic d’espèces sauvages ;
- Suivi de politiques liées aux déboisements ;
- Études fines (aux niveaux spatial et temporel) de la dynamique des pertes forestières ;
- Sensibilisation du grand public.
La taille du pixel de 10 m et l’UMC de 0,1 ha permettent de suivre les déboisements fins tels que les parcelles d’abattis. La disponibilité du produit TropiSCO sur le plateau des Guyanes permet d’avoir une information de la perte forestière homogène au niveau de ces territoires, ce qui est un avantage pour coordonner des études communes sur les pertes forestières.
La plateforme web associée permet de visualiser gratuitement les données et fournit de nombreuses fonctionnalités :
- Création dynamique de statistiques par zone géographique ;
- Visualisation dynamique des déboisements au cours du temps ;
- Visualisation de mosaïques mensuelles d’images optiques Planet (fournies par la société EOX, ainsi que par la société Planet dans le cadre du programme NICFI) pour visualiser d’un coup d’œil les détections TropiSCO sur une image optique ;
- Comparaison avec le produit Global Land Analysis & Discovery Forest Alerts GLAD FA (produit d’alerte de perte forestière basé sur les images optiques).
Les détections sont très dépendantes du masque forêt/non-forêt utilisé a priori, ce qui peut être source de fausses alarmes. Les cartes ne permettent pas de distinguer les coupes rases en forêt primaire des coupes au sein de plantations d'arbres (majoritaires au Vietnam par exemple). Les pertes de couverture forestière détectées peuvent être d'origine anthropique (comme par exemple les coupes rases ou sélectives), ou d'origine naturelle (comme les trouées causées par les arbres morts).
Les parcelles détectées une année ne le seront plus les années d’après car les détections sont supposées être faites dans la forêt primaire (par exemple, un abattis coupé en n, n+1 et n+2 ne sera visible que sur la carte de l’année n).
Le signal radar est affecté par de nombreux facteurs liés par exemple au capteur, à l’environnement (ex., humidité du sol et de la végétation), aux causes des pertes de couverture forestière et à l’état du sol (ex., sol nettoyé ou jonché de débris). Bien que la méthode de détection soit efficace quelles que soient les conditions citées ci-dessus, les résultats peuvent être légèrement meilleurs en saison sèche sur des zones nettoyées après perte de couverture forestière.
Modalités d'accès
Les données de pertes forestières depuis 2018 sont disponibles sur le plateau des Guyanes, le Gabon et l’Asie du Sud-Est sur le site internet du produit TropiSCO.
La production à l’échelle pan-tropicale est prévue en 2023.
- Une présentation du projet sur le site web du Space Climate Observatory
Quelques références scientifiques :
- Bouvet, A., Mermoz, S., Ballère, M., Koleck, T., & Le Toan, T. (2018). Use of the SAR shadowing effect for deforestation detection with Sentinel-1 time series. Remote Sensing, 10(8), 1250.
- Ballère, M., Bouvet, A., Mermoz, S., Le Toan, T., Koleck, T., Bedeau, C., André, M., Forestier, E., Frison, P.L. and Lardeux, C. (2021). SAR data for tropical forest disturbance alerts in French Guiana: benefit over optical imagery. Remote Sensing of Environment, 252, 112159.
- Mermoz, S., Bouvet, A., Koleck, T., Ballère, M., and Le Toan, T. (2021). Continuous Detection of Forest Loss in Vietnam, Laos, and Cambodia Using Sentinel-1 Data. Remote Sensing, 13(23), 4877.
