Saviez-vous que les gestionnaires des ressources peuvent désormais utiliser un laser pour améliorer l’aménagement forestier ? Le laser fait partie d’un système de collecte de données appelé « lidar » (sigle de light detection and ranging). Le système est monté sur un avion et projette des faisceaux laser sur la surface terrestre pour obtenir des modèles informatiques tridimensionnels de celle-ci, y compris les arbres et les forêts.
Pourquoi les chercheurs de l’IRFO étudient-ils le système lidar ?
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Pour prendre de sages décisions sur la façon de gérer les forêts ontariennes afin de préserver les écosystèmes et d’observer tous les règlements, les gestionnaires des ressources ont besoin de savoir précisément ce que renferment les forêts. À titre d’exemple, les gestionnaires doivent savoir quelles sont les essences forestières qui poussent à tel ou tel endroit, et connaître leur volume et leur emplacement. Ils dressent ainsi un inventaire des ressources forestières (IRF) qui aide le MRN à conserver les ressources forestières, les habitats de la faune, les vieux peuplements forestiers et bien d’autres choses.
Les données de l’IRF sont aujourd’hui recueillies par des photographies prises au moyen du capteur numérique aéroporté ADS40. Bien que ces photographies soient de très haute qualité et aient une très haute définition, elles présentent toutefois quelques inconvénients, notamment le fait qu’il est difficile, par ces seules images, de déterminer la hauteur des arbres et l’ouverture du couvert forestier, et qu’il est presque impossible d’obtenir une détermination précise de la structure et du volume des peuplements forestiers.
Sous la direction de Trevor Jones, les chercheurs de l’IRFO sont en train de voir si le système lidar peut améliorer la qualité des données de l’IRF de la forêt des Grands Lacs et du Saint-Laurent, qui s’étend dans le centre de l’Ontario. Trevor Jones croit que cela est possible, parce que le système lidar recueille des données très détaillées sur la forêt et la structure des peuplements forestiers. Les rayons laser pénètrent la forêt et recueillent des données partout dans celle-ci, ainsi qu’au sol.
Voir plus profondément dans les forêts
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Les chercheurs peuvent utiliser les données obtenues par le système lidar pour produire rapidement et efficacement des images tridimensionnelles qui donnent une représentation très précise de la forêt, que ce soit le couvert forestier (l’image « B », à droite), le sol sous la forêt (image « C ») ou la hauteur des arbres (image « D »).
Si l’on compare ces images avec une photo RVB (rouge, vert, bleu) de la même zone (image « A »), on voit que celle-ci n’est qu’une photo numérique qui ne montre que le dessus de la forêt. Elle ne donne rien d’autre comme information sur la forêt. La photographie stéréo (lorsque deux photos sont combinées pour créer un effet tridimensionnel) aide les chercheurs ou les spécialistes en inventaires à déterminer la hauteur des arbres à tout endroit de l’image qui est visible, mais le procédé est lent et les résultats dépendent de la qualité des images et des compétences et de l’expérience de celui qui les interprète.
Les quatre images montrent la même zone d’une forêt de chênes rouges dans le canton de Phelps, près de North Bay.
Images prises au moyen du système lidar : des « nuages de points »
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Cette « image » prise au moyen du système lidar n’est pas du tout une image. Ce qu’on voit est en fait un « nuage » tridimensionnel constitué de millions de points.
Chaque point du nuage a été créé lorsque les rayons laser ont touché quelque chose dans la forêt. Le système lidar enregistre les points et leur relation les uns aux autres dans l’espace.
Lorsqu’on regarde cette image - ou plus précisément ce nuage de points, on voit un excellent modèle tridimensionnel de la structure de la forêt, dont le sol et les arbres qui composent le couvert forestier.
Grâce à un logiciel spécialisé, les chercheurs peuvent voir les données de n’importe quel angle. Ils peuvent avoir une vue aérienne de la forêt (comme s’ils regardaient une photo ordinaire prise d’un avion) ou une vue latérale (comme celle de l’image ci-dessus), qui donne plus de renseignements sur la forêt et la structure des peuplements forestiers.
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Les chercheurs peuvent aussi utiliser les données du système lidar pour connaître la densité d’une forêt, la répartition des arbres dans une zone, la hauteur des arbres et les endroits qui auraient été exploités ou brûlés (ces endroits se reconnaissent aux ouvertures dans le couvert forestier). Les deux images ci-dessus montrent exactement la même zone dans la réserve de recherche forestière du lac Swan, dans le parc Algonquin. Les cercles bleus sont des parcelles expérimentales d’une superficie de plus de 400 mètres carrés. Ils sont aux mêmes endroits sur les deux images. L’image de gauche est une photo aérienne ordinaire. Celle de droite est issue de données recueillies par le système lidar. Les zones vert foncé représentent la cime des grands arbres et les zones rouge foncé sont des ouvertures dans le couvert forestier, c’est-à-dire les endroits où les arbres ont été prélevés.
Il est clair que les ouvertures sont bien plus faciles à voir sur l’image issue des données du système lidar. En outre, les données sur ces ouvertures sont déjà dans la base de données du système lidar. Dans le cas des inventaires forestiers ordinaires, des personnes qu’on appelle des photo-interprètes doivent faire une estimation du degré d’ouverture ou de fermeture du couvert forestier, ce qui est très laborieux et difficile à faire avec une certaine précision.
Pourrait-ont améliorer l’IRF de la forêt des Grands Lacs et du Saint-Laurent en ajoutant les données du système lidar aux données obtenues par le capteur ADS40 ?
Trevor Jones croit que cela serait utile pour les raisons suivantes :
- Obtenir des données sur d’importantes caractéristiques de la forêt (volume, grosseur des arbres, distribution des arbres, etc.) à de petites échelles (0,25 hectare), lesquelles pourraient être combinées pour produire de meilleures données sur les forêts à de grandes échelles (peuplement forestier, région, paysage).
- Relever les habitats de la faune, entre autres certains groupes d’essences forestières ou certaines structures forestières qui conviennent aux besoins de certaines espèces clés (p. ex., en hiver, le chevreuil utilise, comme abri, de grandes parcelles dans des peuplements de pruches au couvert fermé).
- Obtenir de meilleures données pour estimer la quantité de carbone emmagasinée et prévoir la croissance et les changements futurs de la forêt.
- Réduire les coûts associés à la planification de l’exploitation forestière et accroître la rentabilité en ne récoltant que les peuplements ayant la bonne composition d’essences forestières et le bon volume d’arbres.
Trevor Jones espère avoir quelques résultats de ces travaux de recherche d’ici au printemps 2011. On peut communiquer avec lui pour en savoir plus sur l’utilisation du système lidar dans le cadre l’IRF de la forêt des Grands Lacs et du Saint-Laurent.
Profil de projet : Récolte de biomasse dans la forêt des Grands Lacs et du fleuve Saint Laurent pour produire de la bioénergie
Séminaire enregistré : Taking the Surprise Out of Great Lakes-St. Lawrence Forest Management: Enhancing Inventory to Capture Forest Structure and Volume (en anglais seulement)
