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Atelier no2: Télédétection et occupation du sol

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Cartes d’occupation du sol et télédétection - Jean-François DEJOUX - Centre d'Etudes Spatiales de la Biosphère
Réalisation d’une BD OCS à grande échelle - Thierry SABATHIER - Direction Départementale des Territoires des Hautes Pyrénées
Un exemple d’utilisation: la trame verte et bleue - Anne CALMET - Direction Régionale de l'Environnement, de l'Aménagement et du Logément
Valeur ajoutée des données historiques - Marie GOMBERT - Institut Géographique National
Occupation du sol en PACA - Christine ARCHIAS - Centre Régional d'Information Géographique Provence-Alpes-Côtes d'Azur

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Atelier no2: Télédétection et occupation du sol

  1. 1. Télédétection et suivi de l’occupation du sol
  2. 2. Télédétection et suivi de l’occupation du sol Cartes d’occupation du sol et télédétection Jean-François DEJOUX, CESBIO Réalisation d’une BD OCS à grande échelle Thierry SABATHIER, DDT65 Un exemple d’utilisation: la trame verte et bleue Anne CALMET, DREAL Valeur ajoutée des données historiques Marie GOMBERT, IGN Occupation du sol en PACA Christine ARCHIAS - CRIGE PACA
  3. 3. Cartes d’occupation du sol et télédétection 1. Télédétection => caractériser la végétation 2. Panorama des projets en cours en Midi-Pyrénées Dejoux JF et al., CESBIO Centre d’Etudes Spatiales de la BIOsphère
  4. 4. Notre point de vue, nos hypothèses <ul><li>Télédétection THRS Très Haute Résolution Spatiale (0,5 à 2 mètres) </li></ul><ul><li>Complément à la photo aérienne (BD ortho) : fréquence, mise à jour, choix des saisons (agilité…) </li></ul><ul><li>Traitements automatiques + faciles, </li></ul><ul><li>=> boom potentiel avec Pléiades (lancement fin 2011) : baisse coût, agilité… </li></ul>
  5. 5. Notre point de vue, nos hypothèses <ul><li>Télédétection à haute résolution spatiale (5 à 30 mètres) : pour la végétation surtout </li></ul><ul><li>Peu de projets : mono-date, bcp de photo-interprétation (time consuming), bcp de confusion et/ou pauvreté typologie. </li></ul><ul><li>=> boom potentiel avec GMES Sentinel2 (lancement en 2014) = MULTI-TEMPOREL + baisse coûts, traitements automatiques + faciles, suivis… </li></ul><ul><li>Accès aux classes de la végétation (agricole, naturelle, forêts) </li></ul><ul><li>Accès aux sous-classes (variabilité interne… des friches, des prairies…) </li></ul>
  6. 6. Ilots purs RPG <ul><li>ii </li></ul>
  7. 7. Articuler RPG et séries satellites (NDVI…) Arias Marcela, Ducrot, Dejoux, Marais 2011 sur formosat 2009
  8. 8. Cartographie multitemporelle de l’occupation des terres Toulouse Ducrot, Marais-Sicre, Dejoux et col.
  9. 9. Exemples d’applications 2002 2003 Impact de la sècheresse Besoin d'irrigation Gestion de l'eau 2003 2002 Maize Occupation des terres et changements Changements 1991-2002
  10. 10. Des outils pour l’aide à la décision et la gestion du territoire, opérationnelle et stratégique <ul><li>Gestion opérationnelle du Territoire : </li></ul><ul><li>Agriculture raisonnée et agri-environnement, gestion de l’eau, aménagement du territoire </li></ul><ul><li> Gestion stratégique du Territoire : </li></ul><ul><li>États de l’environnement </li></ul><ul><li>Scénarios et aide à la décision </li></ul><ul><li>Adaptation aux changements </li></ul><ul><li> Information du public, sensibilisation & participation </li></ul>
  11. 11. DISPOSITIFS CESBIO et al. : territoires de recherche et d’expérimentation <ul><li>KALIDEOS OSR MiPy = Territoire de démonstration (CNES) = dispositif MODELE de préparation des GMES-Sentinel 2002 à aujourd’hui, optique et radar : 8 à 20 mètres (images SPOT…) 1 image par mois => suivi et modélisation fonctionnelles de la végétation, cycle de l’eau… </li></ul><ul><li>PATS . Nord-est du Gers. Déjà 3 séries ‘denses’ au printemps/été (2009 à 2011). Tests applications en partenariat </li></ul>
