Apport des données de télédétection à très haute résolution spatiale pour la cartographie de la végétation en milieu urbain: Application a Rennes Métropole

par Jean Nabucet

Projet de thèse en Geographie

Sous la direction de Laurence Hubert-Moy et de Hervé Quenol.

Thèses en préparation à Rennes 2 , dans le cadre de École doctorale Sciences humaines et sociales (Rennes) depuis le 01-10-2015 .


  • Résumé

    La végétation joue un rôle fondamental en milieu urbain et influe par exemple sur la biodiversité (Savard, 2000), la limitation du ruissellement des eaux de surfaces (Sanders, 1986) ou encore la réduction de l’îlot de chaleur urbain (Weng, 2004). Le suivi de l'artificialisation de ces territoires urbains et la compréhension de ses effets sur les structures paysagères et les processus écologiques représente ainsi aujourd’hui un enjeu de recherche majeur de la part de la communauté internationale (McKinney, 2008). Si le rôle de la végétation en ville est identifié (Savard, 2000), il n’a cependant pas encore été évalué précisément à l’échelle de l’ensemble d’une agglomération, car la végétation en ville n’est pas complètement inventoriée dans les espaces publics et sa part dans les espaces privés est bien souvent totalement ignorée, bien que ces derniers constituent une part très importante des espaces verts en ville. A ce titre, l’identification, la caractérisation et le suivi de la végétation en ville sont utiles à la connaissance scientifique, l’évolution du couvert végétal étant contrôlée par des processus d’origine naturelle ou anthropique (Goddard, 2010). Les recherches menées dans le cadre de plusieurs programmes de recherche nationaux et européens (PNTS, ANR Trames vertes en ville, projet régional URBIO, projet européen BELSPO …) ont permis de poser les bases d'une méthodologie de classification de données de télédétection à haute ou à très haute résolution spatiale (HRS/THRS). Bien que la qualité géométrique et radiométrique des images THRS autorise la localisation très précise des espaces végétalisés, il apparaît nécessaire de compléter cette information THRS par des données 3D pour l’identifier précisément et la caractériser. Ainsi, en pratique, bien que des données d’observations sont souvent disponibles (images optiques à Très Haute Résolution Spatiale (THRS) type PLEIADES, images radar à THRS type RADARSAT-2, voire images hyperspectrales), il n’existe pas de méthodologie permettant d’évaluer et de caractériser la végétation en ville de manière précise, car d’une part la synergie de ces données THRS n’est généralement pas exploitée, et d’autre part ces données en 2D ne permettent pas d’accéder à la composante verticale du couvert végétal. Or, il est désormais possible d’acquérir des données THRS de télédétection 3 D (des données satellitales acquises par Pléiades par exemple, ou des données aéroportées acquises par des LIDAR). Par ailleurs, la modélisation des processus environnementaux en milieu urbain est fortement limitée par l’absence de d’informations spatialisées sur la végétation (type de végétation, densité, hauteur,..) (Patino, 2013). Or, la diminution de l’îlot de chaleur urbain ou le maintien, voire l’augmentation de la biodiversité en ville sont conditionnées par une connaissance précise du couvert végétal en termes de localisation, de structure, de fonctionnement, et d’évolution. Si des classifications obtenues à partir d’images de télédétection THRS 2D optiques multispectrales sont couramment intégrées dans des modèles environnementaux (Foissard, 2015, Gil, 2014 ), en revanche c’est très rarement le cas de classifications générées à partir de données superspectrales, hyperspectrales ou LIDAR à retour d’onde complète (Yan, 2015). Ainsi, un des enjeux de cette thèse est d’évaluer (1) l’apport des données de télédétection THRS 3D sur l’identification et la caractérisation de la végétation urbaine et (2) l’impact de l’intégration d’informations dérivées de ces données sur les résultats produits par des modèles environnementaux, plus précisément en ce qui concerne la modélisation de l’îlot de chaleur urbain et la modélisation des flux d’espèces animales.


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