photo-interprétation

Validation d’une méthode semi-automatisée de détection des milieux humides (étangs vernaux) à partir du lidar aéroporté. CERFO. Rapport 2017-06. 44 pages.

J. Fink, P. Bournival, M. VarinRapports

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)

Identification d’étangs vernaux à l’aide du LiDAR et de la photo-interprétation. CERFO. Rapport 2014-02. 17 p. + 1 annexe.

M. Varin, P. Bournival, I. Duclos, J. FinkRapports

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.

Déploiement de pratiques sylvicoles adaptées dans les UAF 42-51 et 43-52. CERFO. Rapport 2012-17. 114 pages + 9 annexes et un CD.

G. Lessard, G. Joanisse, D. Blouin, P. BournivalRapports

Dans la région de la Mauricie, la régénération des espèces semi-tolérantes (BOJ, PIB, etc.) ainsi que de l’épinette rouge s’avère difficile et la possibilité en bois d’oeuvre de ces espèces ainsi que la biodiversité deviennent compromises. L’une des causes possibles serait les procédés de régénération utilisés. Traditionnellement, les options étaient dichotomiques: d’une part, le régime de la futaie régulière qui demeure risqué pour favoriser la régénération désirée et contrôler la régénération, d’autre part le régime de la futaie jardinée, qui est peu approprié pour régénérer abondamment les espèces semi-tolérantes. Or, dans la continuité de la Commission Coulombe, Forêt Québec et le Bureau du forestier en chef proposent maintenant un virage important en ajoutant l’option de la futaie irrégulière. En Mauricie, plusieurs dispositifs expérimentaux et essais sylvicoles ont été réalisés afin d’explorer différentes traitements et patrons dans ce régime. Parmi ces solutions, l’ESIP est apparue avec des objectifs de récolte clairs, mais des objectifs sylvicoles particulièrement confus. Les modalités sont simplistes, incomplètes pour la régénération et l’éducation du peuplement et les critères de performance complètement inadaptés par rapport aux objectifs de biodiversité retenus par la région. Les objectifs sylvicoles de l’ESIP ne permettent pas d’atteindre les objectifs du développement durable puisque ce traitement est principalement axé sur la récolte.

L’une des avenues les plus prometteuses, sans être la panacée est la coupe progressive irrégulière. Instaurée en Mauricie, dans la forêt mixte à bouleau jaune et dans les érablières, par CCPL en collaboration avec le MRNF et le CERFO, elle présente une souplesse d’exécution permettant de mieux répondre aux divers enjeux régionaux tels la régénération des espèces désirées, la limitation de la colonisation des espèces non désirées et l’optimisation de la croissance des tiges d’avenir. L’équilibre entre la récolte actuelle en bois d’œuvre et la production de bois d’œuvre futur devient possible. Convaincue par les succès obtenus, notamment au Lac Turcotte, la compagnie CCPL a exprimé le besoin d’explorer à grande échelle l’application de ce régime sylvicole dans une grande variété de situations. Les défis étaient de taille, tant conceptuels, opérationnels qu’humains.

Ce projet vise à permettre aux intervenants forestiers de la Mauricie de développer leur capacité à déployer une sylviculture qui soit davantage diversifiée, structurée et plus performante face aux engagements de développement durable du gouvernement du Québec (enjeux de biodiversité et de production). Plus spécifiquement, le projet explore différentes options sylvicoles non traditionnelles, inspirées des récents résultats de recherche, permettant de traiter plusieurs hectares qui seraient difficilement traitable actuellement. De plus, il expérimente en profondeur de nouveaux outils disponibles d’aide à la décision à l’étape du diagnostic sylvicole, tels la photo-interprétation fine et l’évaluation économique. La méthode de résolution de problèmes sert de démarche scientifique et l’approche d’ingénierie de processus est utilisée pour la conduite des peuplements.