  12. 12. <ul><li>ii </li></ul>EMPRISES : KALIDEOS OSR MiPy + PATS + Ariège
  13. 13. DISPOSITIFS CESBIO et al. : territoires de recherche et d’expérimentation <ul><li>3 projets qui démarrent en 2011 : </li></ul><ul><li>LANDSAT (30 mètres) Diachronique = 2002/03 et 2009/10 + rechercher 1 année entre 1990/94. Régional / massif des Pyrénées (observatoire changement climatique…) </li></ul><ul><ul><li>Utilisations = occupation du sol, évolution diachronique (milieux naturels, enfrichement…), Neige… </li></ul></ul><ul><li>OccSol régionale GMES. Spot 20mètres sur tout Midi-Pyrénées </li></ul><ul><ul><li>2 à 3 années climatiques contrastées : 2009 + 2008 (+ 2010 ?) </li></ul></ul><ul><ul><li>4 à 5 images sur 12/15 mois (donc plus de 250 images SPOT mobilisées) </li></ul></ul><ul><ul><li>Utilisation = occupation du sol en 5 à 10 classes = préparation missions opérationnelles GMES. </li></ul></ul><ul><li>OSR ‘Pyrénéen/PNR Ariège’ . 47 images Spot 20 mètres, 2001 à 2011 (11 ans) </li></ul><ul><ul><li>2 à 7 images par an (en moyenne = 4). Périodes = végétation active (avril à sept.). </li></ul></ul><ul><ul><li>Utilisations : cartes occupation du sol (synergie avec Landsat) ; évolutions milieux naturels (forêts, friches, prairies) : dépérissement, anomalies… </li></ul></ul>
  14. 14. LANDSAT 7 PROJET LANDSAT PYRENEES et REGIONAL 2002, 2009 + 1992
  15. 15. <ul><li>2009 et 2010. Répétitivité observée LANDSAT </li></ul><ul><li>= entre 4 et 20 données claires par an </li></ul><ul><ul><li>4 en Bretagne... </li></ul></ul><ul><ul><li>8 au Pays Basque </li></ul></ul><ul><ul><li>12 près de Toulouse </li></ul></ul><ul><ul><li>20 à Montpellier </li></ul></ul><ul><ul><li>Avec un satellite tous les 8 ou 16 jours </li></ul></ul>PROJET LANDSAT PYRENEES et REGIONAL (rappel : CRIGE PACA => 1 seule image en 1999 et 1 en 2006) Nb de données sans nuages par an À partir de 2014/15, pour 20 ans : => GMES – Sentinelles (2…) 10 mètres de résolution, qualité image ++ Quasi gratuit Avec un satellite tous les 10 jours (voire 5 jours si budgets Europe OK) Bayonne Toulouse Montpellier
  16. 16. Autres DISPOSITIFS et projets Tous démarrent en 2011 ou 2012 !! <ul><li>CETE (DREAL....) . Dispositif cartographie TRAMES VERTES ET BLEUES </li></ul><ul><ul><li> </li></ul></ul><ul><li>4 PNR de Midi-Pyrénées . Cartographie 2010 au 1/25 000. Thèmes prioritaires = biodiversité, trames vertes et bleues Méthodo = photointerprétation (BD ortho…). Télédétection = 1 date à 5 mètres de résolution => appui photo-interprétation pour la végétation. (rappel : OccSol CRIGE PACA => partie télédétection = Landsat 30 mètres, 1 seule date, classif automatique) </li></ul><ul><li>DDT65. Carto Grande Echelle… cf exposé suivant de T Sabathier Thèmes prioritaires = urbanisme et aménagement (PLU…) Méthodo = +- idem que les 4PNR Télédétection = +- idem que les 4PNR </li></ul><ul><li>Une idée de complément entre approche OccSol ‘RGE’ et télédétection : socle = géométrie Grande Echelle + nomenclature emboitée enrichi selon les besoins et opportunités = thématiques (ex : végétation et télédétection) </li></ul>
  17. 17. Qq conclusions, perspectives <ul><li>Fort potentiel et explosion des usages potentiels du MULTI-TEMPOREL avec GMES-Sentinelle2 (>2014) </li></ul><ul><ul><li>=> comment le préparer ? </li></ul></ul><ul><ul><li>=> besoin de projets démonstratifs, participatifs (partir des besoins, living lab…) </li></ul></ul><ul><li>Les freins actuels </li></ul><ul><ul><li>=> les emprises limitées (+ coûts, informatiques, algo…) </li></ul></ul><ul><li>Quelques conseils et conclusions </li></ul><ul><li>Combien d’images et quelle résolution spatiale ? => 4 dates à 10 mètres permet de bien classer les haies ! </li></ul><ul><li>Combiner les résolutions </li></ul><ul><li>Combiner les approches (base de données terrain, photo-interprétation, classifications automatiques…) </li></ul><ul><li>Les collectivités : grand usager potentiel mais aussi de nombreux leviers pour s’intégrer dans ces approches => fort enjeu de mutualiser bases de données TERRAIN (RPG, observations terrain…) => un chantier CRIGEOS et LOCAL ! </li></ul>
