16 juin 2020

Le Conservatoire Botanique National de Brest cartographie la végétation bretonne avec eCognition




Le Conservatoire botanique national de Brest (CBN), l'un de nos clients Trimble eCognition, a cartographié la végétation sensible en Bretagne.

L'article “Mapping the Big Vegetation Picture”, publié dans le numéro de mai/juin 2020 de GeoConnexion, fait le point sur le travail effectué par le CBN.
Comme de nombreuses zones rurales dans le monde, la Bretagne subit la pression de la croissance démographique. La saturation des infrastructures de transport et la demande accrue de logements menacent les terres agricoles et les milieux naturels qui constituent 65 % de la région. En réponse, "les urbanistes, les autorités et les spécialistes de la biodiversité de la région ont été chargés de réguler cet étalement urbain par la mise en place de politiques de protection de l'environnement, mais cela nécessitait la mise à jour des cartes de végétation existantes". Pour Vanessa Sellin, chef de projet au CBN, "les cartes de végétation sont un outil essentiel pour la réussite du projet".

           Comme bien souvent, la méthode de création des cartes a été essentiellement manuelle : en transférant les notes enregistrées sur le terrain dans un SIG. Cette approche, longue et fastidieuse, rendait très difficile la production d'une "image précise du paysage végétal dans son ensemble". C'est là qu'intervient Mme Sellin et son équipe : elle a établi une méthode de cartographie semi-automatique viable, combinant orthophotos, données SIG et logiciel d'analyse d'images par objets (OBIA). Le choix du CBN s’est donc porté sur Trimble eCognition, puisqu'il permet de fusionner différents ensembles de données géospatiales.


Agnes Lieurade du CBN enregistre les résultats d'une étude de la végétation. (©Agnes Lieurade - CBN de Brest)

           En 2016 le CBN a testé eCognition, avec le Parc naturel régional d'Armorique (PNRA) comme zone d'essai, pour sa démarche « OBIA ». Plus de 1 700 images aériennes (RGB+NIR) de L'IGN ont été acquises. Une orthomosaique a été générée à partir d'images de 0,5 mètre de résolution et combinée à deux images à texture spécifique pour mieux discriminer les "variétés de végétation d'aspect similaire". De plus, une dizaine fichiers shp ont été intégrés dans le projet. Ces couches comprenaient diverses informations sur la couverture terrestre, telles que l'emplacement des tourbières, des dunes de sable et de divers types de forêts. Ajouter ces informations vectorielles permet à eCognition de mieux distinguer les types de végétation ayant des signatures spectrales homogènes, comme les landes humides et sèches.

           Une approche de classification hiérarchique a été choisie pour les avantages qu'elle offre en matière de traitement et de transférabilité. "En utilisant principalement les images de texture, la luminosité et un indice de végétation de différence normalisée (NDVI), eCognition traite les tuiles de l'orthomosaïque". Dans une première classification, les classes "les plus faciles" (c'est-à-dire les routes, les bâtiments et les plans d'eau) ont été traitées. Les étapes suivantes de la classification ont accru le niveau de détail et ont divisé les classes initiales en sous-classes de végétation spécifiques - par exemple, la classe "forêt de dunes" a été divisée en classes plus précises telles que les arbustes ou les landes. Au total, 27 classes différentes ont été extraites puis exportées vers ArcGIS où elles ont été utilisées comme données d'entrée pour la carte finale à l'échelle 1:25 000.

           Il va sans dire que l'équipe du CBN a été très satisfaite des résultats et de l'expérience d'utilisation d'eCongnition : "L'un des avantages d'eCognition est sa capacité à prendre n'importe quelle donnée spatiale et à la classer selon vos instructions", explique Mme Sellin, "c'est plus intelligent, plus efficace et certainement plus précis qu'un logiciel de traitement d'images basé sur les pixels pour produire des cartes de végétation précises à grande échelle".

           Suite au succès du projet pilote et avec le soutien financier et administratif de 10 partenaires régionaux, le CBN a engagé 4 personnes supplémentaires en 2018, et a lancé un projet de 600 000 euros sur 2 ans pour cartographier la végétation bretonne.

           En mars 2018, l'équipe a commencé avec le département du Finistère, puis a poursuivi en Ille-et-Vilaine en septembre 2019 et la carte des Côtes-d'Armor a été publiée en janvier 2020. Les différentes cartes de végétation sont disponibles en ligne sur le site du CBN. L'équipe travaille actuellement sur la carte du Morbihan et prévoit de la publier en juin 2020.


           Les cartes produites par l'équipe de Mme Sellin fournissent "une vision globale que les planificateurs et les gestionnaires n'ont jamais eue auparavant. Ils se sont empressés d'utiliser ces données inédites". Sellin a conclu que "nous n'aurions jamais pu produire cette carte régionale aussi rapidement sans eCognition... L'approche OBIA est un excellent complément à nos méthodes traditionnelles de cartographie. Elle sera désormais notre outil standard pour classer et cartographier les différents types de végétation".

           Nous aimerions remercier Vanessa Sellin et son équipe pour avoir pris le temps de nous présenter leurs méthodes de travail.

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