Dans les UAFs 42-51 et 43-52, les prescriptions sylvicoles ont été préparées sur une superficie de 3 736 ha. Afin de faciliter la démarche de diagnostic sylvicole, des logigrammes ont été conçus et appliqués aux secteurs retenus. Ces outils d’aide à la décision décrits dans le présent rapport et élaborés à l’aide des données cartographiques bonifiées sont des clés décisionnelles qui permettent de dégrossir rapidement les familles de traitements (famille de la futaie régulière, ou de la futaie irrégulière ou jardinée) et de prioriser en premier lieu le choix de régime. Dans un deuxième temps, une démarche par résolution de problème en 6 étapes est appliquée: les données d’inventaire permettent alors de compléter et préciser le diagnostic et la prescription alors que les visites sur le terrain permettent de confirmer les modalités d’intervention et les agglomérations opérationnelles des traitements par chantier. Dans le cadre de ce projet, les marteleurs et les travailleurs forestiers ont été encadrés sur le terrain afin de s’assurer de leur compréhension et de la bonne mise en application des modalités lors du martelage et de la récolte. Cet encadrement est également obligatoire en vue de maintenir les standards de qualité élevés et d’atteindre les objectifs de conformité et de rentabilité. Enfin, dans un contexte économique difficile, cette nouvelle démarche permet d’atteindre les objectifs sylvicoles visant à installer une régénération en essences désirées, optimiser la croissance des tiges résiduelles et permettre un approvisionnement rentable.

Quelques secteurs ont présenté de grands succès : on pensera au secteur Bergeron qui a permis une récolte de 85 m3 /ha et près de 40% en bois d’œuvre, même avec les difficultés de marché pour l’érable. Mais le succès réside également dans l’établissement d’une conduite de peuplement pour optimiser la croissance, grâce à l’espacement optimal des tiges et le maintien d’un couvert protecteur pour contrôler l’envahissement de la compétition. Suite au scarifiage prévu cet année, ce secteur constituera un excellent exemple pour démontrer qu’il est possible d’intensifier la pratique sylvicole en utilisant la régénération naturelle et en maintenant, lorsque possible, l’esthétisme du paysage.

D’autres secteurs se sont avérés problématiques, particulièrement lorsqu’on retrouvait des peuplements JIN. Prévu dans les logigrammes comme pouvant ne pas être traités, les bénéficiaires avaient convenus de les inclure dans la récolte pour augmenter le nombre de m3/km de chemin. Malheureusement, l’abondance des petites tiges présentes a engendré plusieurs difficultés : coûts d’opération élevés, difficulté de mise en marché, martelage fastidieux et irréaliste et même un certain découragement des exploitants. Sans marché, l’intégration de ce type de peuplement est difficile. S’il est tout de même décidé de l’exploiter, l’option sans marteleur devrait être explorée.

Outre les différents résultats, le rapport présente des discussions et des recommandations validées collégialement lors de journées de travail. Y sont abordés les thèmes suivants: filtres, démarche diagnostique, modalités par patron de CPI, impacts du traitement, processus d’agglomération et chantier, traitements des jeunes peuplements (JIN, JIR), visite terrain pour validation, formation et suivis ainsi que le processus de déploiement en lui-même.

Quelques obstacles importants demeurent pour finaliser le transfert technologique des innovations et les actions suivantes sont proposées:

  • De poursuivre le travail de sensibilisation face aux exigences de l’OIFQ et de l’AFD pour construire des prescriptions par options et argumentation.
  • D’adopter les approches par chantier en planification et en sylviculture.
  • De poursuivre le développement des habiletés des officiers du MRNF à prescrire dans le nouveau contexte de l’AFD par un atelier en situation réelle de travail.
  • De favoriser le travail en collégialité entre professionnels, lors des exercices de planification
  • D’établir des cibles précises de production par UAF.
  • De poursuivre les recherches sur la régénération dans la Haute-Mauricie pour préciser les superficies où les risques d’envahissement sont majeurs et les superficies où ils sont mineurs.

