Société Française de Photogrammétrie et de télédétection

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1 Société Française de Photogrammétrie et de télédétection
« Apport des images satellitaires Sentinel1 et Sentinel2 pour la cartographie d’écosystèmes d’Afrique centrale : Cas du parc marin des mangroves (Kongo central) et du domaine de chasse de Bombo Lumene (Ville de Kinshasa) en République Démocratique du Congo  » 1, 3 MUYAYA KALAMBAY Bruno., 2 RUDANT J.P., 1 LUMBUENAMO SINSI R., 3 MUAMBA MUAMBANZAMBI Patient, 4 COLLET M. 1 Laboratoire de Géomatique Appliquée et Environnemetrie, Ecole Régionale Post Universitaire d’Aménagement et de Gestion Intégrés des Forêts et Territoires Tropicaux, Kinshasa – RDC. 2 Université de Paris Est de Marne la Vallée – Service de la Recherche IGN, Paris – France. 3 Espace Géomatique et Environnement Tropical – E G E T - Kinshasa – RDC 4 Parc Marin des Mangroves, Institut Congolais pour la Conservation de la Nature, Moanda – Congo centrale – RDC. OBJECTIFS L’objectif général de la présente étude est de contribuer à une meilleure connaissance des écosystèmes tropicaux d’Afrique centrale par l’utilisation des images satellitaires optiques Sentinel2 (S2) et radar Sentinel1 (S1) d’accès gratuit, du projet Copernicus de l’Agence Spatiale Européenne (ESA). De façon spécifique, l’étude a pour objectif d’apprécier le potentiel et le caractère complémentaire des images S2 et S1 pour la cartographie d’un écosystème du littoral en l’occurrence le parc marin des mangroves et du domaine de chasse de Bombo Lumene en République Démocratique du Congo qui est un écosystème savanicole. Il s’agira ici, de comparer l’apport de chaque capteur dans la reconnaissance des objets de l’occupation du sol sur ces deux sites. ZONE D’ETUDE ET CONTEXTE La zone d’étude est composée de deux aires protégées de la République Démocratique du Congo à savoir le parc marin des mangroves : PMM et le domaine de chasse de Bombo Lumene : DCBL (fig.1). Le PMM est situé à l’embouchure du fleuve Congo et dont l’emprise géographique est localisée entre ° et ° des longitudes Est et ° et ° des latitudes Sud comme ci-dessous illustré (fig.2). C’est un écosystème essentiellement marin (fig.3) dont la végétation est dominée par des mangroves hautes avec pour espèce phare le Rhizophora racemoza, généralement vert foncé en couleur naturelles (fig.4) et des mangroves basses avec pour espèce phare le Rhizophora mangle, généralement vert citron en couleurs naturelles (fig.5). Il y a aussi de la végétation herbacée avec notamment le Pandanus tectorius (fig.6) mais aussi des espèces telles que Hyparrhenia Spp (fig.7). Fig.1. Zone d’étude Fig.2. Zone du PMM Fig.3. Site essentiellement marin Fig.4. Rhizophora Racemoza du PMM Fig.5. Rhizophora Mangle du PMM Fig.6. Pandanus tectorius du PMM Fig.7, Hyparrhenia Spp du PMM Le DCBL est situé dans la ville de Kinshasa avec une emprise spatiale comprise entre ° et ° des longitudes Est et ° et ° des latitudes Sud (fig.8). Le DCBL est un écosystème essentiellement savanicole avec des zones de savane herbeuse à dominance (fig.9), savane arbustive (fig.10), savane boisée (fig.11) et forêt (fig.12). Les deux sites sont menacés par les activités anthropiques ci après : l’agriculture itinérante sur brulis (fig.13), le braconnage (fig.14) ainsi que la carbonisation (fig.15). Fig.8. DCBL Fig. 9.Savane herbeuse DCBL Fig. 10. Savane arbustive DCBL Fig. 11. Savane arbustive DCBL Fig. 12. Forêt BBL Fig. 13. Tracteur agricole saisi dans le DCBL Fig. 14. Viande de s tortues marine saisie au PMMF Fig. 