3D-FOREST: Mieux connaître les forêts tropicales grâce au LiDAR

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Publié le 26 avril 2019

Les forêts sont des écosystèmes fondamentaux. En plus de leur importance économique, sociale et écologique, elles jouent également un rôle essentiel dans la régulation du climat. Elles couvrent en effet environ 30 % de la surface terrestre et les écosystèmes forestiers, sols compris, constituent le 2e plus important puits de carbone de la planète, après les océans.

Quantifier les stocks de biomasse et de carbone contenus dans les forêts tropicales est devenu une priorité internationale dans le cadre de la mise en œuvre du mécanisme REDD+ (Réduction des émissions résultant du déboisement et de la dégradation des forêts).

Mais comment estimer la biomasse sans abattre les arbres ? En ce qui concerne la biomasse aérienne, les méthodes traditionnelles font appel à des corrélations taille/masse obtenues d’une part par des estimations de volume après abattage ponctuels et d’autre part par des mesures de diamètres et/ou de la hauteur des arbres étudiés. Cependant, l'abattage est coûteux et souvent impraticable et/ou indésirable. Une équipe de chercheurs menée par le Dr. Kim Calders et le Professeur Hans Verbeeck de l'Université de Gand, s’est donc attelée à mettre au point de nouvelles méthodes d’estimation in-situ de la structure tridimensionnelle et de la biomasse des forêts, de manière à pouvoir valider les estimations de biomasse produites à plus grande échelle grâce à des plateformes aéroportées ou spatiales.

Leur projet, intitulé 3D-FOREST, est une recherche exploratoire financée par la Politique scientifique fédérale belge pour une durée de 3 ans et réalisée en partenariat avec le Dr. Harm Bartholomeus et le Professeur Martin Herold de l’Université de Wageningen aux Pays-Bas.

Des données LiDAR (Light Detection And Ranging) provenant de différentes plateformes terrestres et aériennes ont été récoltées au sein de cinq sites tropicaux en Australie au cours d'une campagne de terrain de deux mois durant la saison sèche, afin de quantifier la biomasse aérienne et la structure forestière.

Les sites sélectionnés pour le projet 3D-Forest font partie du réseau australien de recherche sur les écosystèmes terrestres (Australian Terrestrial Ecosystem Research Network ) et offrent d'excellentes infrastructures telles que des tours ou des grues grâce auxquelles des mesures au-dessus de la canopée sont possibles.

L'utilisation de balayage laser terrestre (Terrestrial Laser Scanning ou TLS) permet de créer des «forêts virtuelles» avec un niveau de détail élevé mais à une échelle réduite. Pour augmenter la couverture, il faut associer à cette technique l'utilisation de LiDAR embarqué sur des drones (UAV).

La combinaison des données 'bottom-up' et 'top-down' devrait permettre d'améliorer les estimations de biomasse, ainsi que les connaissances sur la manière de transformer les mesures collectées au niveau des parcelles en informations au niveau du paysage.

Les forêts tropicales sont des sites difficiles pour Le lancement d'UAV qui nécessitent un espace libre de taille suffisante dans la canopée, ainsi qu’une visibilité directe pendant le vol.