Actuellement, la sensibilisation aux enjeux de biodiversité et de production, à la gestion du risque, à la démarche de résolution de problème et à une approche moins subjective et plus scientifique de la sylviculture doit être maintenue. Les difficultés économiques et de mise en marché actuel ainsi que le changement de régime demanderont plus d’imagination, de souplesse et de créativité. Le travail en collégialité et l’adoption de méthodes structurées mais souple sont certainement des pistes de solutions.

Utilisation de la photo-interprétation fine – Rapport d’atelier

G. LessardRapports

Dans le cadre de l’objectif 2013, la planification de la récolte des volumes de bois ainsi que les prescriptions incombent aux officiers du MRNF. Dans le cadre d’une gestion par objectifs, l’amélioration des coupes ainsi que l’amélioration générale de la performance sont visées.

Le concept de photo-fine s’inscrit dans le processus de planification. On vise une amélioration de la connaissance de la forêt. À la base, il s’agit d’une amélioration par rapport à l’information forestière disponible (carte forestière du SIEF). Concrètement, cette approche présuppose un gain (relation coûts /bénéfices).

Projet de stratification opérationnelle dans l’élaboration des plans de sondage et des prescriptions sylvicoles à l’aide d’un raffinement de la photo-interprétation existante (PARTIE I) – Rapport final

G. Joanisse, G. Lessard, M. Ruel, P. BournivalRapports

Le processus actuellement utilisé dans la forêt feuillue de l’ouest du Québec pour élaborer les prescriptions sylvicoles, soit du plan de sondage au diagnostic sylvicole, suscite de nombreuses discussions. La méthode actuelle est couteuse, imprécise et inadapté e. En effet, elle tient peu compte des peuplements cartographiques lors de la planification (plan de sondage systématique), de l’écologie des essences et de la variabilité observée. De plus, les traitements proposés sont souvent difficilement réalisables puisque les modalités sont mal adaptées et répondent peu aux enjeux régionaux. En fait, les prescriptions sont souvent des analyses de conformité de valeur moyenne des UE formées à partir de regroupement de placettes d ’inventaires avec aucune stratification cartographique. Une des raisons pour laquelle une stratification a priori n’est pas utilisée est la précision variable des appellations ou la méconnaissance du potentiel de l’information cartographique. L’imprécision de plusieurs caractéristiques influence la qualité de la prescription, par exemple, la densité du couvert, la structure autant verticale qu’horizontale, la composition et la sociabilité. De plus, les méthodes utilisées actuellement pour définir les prescriptions ne sont pas uniformes entre les intervenants, ce qui apporte des différents aux niveaux des constats et des traitements sylvicoles.

Ainsi, le projet visait à 1) revoir la démarche actuellement utilisée pour l’élaboration d’un plan de sondage, la compilation des données d’inventaire et la délimitation d’unités pour la prescription d’un traitement sylvicole en utilisant une stratification du territoire au préalable; 2) optimiser les paramètres décisionnels; 3) com parer la performance de différents processus de diagnostic sylvicole pour répondre aux enjeux régionaux et appliquer des prescriptions mieux adaptées; 4) uniformiser et améliorer les méthodes de diagnostic sylvicole entre les différents intervenants.