  18. 18. Réalisation d’une BD OCS à grande échelle Thierry SABATHIER, DDT65
  19. 19. Réalisation d’une BD OCS à grande échelle <ul><li>Objectifs </li></ul><ul><ul><li>Alimenter les Porter à Connaissance </li></ul></ul><ul><ul><li>Suivre et évaluer les documents de planification réglementaires </li></ul></ul><ul><ul><li>Produire des indicateurs pour les CDCEA </li></ul></ul><ul><ul><li>Produire des indicateurs de consommation de l’espace </li></ul></ul>
  20. 20. Réalisation d’une BD OCS à grande échelle <ul><li>Une nomenclature très simplifiée </li></ul>
  21. 22. Réalisation d’une BD OCS à grande échelle <ul><li>Des comparaisons diachroniques </li></ul><ul><ul><li>Consommation de l’espace </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Exemple – commune de Trébons / 2001 -2010 </li></ul></ul></ul>Population : - 5% Zone urbanisée : + 8 %
  22. 23. Réalisation d’une BD OCS à grande échelle <ul><li>Des comparaisons avec des données réglementaires </li></ul><ul><ul><li>« Reste à consommer dans les POS/PLU » </li></ul></ul>
  23. 24. Historique de l’extension urbaine 2001 – 2010 : + 3.2 ha Reste à consommer réglementaire : 23.7 ha Rythme actuel : 74 ans
  24. 25. Un exemple d’utilisation: la trame verte et bleue Anne CALMET, DREAL
  25. 26. Valeur ajoutée des données Historiques Marie GOMBERT, IGN
  26. 27. Valeur ajoutée des données Historiques BD ORTHO® Historique SCAN® Historique
  27. 28. SCAN Historique <ul><li>Collection d’images cartographiques numériques continue </li></ul><ul><li>Obtenue par assemblage géoréférencé </li></ul><ul><li>Des cartes scannées des minutes d’état-major </li></ul><ul><li>Période couverte par les cartes: entre 1850 et 1890 </li></ul><ul><li>L’IGN dispose de deux fonds cartographiques anciens </li></ul><ul><ul><li>les cartes scannées des 978 minutes d’Etat-major au 1 / 40 000 sur l’ensemble du territoire métropolitain </li></ul></ul><ul><ul><li>les cartes scannées des 208 minutes d’Etat-major au 1 /10 000 sur la Région Ile-de-France </li></ul></ul>
  28. 30. <ul><li>Constituée de prises de vue aériennes </li></ul><ul><li>Archivées sous forme de plaques de verre </li></ul><ul><li>Numérisées, Géoréférencées et mosaïquées à la résolution de 50cm. </li></ul><ul><li>Calées sur la géométrie du RGE </li></ul><ul><li>Actuellement 2 périodes de prises de vues ont été numérisées </li></ul><ul><li>Permettant 2 couvertures complètes de la France métropolitaine </li></ul><ul><li>Pour une vision précise et continue du territoire </li></ul><ul><li>Entre les années 1945 et 1965. </li></ul><ul><li>Possibilité de couverture pour les années 70, 80 et 90 </li></ul>BD ORTHO Historique
  29. 31. <ul><li>AGDE 1968 AGDE 2005 </li></ul>
  30. 33. <ul><li>L’observation du phénomène de périurbanisation </li></ul><ul><li> L’analyse doit permettre de définir aux dépens de quels espaces il s’est opéré. </li></ul><ul><li>Etablissement d’une carte de l’évolution des sols depuis 1950 </li></ul><ul><li> Amélioration de la connaissance du développement des communes dans le cadre des PLU. </li></ul><ul><li>Dans quel but? </li></ul><ul><li>Etoffer les porter-à-connaissance envoyés aux communes au démarrage des PLU, </li></ul><ul><li>Améliorer la connaissance nécessaire à la rédaction des avis, notamment sur les problématiques liées à l’étalement urbain, </li></ul><ul><li>Offrir des éléments stratégiques de connaissance à l’ensemble des partenaires dans le cadre de la Directive Régionale d’Aménagement pour la maîtrise de la périurbanisation </li></ul>Exemple d’utilisation au CG du nord :
