TropiSCO

Suivi de la déforestation tropicale à partir de données spatiales

La plateforme tropisco.org est en ligne et en accès libre depuis le 27 juin 2022.

PRÉSENTATION

Les forêts couvrent environ 30 % des terres émergées et fournissent à l’humanité de nombreux services écosystémiques, comme l’atténuation du changement climatique (puits de carbone) ou le contrôle de l’érosion des sols. En particulier, les forêts tropicales - qui ne constituent que 6% des terres émergées - possèdent plus de la moitié de la biodiversité terrestre. Cette biodiversité est elle-même très riche pour l’Humanité : réserve de molécules pour l’industrie pharmaceutique, pollinisation, services culturels et sociaux ...

Pourtant, les forêts disparaissent à un rythme alarmant. Entre 1990 et 2020, une surface de forêt équivalant à plus de trois fois celle de la France métropolitaine a disparu. La forêt tropicale, comptant pour la moitié des forêts du monde, est gravement menacée : en 2019, l’équivalent d’un stade de football y est détruit toutes les deux secondes (FAO, 2020). Outre la disparition des services écosystémiques associés à la forêt, la déforestation engendre d’autres effets néfastes : un lien est par exemple établi entre la déforestation et l’émergence de maladies infectieuses, par la mise en contact d’animaux et d’habitats sauvages avec des animaux domestiques et des populations humaines (Guégan et al. 2020). La forêt tropicale doit donc être protégée et surveillée.

Obtenir une information sur les activités de déforestation à l’échelle mondiale revêt une importance considérable. Le premier et unique programme de surveillance mondiale des forêts, Global Forest Watch, basé sur des images optiques Landsat, a été développé en 2013 aux Etats-Unis (Hansen et al., 2013). Chaque année, une carte mondiale de déforestation est mise à jour et distribuée gratuitement sur la plateforme Global Forest Watch. Des cartes hebdomadaires sont également publiées depuis 2016, mais elles sont basées sur des données satellitaires optiques très perturbées par l’importante couverture nuageuse. Pour pallier ce problème, de nouvelles méthodes alternatives basées sur l’utilisation de l’imagerie radar ont été étudiées depuis quelques années.

La méthode TropiSCO

Fruits de nombreuses recherches et grâce à une collaboration du CNES, du laboratoire CESBIO et de la startup GlobEO, une approche novatrice a été développée, implémentée et testée sur de nombreux territoires. Basée sur l’utilisation de séries temporelles d’images radar du système européen Sentinel-1, celle-ci a l’avantage de détecter les surfaces déforestées rapidement, systématiquement et en toutes saisons. Cette nouvelle méthode a fait ses preuves opérationnelles à l’échelle de régions et pays, comme par exemple la Guyane, le Gabon, le Vietnam, le Laos et le Pérou. La prochaine étape consiste à mettre en œuvre ces algorithmes à grande échelle, sur l’ensemble de la ceinture tropicale.

TropiSCO propose donc de développer une plateforme de suivi de la déforestation tropicale à l’échelle du globe à l’aide d’images radar Sentinel-1. Le principal avantage de ce projet réside dans le court délai entre l’évènement en forêt et la détection par l’algorithme, entre 6 et 12 jours en fonction de la zone considérée.

TropiSCO bénéficie d’une collaboration étroite avec certains pays partenaires des programmes menés par la France dans les bassins de l’Amazonie, du Congo et de l’Asie du Sud-est pour adapter l’outil de détection à leurs besoins.

Les données TropiSCO auront bien des usages : lutter contre l’exploitation forestière et minière illégale, contre les cultures agricoles illicites et le trafic d’espèces sauvages, mais aussi fournir des données et statistiques facilement utilisables. De nombreux utilisateurs seraient donc susceptibles d’être intéressés : gouvernements, ONG, acteurs de la surveillance des incendies, universités, grand public ou encore entreprises souhaitant réduire le risque de déforestation dans leurs chaînes d'approvisionnement.

Site(s) d’application

• Dans une première phase (phase A), les territoires d’expérimentation sont :
  • Territoire 1 : plateau des Guyanes (Guyane française, Surinam, Guyana)
  • Territoire 2 : Asie du Sud-Est (Laos, Cambodge, Vietnam)
  • Territoire 3 : Gabon
• Dans la phase finale (phase B), le projet couvrira toutes les forêts tropicales d’Amérique du Sud, d’Afrique et d’Asie

DONNÉES

Satellite

Sentinel-1 (radar)

Autres

Des données in-situ sur la déforestation et une analyse d’images optiques récentes à haute résolution seront utilisées pour valider les produits.

RÉSULTATS - PRODUITS FINAUX

• Carte de déforestation tropicale à 10 m de résolution tous les 6 à 12 jours (suivant la fréquence d’observation de Sentinel-1 qui varie avec les continents)

Zoom à très fine échelle sur la déforestation du Suriname de 2018 à 2021. © GlobEO

• Plateforme Web permettant de visualiser et télécharger gratuitement les données. Capable d’analyser ces données dynamiquement pour les rendre aisément utilisables, l’outil permet également de calculer des statistiques par zone géographique

La plateforme tropisco.org est en ligne depuis le 27 juin 2022.