Pour ce faire, le secteur du Petit lac Caugnawa na, localisé au Témiscamingue, a été utilisé comme secteur d’étude. Après que les paramètres décisionnels ont été définis, une photo-interprétation fine a été réalisée sur le secteur. Des analyses et comparaisons, en utilisant des critères et indicateurs, ont en suite été réalisées par rapport à la qualité des informations cartographiques et la réponse aux enjeux régionaux, des stratifications en UE, des traitements selon le cadre normatif (validation de conformité) et la démarche diagnostique proposée, pour les cartographies du 3 e décennal, du 4 e décennal et de la photo- interprétation fine. La photo-interprétation fine améliore les con naissance du territoire, permet d’orienter les re cherches de superficie, de diminuer les coûts exagérés d’inventaire forestier de prospection en excluant dès le départ les superficies non recherchées, de clarifier les choix de production, de réduire la variabilité dans les peuplements, de préciser les divers paramètres décisionnels utilisés pour le diagnostic sylvicole et d’améliorer substantiellement la prescription sylvicole en abandonnant le regroupement subjectif de placettes. De plus, les paramètres de prescriptions mieux définis, plus complets et plus orientés vers des critères de performance permettent d’asseoir la prescription sur une réelle démarche rationnelle plutôt qu’une vulgaire validation de conformité loin des objectifs attendus et niant l’autécologie des espèces, les coefficients d’espace vitaux, la conduite de peuplements et l’optimisation des superficies productives. L’utilisation d’une démarche de diagnostic sylvicole s’appuyant sur le processus de solutions de problèmes favorise une démarche objective beaucoup plus efficace pour générer des solutions novatrices pour les problèmes complexes. Plusieurs recommandations ont alors été émises au niveau du processus de prescription, des paramètres décisionnels et de la mise en œuvre de la sylviculture en futaie irrégulière.

Prescriptions et diagnostics sylvicoles. CERFO. Rapport 2010-19. 27 p. + 3 annexes.

M. Ruel, D. Blouin, G. LessardRapports

Aujourd’hui, la régénération de pins blancs (PIB) et de chênes rouges (CHR) est souvent absente ou déficiente dans plusieurs peuplements de l’ouest du Québec. La raréfaction des ces essences est devenue un enjeu de biodiversité qu’il faut considérer dans le cadre d’interventions sylvicoles

Ce projet a été réalisé à la Forêt Paul-Gérard Lajoie localisée à l’intérieur des limites des municipalités de Bouchette et de Gracefield, dans le sous-domaine de l’érablière à tilleul de l’ouest. Il consiste à réaliser les diagnostics et les prescriptions sylvicoles sur 59 ha de cette forêt.

Les objectifs sont :

1) Évaluer l’efficacité de certaines modalités dans le cadre de traitements sylvicoles pour régénérer des essences désirées semi-tolérantes ou intolérantes à l’ombre, notamment le chêne rouge (CHR) et le pin blanc (PIB) en forêt feuillue de structure irrégulière ;

2) Suivre les effets réels (régénération et bois sur pied) des différentes modalités de la coupe progressive irrégulière (CPI) ;

3) Déterminer les modalités pour restaurer la présence de chêne rouge (CHR) et de pin blanc (PIB) dans un procédé de régénération par CPI et optimiser l’utilisation de ce procédé ;

4) Fournir un exemple local pour la justification de l’adoption d’une telle stratégie dans la planification de l’aménagement.

Dans le cadre de ce projet, des inventaires terrain et une photo-interprétation fine ont été réalisés afin de préciser les paramètres décisionnels et être en mesure d’effectuer des regroupements homogènes de peuplements. Huit secteurs homogènes ont ainsi été définis. La méthode de diagnostic sylvicole (OIFQ, 2009) a été appliquée pour sept de ces regroupements (secteur RC38 exclu) dans le but de réaliser les prescriptions sylvicoles.

Une CPI, comprenant des modalités différentes adaptées aux exigences des sites (drainage, type écologique, pente) et des essences cibles (exigences de régénération, de croissance, longévité) pour les sept secteurs a été prescrite.

Avant la réalisation des travaux de martelage et de récolte, une étape préalable de formation du personnel terrain sera nécessaire. Pendant la réalisation des ces activités, un encadrement sur le terrain devrait également être disponible. Enfin, un suivi des interventions est recommandé afin d’obtenir le portrait du peuplement immédiatement après la récolte qui sera utilisé comme base de comparaison pour les suivis à plus long terme. Ceux-ci viseraient à qualifier l’efficacité des interventions pour régénérer et favoriser la croissance des essences ciblées.