Apport des SIG et de la Télédétection dans la gestion des ressources environnementales

1. Apport des SIG et de la Télédétection dans la gestion des ressources environnementales Présentation: M. Mamadou Dieng

2. Introduction • Dans ce monde marqué par une constante mutation dans tous les domaines notamment environnemental coïncidant ainsi avec les changements climatiques intervenus au siècle dernier, le suivi environnemental s’impose aujourd’hui de plus en plus avec acuité. • L’utilisation des technologies géo spatiales (SIG et télédétection)devient incontournable pour une gestion efficace de l’environnement.

3. Contexte • L’année 70 marque un tournant décisif dans l’utilisation des technologies géo spatiales pour le suivi environnemental. • De grands programmes interdisciplinaires de recherche sur l’environnement à l’instar du programme sur l’homme et la biosphère (MAB) de l’UNESCO ont été initiés pour étudier les rapport entre l’homme et la nature. L’objectif recherché étant une gestion raisonnée de la biosphère en définissant des conditions de conservation; de protection de mise en valeur et d’exploitation plus rationnelle des ressources.

4. contexte • Depuis bientôt une quarantaine d’années de nombreuses capteurs en orbite notamment les satellites de haute résolution ont été lancés pour un suivi régulier des ressources terrestres et de la végétation en particulier. Les plus anciens sont ceux de la série Landsat depuis 1972 appelé à l’origine ERTS (Earth Ressources Technology Satellites)

5. Définitions • Les systèmes d'information géographique (SIG) regroupent différentes méthodes et techniques informatiques, permettant de modéliser, de saisir sous forme numérique, de stocker, de gérer, de consulter, d'analyser, de représenter des objets ou des collections d'objets géographiques, avec la particularité essentielle de prendre en compte les caractéristiques spatiales de ces objets au même titre que les attributs descriptifs qui y sont attachés. • Les systèmes d’information géographique ont la particularité de faire appel à de nombreux domaines scientifiques et techniques et à de nombreuses méthodes, allant de la géodésie aux systèmes de gestion de bases de données, en passant par le traitement d’images, l’algorithmique géométrique, la modélisation et l’interpolation géométrique, la statistique, la cartographie automatique, l’analyse spatiale, etc.

6. Définitions • Selon le comité fédéral de coordination inter-agences pour la cartographie numérique des Etats unis (FICCDC) : Un système d'information géographique est un "système informatique de matériels, de logiciels, et de processus conçus pour permettre la collecte, la gestion, la manipulation, l'analyse, la modélisation et l'affichage de données à référence spatiale afin de résoudre des problèmes complexes d'aménagement et de gestion". L'économiste français Michel Didier (1990), le définit à ces termes comme un "ensemble de données repérées dans l'espace, structuré de façon à pouvoir en extraire commodément des synthèses utiles à la décision".

8. Définitions • La télédétection est une discipline née dans les années 70 dans le sillage de la conquête spatiale. C’est une discipline permettant l’interprétation, le traitement de données satellitaires d’observation de la terre. Elle a pour objectif la cartographie et le suivi des ressources terrestres. • D’après CITTA dans son journal officiel publié en 1988 la définie comme un « Ensemble des connaissances et techniques utilisées pour déterminer des caractéristiques physiques et biologiques d’objets par des mesures effectuées à distance, sans contact matériel avec ceux-ci » • Selon cette définition très vaste, la télédétection peut se pratiquer de la surface de la Terre vers l’atmosphère ou vers l’espace, comme de l’espace vers la Terre, et l'astronomie utilise largement la télédétection.

9. Définitions • Pour le centre canadien de la télédétection « La télédétection est l’ensemble des techniques qui permettent, par l’acquisition d’images, d’obtenir de l’information sur la surface de la Terre (y compris l’atmosphère et les océans), sans contact direct avec celle-ci. Elle englobe tout le processus qui consiste à capter et enregistrer l’énergie d’un rayonnement électromagnétique émis ou réfléchi, à traiter et analyser l’information qu’il représente, pour ensuite mettre en application cette information. »

10. Définitions • Le développement des techniques de la télédétection résulte de la conjonction entre l'invention des vecteurs, ballons, avions ou satellites, permettant de s'éloigner de la surface du sol ou de la Terre dans son ensemble, et le constant perfectionnement des capteurs, c'est à dire des appareils permettant d'enregistrer le rayonnement électromagnétique pour reconstituer les caractéristiques de la surface (terre ou océan), ou de l'atmosphère.

