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étangs vernaux
Critères de sélection et mesures de protection pour les étangs vernaux. CERFO. Rapport 2017-07.
Validation d’une méthode semi-automatisée de détection des milieux humides (étangs vernaux) à partir du lidar aéroporté. CERFO. Rapport 2017-06. 44 pages.
Ce projet a permis d’explorer diverses méthodes semi-automatisées de détection de milieux humides en faisant appel à des technologies de pointe en aménagement du territoire, telles que le lidar aéroporté et l’imagerie satellitaire à haute résolution spatiale. Ces technologies ont été utilisées sur deux territoires d’étude pour réaliser la détection des petits et grands milieux humides le long des basses-terres de la rivière des Outaouais. Les produits dérivés du lidar ont d’abord été utilisés comme outils de pré-identification des milieux humides alors que les images satellitaires à haute résolution spatiale ont été utilisées pour le calcul d’indices et pour confirmer la présence ou l’absence d’eau dans les petites dépressions identifiées par le lidar.
L’utilisation combinée du lidar et de l’imagerie satellitaire a permis de réduire avec confiance la taille minimale d’identification des milieux humides jusqu’à 50 m². Inspirés de la littérature de Wu et al. 2014, la méthode combinée a également permis de développer de nouveaux critères d’identification des étangs vernaux. Les nouveaux critères ont été développés à partir de la détection de changement entre les images d’été et de printemps. Les différences NDVI moyen et NDWI max ont permis de dissocier significativement les étangs vernaux des autres types de petits milieux humides. La cartographie fine de ces petits milieux humides (moins de 0,1 hectare) a permis d’avoir une meilleure connaissance du nombre, de la taille et de leur répartition sur le territoire et de bonifier la cartographie détaillée de Canards illimités par la création d’une 8e classe de milieu humide.
Les résultats soulignent que l’utilisation du lidar est essentielle pour bien identifier les milieux humides situés dans les dépressions, mais qu’il n’est pas possible d’identifier ceux situés hors des dépressions. Ces derniers représentent près de la moitié des milieux humides photo-interprétés. Les résultats indiquent qu’il est nécessaire d’utiliser d’autres algorithmes ou d’autres outils que le lidar pour obtenir une meilleure correspondance avec les milieux humides identifiés par photo-interprétation. Les produits lidar développés comprennent les modèles numériques de terrain, de terrain ombré, de surface, de hauteur de canopée, d’humidité topographique, les images d’intensité, l’écoulement de l’eau et les petites et grandes dépressions. Le produit dérivé lidar le plus utilisé par les photos-interprètes a été le modèle numérique de terrain ombré.
Le lidar a permis d’améliorer la délimitation des milieux humides et d’augmenter le niveau de confiance des photo-interprètes. Les petites et grandes dépressions identifiées par la méthode ont été validés par une campagne de terrain. Un total de 88 petits milieux humides identifiés par lidar ont été validés sur le terrain, dont 31 étangs vernaux. Les résultats soulignent l’importance de l’utilisation des images temporelles de printemps et d’été pour dissocier les étangs vernaux des autres classes de milieux humides.
Centre d’enseignement et de recherche en foresterie de Sainte-Foy inc. (CERFO)
Développement d’une méthode de cartographie d’étangs vernaux à l’aide du LIDAR et d’images multispectrales. Rapport 2016-12. 35 pages.
Les étangs vernaux, aussi appelés étangs saisonniers, sont des milieux humides temporaires de petites superficies (Leonard et al., 2012; Julian et al., 2009). Ils sont formés par une dépression du terrain où l’eau s’accumule de façon temporaire et saisonnière. Ce sont des milieux humides particuliers en raison de leurs nombreuses fonctions écologiques et de leur importance capitale dans le cycle vital de nombreuses espèces, notamment les amphibiens et les reptiles. Ils ne sont généralement pas considérés dans la planification d’aménagement du territoire étant donné le manque d’information cartographique, leur état éphémère, leur isolement du réseau hydrologique et leur faible superficie. Conséquemment, il est difficile de les protéger. Plusieurs méthodes conventionnelles peuvent être utilisées pour cartographier les étangs vernaux, telle la photointerprétation fine. Cette dernière est toutefois longue et relativement onéreuse lorsqu’appliquée à l’échelle du territoire.
