Un produit spécifique pour cartographier l’occupation du sol à la Réunion

À la Réunion, dans le cadre du projet GABiR (Gestion Agricole des Biomasses à l’échelle de l’Île de la Réunion), nous avions besoin d’informations exhaustives et actualisées sur l’occupation du sol agricole au niveau de l’ensemble du territoire. Dans ce contexte, nous avons décidé de tester à la Réunion le prototype de chaine Moringa pour estimer s’il pouvait répondre aux besoins en informations sur l’occupation du sol. Cet outil, développé dans le cadre du CES Occupation des sols (OSO), fait appel à des fonctions de l’Orfeo Tool Box (OTB), orchestrées par des scripts en python. Pour fonctionner il faut au minimum mobiliser : une image à très haute résolution spatiale (Spot6/7 ou Pléiades), un MNT, une base de données terrain et une série temporelle (Sentinel-2 et Landsat-8).

Des objets homogènes sont extrait sur l’image à très haute résolution spatiale par un algorithme de segmentation. Cette image est également utilisée pour calculer des textures. Chaque objet est ensuite classé par un algorithme de classification supervisé (Random Forest) en utilisant comme variables les informations issues de la série temporelle, des textures et des informations d’altitude et de pentes issues du MNT.

La base de données de référence a été construite en utilisant des produits existants (Base d’occupation du sol de la DAAF, Registre Parcellaire Graphique et BD Topo diffusé par l’IGN) mais aussi en collaboration avec des partenaires et utilisateurs des cartes finales : Syndicat du Sucre de la Réunion, DEAL, ONF, chercheurs de l’Université de la Réunion et du Cirad (UMRs SELMET, PVBMT, HORTSYS et UPR AIDA). Au fur et à mesure des collaborations cette base de données s’est donc étoffée afin d’être la plus exhaustive possible pour produire des cartes répondant aux besoins d’utilisateurs variés (Lire les zooms sur les utilisations de Pascal Degenne dans le cadre de GABiR et de Béatrice Moppert pour les savanes).

Malgré les difficultés liées à la taille des données, nous avons testé la faisabilité de produire des cartes d’occupation du sol à partir d’une segmentation basée sur les images Pléiades acquises par le Cnes dans le cadre du projet Kalideos. 

Aller plus loin

Trois applications dans le cadre du projet GABiR

  1. Évaluation des surfaces concernées par les contraintes réglementaires sur l’épandage d’effluents d’élevage à l’échelle de l’île. Les classes représentant des parcelles cultivées susceptibles de recevoir une fertilisation organique ont été extraites de la carte. Elles ont servi de base pour le calcul des surfaces affectées par les différentes contraintes comme les distances aux cours d’eau, le risque de ruissellement dans les pentes, la distance au bâti ou au point de captage d’eau potable. Cela permet de construire des indicateurs relatifs aux surfaces épandables à l’échelle de l’île, sur lesquels il est possible d’avoir un suivi pluriannuel grâce au caractère reproductible de la méthode utilisée pour l’occupation du sol.
  2. Influence des dynamiques urbaines sur la fertilisation organique à l’échelle d’une commune. La carte d’occupation du sol a été mobilisée pour localiser les parcelles non référencées dans les bases de données institutionnelles ou administratives et susceptibles d’être concernées par la fertilisation organique. Un travail de terrain a ensuite été réalisé pour valider ou non les parcelles ainsi identifiées. Des projections de futures constructions (notamment prévues dans le Plan Local d’Urbanisme) ont été cartographiées et ont servi à estimer et cartographier précisément les risques de pertes en surfaces épandables sur la commune. (Ces deux applications sont illustrées par les cartes ci-dessous)
  3. Appui à la gestion de ressources fourragères, dans le temps et dans l’espace, pour le pastoralisme. Un travail de recensement des troupeaux et élevages a été réalisé pour estimer et cartographier les besoins en fourrages selon les saisons. Un autre travail a mobilisé la cartographie d’occupation du sol pour estimer les ressources en fourrage. Ici aussi la carte a servi à la localisation de parcelles qui n’étaient pas disponibles dans les bases de données dont le projet disposait. C’est ensuite à dire d’expert et par photo-interprétation que le doute a été levé sur les parcelles identifiées. Enfin ces parcelles ont été mobilisées pour des simulations de production, transfert, stockage et consommation de fourrage. 
cartographie des contraintes réglementaires liées à la fertilisation organique des parcelles dans le cadre du projet GABiR
Exemple de cartographie des contraintes réglementaires liées à la fertilisation organique des parcelles dans le cadre du projet GABiR
(a) : parcellaire fournit au logiciel,
(b) : bandes de 35 m de part et d’autre des cours d’eau en orange et estimation des risques de ruissellement par le logiciel en jaune,
(c) : exemple de contrainte de distance à 50m du bâti,
(d) : découpage des zones non épandables sur le parcellaire fourni et assemblage sous forme de carte. Les couleurs indiquent des contraintes liées à différentes natures de matières organiques.
Cette cartographie utilise les cartes produites pour l’occupation des sols de La Réunion en 2017

Pascal Degenne
Cirad |Tetis

Cartographier les savanes de la côte sous le vent

Le programme de recherche « Les savanes de la côte sous le vent à La Réunion » mène une approche interdisciplinaire et expérimentale de la connaissance et de la gestion des environnements littoraux. Il prend appui sur des travaux passés et en cours menés pour le Conservatoire du littoral à La Réunion et propose une approche historique des milieux et des paysages afin de fonder des pratiques alternatives en matière de conservation et de gestion environnementales.

Un outil adapté à l’étude du paysage

À l’interface entre les différents volets de ce projet et faisant intervenir des chercheurs de diverses disciplines, un volet cartographique veut préciser les dynamiques d’occupation du sol dans la zone des bas de l’ouest et, plus particulièrement, révéler les processus d’expansion d’espèces arbustives dans les milieux herbacés. La carte d’occupation des sols réalisée par Stéphane Dupuy constitue à ce jour la meilleure base de travail existante. Depuis 2018, la carte inclut de nouvelles classes d’apprentissage permettant de distinguer trois formations de savane : herbacée, arbustive et arborée.

Dans le cadre du projet sur les savanes de l’ouest, il est possible ainsi de distinguer, d’une part, les espaces de savanes par rapport aux autres modes d’occupation du sol (bâti, culture, autres espaces naturels) et, d’autre part, trois catégories de faciès paysager au sein même des espaces de savanes. Ces typologies seront à préciser par un travail de terrain envisagé dans le cadre du programme de recherche sur les savanes réunionnaises.

Béatrice Moppert
Université de la Réunion

Exposition grand public & typologie végétale

  • Réalisation d’une cartographie intitulée « Les formations végétales sèches de la côte sous le vent à l’île de La Réunion (2018) » dans le cadre de l’exposition « Savanes. La liberté sous le vent », organisée par l’équipe de recherche et la commune de Saint-Paulet et inaugurée en septembre 2019.
  •  Travail sur la typologie végétale des savanes à partir de la carte ODS de 2018 (terrain + photo-interprétation)

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