15. Charbon à bois saisi au PMM Il faut enfin préciser qu’il existe au sein de ces deux aires protégées des villages traditionnels habités par des populations autochtones qui ne sont pas les seules a exercer des pressions sur les ressources de ces dernières. METHODOLOGIE Données Image Sentinnel1 Deux images S1 dont une scène du 10 juillet 2016 pour le site de Bombo Lumene ainsi qu’une autre scène du 21 mai 2016 pour le site du PMM. S1 est un radar fonctionnant en bande C avec une polarisation partielle (HH-HV) 2. Images S2 Deux images S2 du capteur MSI dont une scène du 28 mai 2016 pour le site de Bombo Lumene ainsi qu’une autre scène du 21 avril pour le site du PMM. Les images S2 ont 13 bandes spectrales avec 3 résolutions spatiales différentes : 10 m, 20 m et 60 m et les images que nous avons utilisées ont 10 m de résolution. b. Photo interprétation b.1. Site du PMM Fig.16. Extrait de la scène S2 du PMM (21 avril 2016) photo interprété (432) Fig.17. Extrait de la scène S1 du PMM (21 mai 2016) photo interprété (HH-VH-HH) b.2. Site de Bombo Lumene Fig.18. Extrait S2 de Bombo Lumene photo interprété (432) Fig.19. Extrait S1 Bombo Lumene photo interprété (HH-HV-HH) RESULTATS Fig.20. Occupation du sol du PMM à partir de l’extrait de la scène S2 Fig.21. Occupation du sol de Bombo Lumene à partir de l’extrait de la scène S2 Habitations Savane Végétation hors eau Végétation inondée Eau Forêt Parcelles agricoles Forêt Eau Sols nus Parcelles agricoles Eau Mangroves hautes Mangroves basses Habitations Nuages Savanes Résultats et perspectives Les résultats démontrent qu’il existe effectivement, une complémentarité entre les images S1 et S2 pour la cartographie de la zone littorale de la RDC incluant le parc marin des mangroves. En effet, S1 fournit une vue d’ensemble de la zone avec diverses occupations du sol telle que l’eau, mais surtout une différence claire entre la végétation inondée et la végétation hors eau. Alors que S2 permet, en plus, de distinguer les mangroves hautes des mangroves basses ainsi que la végétation herbacée et des zones anthropisées. En termes de perspectives, nous nous proposons de continuer à utiliser les images S1 (toujours en complément avec d’autres images) en utilisant des filtres multi temporels pour réduire le chatoiement dans le but, entre autre, de détecter les pollutions des eaux par les hydrocarbures. Nous envisageons aussi, de recourir à la fusion S1 et S2 pour la surveillance du site dans la mesure où S2 montre de bonnes disposition de distinguer les mangroves hautes des mangroves basses ainsi que les zones anthropisées,. Bibliographie Marcel Collet, Rapport d’activités du parc marin des mangroves, Institut Congolais pour la Conservation de la Nature. Ministère de l’Environnement, Conservation de la Nature. Arrêté ministériel n° 044 /CM /ECN /92 du 02 mai 1992 portant création et délimitation d’une réserve dénommée « réserve naturelle des mangroves » ou « parc marin » Nuno Duro Santos & Gil Gonçalves , Remote Sensing applications based on satellite Open Data (Landsat-8 and Sentinel-2), Conferencia Nacional de Geo-decisão, May 16th 2014. Andrea Minchella, Sentinel-1 Overview, Satellite Application Catapult – Electron Building, Harvell, Oxfordshire. Hagolle O et al, La mission Sentinel-2, 17 novembre 2015. Arnaud Revel, Support Vector Machines ou Séparateurs à vaste marge, Atelier radar 2017 : Télédétection radar : applications continentales, Ecole Nationale des Sciences Géographiques, Marne-la-Vallée, France 29 mai – 2 juin 2017 Société Française de Photogrammétrie et de télédétection