11. Processus de télédétection 1. Source d’énergie 2. Interaction rayonnement et atmosphère 3. Interaction rayonnement avec la cible 4. Enregistrement du signal par le capteur satellitaire 5. Transmission, réception et traitement

12. Types de télédétection Il existe deux types de télédétection : la télédétection passive et active. Dans la télédétection passive, les capteurs sont passifs et mesure le rayonnement naturel réfléchi par les objets à la surface de la terre (cible), lorsque le soleil illumine la terre.

13. Types de télédétection La télédétection active, le capteur embarqué produit sa propre énergie pour illuminer la cible. Ce dernier dégage un rayonnement électromagnétique qui est dirigé vers la cible. Le rayonnement réfléchi par la cible est alors perçu et mesuré par le capteur.

14. LES TYPES DE SATELLITES Les satellites les plus utilisés en télédétection sont : Les satellites Géostationnaires: Ces satellites tournent à la même vitesse que la terre tourne sur elle-même. Ils se situent à 36000 Km de la terre au dessus de l’equateur Ces satellites permettent de couvrir de grandes zones soit 42% de la superficie terrestre afin de permettre le suivi de l'évolution rapide des événements car il surveille en continu une seule et même zone. Ex: les satellites de communication, météorologique (Météosat, NOAA) Les satellites à défilement: ont un orbite circumpolaire et héliosynchrone i.e. observent toujours chaque région du globe à la même heure permettant ainsi de suivre en temps réel l’évolution de l’espace. Ex: Landsat, spot, Ikonos, Quickbird...  L'observation en continu de chaque point par un satellite à défilement n'est pas possible et son usage est limité pour la surveillance en temps réel du fait de la rotation de la Terre et du mouvement du satellite.

15. La télédétection satellitaire est actuellement un des seuls outils permettant d’acquérir des informations détaillées en tout point du globe rapidement de manière objective, régulière et répétitive permettant ainsi un suivi des évènements environnementaux (pollution, feux de brousse, séisme, inondation…). • C’est aussi une discipline applicable dans divers domaines comme : l’agriculture, la foresterie, l’hydrologie, la géologie, l’urbanisme, la cartographie etc.

16. Pourquoi la télédétection? • La télédétection offre une méthode sûre et efficace de cueillette d’information dans le but de cartographier le type et de calculer la superficie des cultures. Elle permet aussi de faire une étude diachronique d’un évènement. En plus d’offrir une vision synoptique, la télédétection peut fournir de l’information sur la structure et la santé de la végétation grâce à l’NDVI qui permet le suivi de l’activité chlorophyllienne des végétaux par le biais de la réflectance. • Les domaines d’application de la télédétection sont nombreux on peut énumérer entre autre: la Géologie, agriculture, météorologie, cartographie, océanologie, gestion et aménagement du territoire… • Dans le domaine hydrologique, la télédétection offre une aperçue synoptique de la distribution spatiale et de la dynamique des processus hydrologiques qui n’est généralement pas disponible avec les relevés terrestres. • Les résultats de l’interprétation des données de télédétection peuvent être intégrés dans un SIG combinés aux données externes pour avoir une idée sur la répartition spatiale d’un phénomène.

17. Apport de la télédétection dans la gestion des ressources • Un système de télédétection n’est pas en soi un système autosuffisant pour générer une information directement utile aux utilisateurs finaux. C’est avant tout un outil qui produit des données. Celles-ci sont ensuite analysées et peuvent être combinées aux données de terrains, socio-économiques dans le but d’extraire une information compréhensible et utile pouvant être intégrée dans un SIG. • Ce système peut être utilisé dans différents contextes. Il peut en effet permettre le suivi et une surveillance à long terme de l’environnement, la détection changements de surfaces(évolution des forêts), des zones potentielles susceptibles de présenter des risques(inondations, glissements de terrains..), de faire la cartographie . Mais aussi aider à la prise de mesures adéquates de gestion de l’environnement par les décideurs et à l’évaluation de leurs impacts. • Il faut noter aussi que la télédétection a l’avantage de couvrir à coût modéré de très grandes surfaces de façon répétitive, homogène et systématique ; ce qui est impossible de faire sur le terrain.

18. Conclusion • « La télédétection n’est pas la panacée pour les problèmes de développement et de gestion des ressources. Néanmoins, elle peut fournir des données qui sont des outils de base pour un inventaire sérieux, une surveillance et une gestion saine de ces ressources »(Bale & al 1974). Elle se révèle être un outil tout à fait approprié pour étudier le fonctionnement et l’évolution de la végétation. Grâce aux satellites, il est possible en effet de cartographier les couverts végétaux à des échelles de temps et d’espaces très variées. Ces données peuvent être utilisées à l’aide de la cartographie pour informer les politiques sur les conséquences d’éventuels changements environnementaux de façon à mettre en place des solutions de gestion durable.

19. MERCI DE VOTRE ATTENTION