En moins de deux ans, le projet TropiSCO sera ainsi en mesure de mettre en œuvre un outil opérationnel d’observation unique en son genre, couvrant potentiellement l’ensemble des forêts tropicales à haute résolution spatiale et temporelle.

Zoom sur l'Asie du Sud-Est

Dans le cadre du projet TropiSCO, la production des cartes hebdomadaires de déforestation (c’est-à-dire la réduction drastique de la couverture forestière dans notre cas, en général des coupes rases) s’effectue en deux étapes principales : 1) la production des cartes de déforestation de 2018 à 2021, puis 2) l’automatisation du traitement afin de mettre à jour les cartes chaque semaine. En décembre 2021, nous avons terminé la première phase de la production des cartes au Vietnam, Cambodge et Laos.

La carte ci-contre montre la distribution spatiale de la déforestation. La carte a été validée dans Mermoz et al. (2021) : la précision utilisateur a été estimée à 0.95 et 0.99, et la précision producteur à 0.90 et 0.99, pour la déforestation et la forêt intacte respectivement, pour un MMU (minimum mapping unit) de 0.1 hectare. En plus de fournir des alertes de déforestation, la méthode utilisée permet de produire des cartes utiles pour l’estimation des bilans mensuels et annuels fiables, à grande échelle.   ◀︎ Distribution spatiale de la déforestation. À première vue, les coupes ont lieu partout, dans les trois pays. L’inspection fine de ces cartes permet de mettre en lumière des phénomènes particuliers. Par exemple, le contraste à la frontière Laos-Vietnam au nord est saisissant. Le Vietnam a récemment réduit son taux de déforestation après des années de coupes intensives, mais exerce aujourd’hui une pression croissante sur les forêts des pays frontaliers (Ingalls et al., 2018).

Les imagettes ci-dessous permettent d’apprécier en détail la distribution spatiale et temporelle de la déforestation. Au nord du Laos par exemple (image 1), le taux de déforestation de toute la zone d’étude est le plus élevé, en partie dû à la culture d’hévéas et de bananiers (Xiao et al., 2020). L’image 3 permet de mettre en évidence des constructions à la limite entre le nord et le centre du Laos. Dans le centre et le sud du Laos, de nombreuses plantations d’arbres, comme la canne à sucre et le café sont régulièrement coupées et replantées (image 7). La culture d’hévéas dans cette région est en grande partie liée à des investissements vietnamiens (Witness, 2013). L’image 8, qui montre des plantations d’arbres utilisés pour la fabrication de la pâte à papier, est au centre d’une gigantesque zone de plantations au Vietnam qui s’étend de 13°N à 18°N. Les détections dans cette zone correspondent donc principalement à des coupes de plantations d’arbres. Au Cambodge, l’image 10 prouve que la déforestation a lieu aujourd’hui dans des zones jusque-là relativement préservées, comme dans les montagnes Cardamom au sud-ouest, l’une des dernières forêts naturelles en Asie du Sud-Est. L’image 11 montre aussi la formation de routes pour l’exploitation forestière.

Cartographie de suivi de la déforestation au Vietnam, Laos et Cambodge d'après les données Sentinel-1. © GlobEO

La quantité de forêt coupée chaque mois au Vietnam, Laos et Cambodge est estimée dans la figure ci-dessous. Ces estimations sont fournies de façon fiable grâce à l’utilisation des données radar Sentinel-1, presque insensibles aux conditions atmosphériques. La déforestation a lieu toute l’année au Vietnam, avec des pics de coupes logiques pendant les saisons sèches (de novembre à avril). Au Cambodge et au Laos en revanche, la déforestation a lieu principalement pendant les saisons sèches. Pendant la saison humide, le taux de déforestation est plus élevé au Vietnam tandis qu’en saison sèche, c’est au Laos que le taux de déforestation est le plus élevé.

Estimation de la superficie mensuelle des coupes forestières au Vietnam, Cambodge et Laos, de janvier 2018 à juillet 2021. © Globeo

Références

• FAO. 2020.  Évaluation des ressources forestières mondiales 2020 - Principaux résultats. Rome.
• Guégan, J.-F., Ayouba, A., Cappelle, J., Thoisy, B. de, 2020. Forests and emerging infectious diseases: unleashing the beast within. Environ. Res. Lett. 15, 083007.  
• Hansen, M.C., Potapov, P.V., Moore, R., Hancher, M., Turubanova, S.A., Tyukavina, A., Thau, D., Stehman, S.V., Goetz, S.J., Loveland, T.R., Kommareddy, A., Egorov, A., Chini, L., Justice, C.O., Townshend, J.R.G., 2013. High-Resolution Global Maps of 21st-Century Forest Cover Change. Science 342, 850–853. 

Les actus du projet

• 09/03/2023 : Le SCO au One Forest Summit pour présenter TropiSCO

• 30/08/2022 : www.tropisco.org : suivez la déforestation tropicale en temps réel

• 31/01/2022 : Des données européennes au cœurs des projets SCO, dont une vidéo sur la façon dont le projet TropiSCO utilise les données Sentinel

• 06/01/2021 : TropiSCO avance à pas de géant