  31. 35. <ul><li>Usages : </li></ul><ul><li>Améliorer la connaissance des paysages du PNP </li></ul><ul><li>Suivre l’évolution de ces paysages notamment en matière d’étalement urbain </li></ul><ul><li>Proposer des mesures de gestion visant à accompagner les évolutions </li></ul><ul><li>Contrôler l’utilité des mesures de protection mises en œuvre sur le parc </li></ul>Exemple d’utilisation au Parc National des Pyrénées:
  32. 37. Occupation du sol en PACA Une démarche collaborative pour des produits à façon Christine ARCHIAS - CRIGE PACA
  33. 38. historique 1988 1999 2006 2011 Corine Land Cover OCSOL-PACA OCSOL-MED OCSOL-HR(URBA) Christine ARCHIAS - CRIGE PACA
  34. 39. démarche <ul><li>Réponses aux besoins </li></ul><ul><ul><li>veille sur les projets nationaux et européens (GEOSUD, GMES, PLAN4ALL…) </li></ul></ul><ul><ul><li>création d’un groupe de travail </li></ul></ul><ul><ul><li>définition d’une nomenclature HR urbaine </li></ul></ul><ul><ul><li>tests de mise en œuvre (faisabilité, temps, coût,….) </li></ul></ul><ul><ul><li>rédaction d’un guide méthodologique </li></ul></ul><ul><ul><li>gestion de projet (financement, CCTP, marché recette) </li></ul></ul><ul><li>Analyse des besoins en continu </li></ul><ul><ul><li>suivi de la diffusion </li></ul></ul><ul><ul><li>retours d’expériences (enquêtes, journées, plaquettes…) </li></ul></ul><ul><ul><li>création et animation d’un réseau d’usagers </li></ul></ul>Christine ARCHIAS - CRIGE PACA
  35. 40. <ul><li>Résultats </li></ul><ul><ul><li>une OCSOL régionale </li></ul></ul><ul><ul><li>une OCSOL méditerranéenne </li></ul></ul><ul><ul><li>une méthode éprouvée de production d’une OCSOL URBA HR </li></ul></ul><ul><ul><li>des OCSOL URBA terminées (CPA) et en projet (AUDAT, CANCA) </li></ul></ul><ul><ul><li>une groupe de travail opérationnel </li></ul></ul><ul><ul><li>un réseau d’usagers inter-régional </li></ul></ul><ul><ul><li>une participation à des groupes de travail nationaux </li></ul></ul><ul><li>Moyens </li></ul><ul><ul><li>1 chef de projet CRIGE (0,25 ETP) </li></ul></ul><ul><ul><li>2 animateurs (EALM et CEREGE) </li></ul></ul><ul><ul><li>60 participants au groupe de travail </li></ul></ul><ul><ul><li>maîtrise d’ouvrage </li></ul></ul>Christine ARCHIAS - CRIGE PACA
  36. 41. les suites… <ul><ul><li>une nouvelle occupation du sol régionale 2012 </li></ul></ul><ul><ul><li>l’extension de la nomenclature HR aux thèmes agricoles et forestiers </li></ul></ul><ul><ul><li>un appui aux projets d’OCSOL-HR locaux </li></ul></ul><ul><ul><li>Vers un dispositif régional de soutien pour le déploiement de l’OCSOL-HR ? </li></ul></ul>Christine ARCHIAS - CRIGE PACA
  37. 42. caractéristiques des BD <ul><li>Principes techniques </li></ul><ul><ul><li>- occupation du sol (et non utilisation du sol) </li></ul></ul><ul><ul><li>- nomenclature « emboitée » dans celle de CLC </li></ul></ul><ul><ul><li>- sources libres de droits </li></ul></ul>Christine ARCHIAS - CRIGE PACA Base de données Date Producteur Sources Grain Postes Coût/km2 Corine LandCover 1988 IFEN (CE-Europe) L5 MSS - SPOT 20 ha (10/8 ha) 44 / OCSOL PACA 1999 DRE L7 TM – IRS 1C 5 ha 49 3,85 € OCSOL MED 2006 CRIGE (sur PACA) L7 ETM + - SPOT 2,5 <> 0,5 ha 47 1,33 € OCSOL HR 2011 EPCI Orthophoto IGN 500 m 2 environ 30 postes URBA 37 € Bases de données Produits Corine LandCover 1988 - zonages ocsol OCSOL PACA 1999 - IFC - zonages ocsol - évolution 1988-1999 OCSOL MED 2006 <ul><li>Images brutes </li></ul><ul><li>FC </li></ul><ul><li>- zonages ocsol </li></ul><ul><li>- évolution 1999-2006 </li></ul><ul><li>- couche bâti (points) </li></ul>

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