Contribution de l'imagerie à très haute résolution pour améliorer le suivi écologique des aires protégées. Etude de cas de deux zones cynégétiques au Burkina Faso

Abstract

Afin de diminuer les coûts des suivis écologiques des grandes aires protégées, un dispositif d’acquisition de données d’imagerie aérienne a été mis au point et testé à bord d’un ULM au cours d’un inventaire aérien de la faune de deux zones cynégétiques situées au sud-est du Burkina Faso. L’objectif est donc d’étudier dans quelle mesure l’acquisition de données d’imageries aériennes à très haute résolution peut améliorer le suivi écologique de ces aires protégées. Deux aspects des suivis écologiques ont été considérés : les inventaires de faune et la cartographie de la végétation. Dans un premier temps, les images récoltées ont permis de corriger les biais de comptage des grands troupeaux d’herbivores observés depuis l’avion (comptage visuel). Ensuite, les images ont été utilisées indépendamment pour réaliser un deuxième inventaire de faune sur photos (comptage photo). La comparaison des résultats des deux inventaires a montré qu’il n’y a pas de différence significative entre les deux. Dans un deuxième temps, une carte de végétation a été réalisée sur base d’images satellites Sentinel-2 disponibles gratuitement. Une classification de type Random Forest a été utilisée. Afin de produire un jeu de données d’entrainement et de validation, des inventaires de la végétation au sol ont été réalisés au sein des zones d’études. Ce jeu de données a ensuite été augmenté à l’aide de données de photo-interprétation réalisée sur base d’imagerie de l’outil Arcbru Tile sur Arcmap. Une matrice de confusion a ensuite permis de chiffrer la précision de la classification. Il s’avère qu’une grande confusion existe entre la savane arborée et la savane arbustive ainsi qu’entre la forêt claire et la forêt-galerie. Finalement, des images aériennes verticales à basse altitude et haute résolution ont permis de produire un modèle numérique de hauteur par photogrammétrie. Ce dernier a été comparé à des mesures de hauteurs d’arbres réalisés lors des inventaires de la végétation sur le terrain. Le modèle numérique de hauteur est suffisamment précis pour caractériser la hauteur de végétation (R² = 0,84 et un coefficient de variation de 0.18). Ces résultats promettent donc un bel avenir pour l’utilisation de données d’imageries aériennes dans le suivi écologique des aires protégées. Dans le futur, ce type de données a le potentiel d’être acquis en plus grande quantité et qualité et d’être plus complet, grâce à d’autres types de capteurs.

To decrease the costs of ecological surveys in large protected areas, an aerial data procurement device was set up and tested aboard a microlight engine aircraft during an aerial count of animals was realized over two hunting zones located in the southeast of Burkina Faso. The aim of the present study is to determine to what extent the data acquisition of very high-resolution aerial images can improve the ecological survey of these protected areas. The device was then used during these flights. Two aspects of ecological surveys were considered: first the animal counting and second the cartography of the vegetation. At first, the collected images were used to correct the counting biases of the big groups of herbivorous mammals (visual counting). Then, these images were used alone to realize a second animal counting ( photo counting). The results of these two surveys were then compared and it turns out that there is no significant difference between both types of counting. Secondly, a map of the vegetation cover was established based on free access satellite images from sentinel-2 available online. Then a Random Forest's classification was used. To produce a training and validation data set, inventories of the vegetation were realized within the study site. This data set was then increased by data of photointerpretation realized on basis of Arcbru Tile imagery. A confusion matrix allowed to determine the classification precision. It turns out that a big confusion exists between the wooded savannah and the shrubby savannah on one hand as well as between the clear forest and the gallery forest on the other. Finally, vertical aerial photos of high resolution and took at low altitude allowed to produce a digital height model by photogrammetry. The latter was compared with height measures of trees realized during vegetation inventories. A regression was then realized to compare both height measures of trees. It turns out that with a R ² of 0,84 and a coefficient of variation of 0.18, the digital height model is precise enough to characterize the vegetation height. These results are very promising for the future use of high resolution aerial imagery in ecological surveys of protected areas. In the future, this type of data has the potential to be acquired in bigger quantity and quality and to be completed through the use of other types of sensors.