Ce projet a exploré les méthodes semi-automatisées faisant appel à de nouvelles technologies, comme le LiDAR et l’imagerie satellitaire à haute résolution, pour réaliser la cartographie des étangs vernaux sur le territoire Kenauk en Outaouais. Le LiDAR permet en effet d’avoir une résolution fine au niveau du sol, ce qui améliore considérablement le résultat des analyses hydrologiques tandis que les images satellitaires printanières permettent de confirmer la présence d’eau dans les dépressions identifiées par le LiDAR. Dans un exercice normal de cartographie des milieux humides, seuls les milieux humides de 1 000 m² seraient cartographiés, mais l’avènement des nouvelles technologies permet désormais d’identifier les milieux humides de plus faible superficie comme c’est le cas avec ce projet.
Les résultats indiquent que les analyses LiDAR identifient davantage de dépressions que les analyses hydrologiques effectuées à partir de l’imagerie satellitaire. Ils indiquent que la présence d’eau évaluée à partir de l’image printanière est confirmée à 100 % des cas sur le terrain, mais que cette présence d’eau n’est pas toujours associée à des étangs vernaux. Les technologies prises individuellement identifient 50 % des étangs vernaux potentiels alors que la combinaison des images satellitaires et des dépressions LiDAR fait diminuer ce ratio à 33 %. On attribue ce niveau de précision dans les résultats à la sévérité des critères de sélection retenus lors des analyses. Des options pour l’amélioration de la précision de la technique sont proposées. Les résultats soulignent également la diversité floristique et faunique des espèces fréquentant les étangs et l’importance d’avoir recours à un système de classification pour les caractériser. Ce système de classification permettra d’éliminer les confusions et de mieux documenter les différences entre les petits milieux humides.
Identification d’étangs vernaux à l’aide du LiDAR et de la photo-interprétation. CERFO. Rapport 2014-02. 17 p. + 1 annexe.
Les étangs vernaux sont des milieux humides particuliers en raison de leurs nombreuses fonctions écologiques et de leur importance capitale dans le cycle vital de nombreuses espèces, notamment les amphibiens et les reptiles. Ils ne sont généralement pas considérés dans la planification du territoire étant donné leur état éphémère, leur isolement du réseau hydrologique et leurs faibles superficies (< 0,1 ha). Conséquemment, il est difficile de les protéger, d’autant plus qu’une méthode semi-automatisée et éprouvée n’existe pas à l’heure actuelle pour les identifier et les cartographier. Enfin, la présence d’une couverture forestière accentue la plupart du temps la difficulté d’identification de ces nappes d’eau temporaires.
Plusieurs méthodes conventionnelles peuvent être utilisées pour cartographier les étangs vernaux, telle la photo-interprétation fine. Cette dernière est toutefois laborieuse et relativement onéreuse et nécessite des prises de photos en absence de feuillage. Les méthodes semi-automatisées faisant appel à de nouvelles technologies, comme le LiDAR, sont très intéressantes à développer à l’échelle du territoire. Le LiDAR permet en effet d’avoir une résolution fine au niveau du sol, ce qui améliore considérablement le résultat des analyses hydrologiques.
Le mandat du présent projet est d’explorer les possibilités d’utilisation de cette technologie numérique pour l’identification des étangs vernaux. En raison de contraintes budgétaires, un site d’étude de seulement 100 ha a été retenu dans la MRC de Pontiac en Outaouais. Les dépressions de terrain où l’eau peut s’accumuler ont donc été identifiées grâce aux analyses LiDAR et cellesci ont été comparées aux étangs vernaux photo-interprétés sur le site d’étude. Les résultats obtenus démontrent que les analyses LiDAR identifient davantage d’étangs vernaux que par photo-interprétation : des 20 dépressions révélées par le LiDAR, seulement 6 ont été identifiées comme des étangs vernaux par la photo-interprétation. Par contre, tous les étangs vernaux photointerprétés ont été associés à une dépression délimitée par les analyses LiDAR.