Constellation, le dépôt institutionnel de l'Université du Québec à Chicoutimi

Résumé

Ces dernières années, tous ceux qui interviennent dans la gestion du milieu forestier font face à de nouvelles réalités (législation, ouverture de marchés, contraintes environnementales...)- Cette situation implique une réorganisation du travail et plus que jamais, on doit faire appel à des outils modernes et efficaces pour recueillir les données représentant les principaux paramètres d'un territoire forestier. Les expériences des dernières années ont démontré que la télédétection et les systèmes d'information à référence spatiale ouvrent de nouvelles avenues sur la façon d'acquérir et de gérer l'information forestière. L'objectif de ce travail est d'évaluer une méthode permettant de caractériser, à partir d'imagerie vidéographique, la densité (tiges/hectare) et l'état de défoliation des peuplements résineux d'un territoire forestier boréal.

Le site étudié (86 km) est localisé en plein c?ur de la sous-zone boréale supérieure, à quelques 75 km au nord-ouest de la ville de Saint-Félicien au Lac-Saint-Jean. Ce territoire est sous la gestion de la compagnie forestière Donohue Saint-Félicien et est principalement composé de peuplements de résineux d'une haute densité forestière. Le site fut imagé à l'aide d'une version modifiée du capteur XYBION MSC-02 SPL-4076. Les bandes spectrales acquises sont le vert (550 nm), le rouge (650 nm) et enfin, le proche infrarouge (800 nm). Vingt-cinq lignes de vol dont les axes sont espacés de 400 m furent nécessaires pour échantillonner le territoire.

En premier lieu, on a appliqué aux images des prétraitements de routine permettant de corriger l'aberration chromatique latérale et le défaut de registration entre les plans spectraux. Par la suite, les images dont le groupement d'essence est le résineux furent divisées en quatre groupes, en fonction de la densité forestière (A à D). Dans chaque groupe, on a sélectionné aléatoirement trente images à l'intérieur desquelles on a positionné arbitrairement une placette de 135 x 135 pixels. Ces 120 placettes furent dénombrées par trois interprètes.

En raison de la forme conique d'un résineux et de l'exposition plus directe de sa cime à la lumière solaire, son profil radiométrique passe par un maximum local au voisinage de cette cime. Nous avons utilisé une méthode de reconnaissance de ces maxima pour dénombrer automatiquement les tiges. Par la suite, ces maxima furent analysés afin d'évaluer l'état de défoliation des tiges dénombrées.

Afin d'évaluer la performance de la méthode, le dénombrement obtenu par l'algorithme fut comparé à la valeur moyenne du dénombrement obtenu par les trois interprètes. Cette première évaluation fut suivie d'une analyse des erreurs d'omission et de commission de l'algorithme. Pour évaluer la relation entre le contenu de l'image et la réalité terrain, trois placettes de terrain de 30 x 30 m furent implantées et inventoriées.

La comparaison directe entre les résultats obtenus par le dénombrement fait par les interprètes et celui de l'algorithme donne, pour les densités A, B et C, des erreurs quadratiques moyennes respectives de 4,0%, 8,5% et 10,2%. Pour ces trois classes de densité, les variations de dénombrement entre les interprètes sont de l'ordre de 3% de la moyenne. Toutefois, cette erreur peut augmenter à plus de 20% pour certaines des images de densité D alors que pour ces mêmes images, l'erreur de l'algorithme peut atteindre 75%. Pour ces raisons cette classe de densité forestière fut qualifiée d'indénombrable par la méthode présentée.

En tenant compte séparément des erreurs d'omission et de commission de l'algorithme, l'erreur totale de la méthode est légèrement supérieure à celle précédemment présentée et se situe respectivement, pour les densités A, B et C, à 5,2%, 8,6% et de 11,0%. De façon générale, avec l'augmentation du nombre de tiges, les erreurs d'omission ont tendance à augmenter alors que les erreurs de commission diminuent. D'autre part, l'analyse de la teinte des tiges dénombrées a permis de les classifier selon trois classes de défoliation. Enfin, les résultats découlant de l'analyse des placettes de terrain montrent que les images sous-estiment le nombre de tiges. Plusieurs tiges des strates dominantes et codominantes ne sont pas résolues.