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Voir au travers des feuilles : l’Observatoire aérien canadien de la biodiversité

Travaux d'échantillonnage de végétation, îles-de-Boucherville, en prévision des vols de drones / avions, juillet 2018.
Credit: Etienne Laliberté et Sabrina Demers-Thibeault
Travaux d'échantillonnage de végétation, îles-de-Boucherville, en prévision des vols de drones / avions, juillet 2018.
  • Travaux d'échantillonnage de végétation, îles-de-Boucherville, en prévision des vols de drones / avions, juillet 2018.
  • Caméra hyperspectrale
  • Discrimination des espèces
  • Mesures de traits foliaires sur le terrain (contenu en eau), directement après les mesures de signatures spectrales.
Voir au travers des feuilles : l’Observatoire aérien canadien de la biodiversité

Pour comprendre les arbres et la forêt, il faut la voir, la sentir, la toucher. Cela prend du temps. C’est pour cela que, ces dernières années, d’autres techniques d’observation ont été mises au point. L’une d’elles, la « spectranomique aérienne » permet d’effectuer à coût raisonnable des inventaires précis et directs de la biodiversité végétale à partir des airs.

Vues au laser

La spectranomique utilise des capteurs hyperspectraux, installés sur des drones ou des avions afin de capturer des images à haute résolution de la végétation dans différentes longueurs d’onde allant du spectre visible jusqu’à l’infrarouge (400 - 2500 nm). Par la suite, en analysant ces images, les chercheurs peuvent identifier les différentes espèces de plantes de la forêt, ce qui se fait habituellement sur le terrain, mais est présentement impossible par satellite.

Une signature unique

En effet, chaque plante a une signature spectrale unique, qui dépend de la chimie et de la structure de ses feuilles. Il est donc non seulement possible d’identifier les espèces, mais aussi de détecter des changements dans leur état d’activité. Ainsi, les chercheurs peuvent lier les changements observés dans la biodiversité végétale (qui est là et qui ne l’est pas) à leurs conséquences dans le fonctionnement des écosystèmes terrestres (comment les nutriments circulent-ils dans la forêt).

De ce fait, la spectranomique permet d’acquérir des données de biodiversité végétale avec une précision proche de celle des inventaires traditionnels, mais sur des étendues beaucoup plus larges. Ce faisant, elle comble le vide entre les inventaires de terrain et l’imagerie satellitaire. Preuve de son énorme potentiel : des chercheurs utilisant cette technique ont réussi à cartographier la biodiversité végétale d’endroits aussi foisonnants et inaccessibles que la forêt amazonienne.

Un observatoire canadien

Plus proches de nous, cinq chercheurs canadiens en biodiversité et en télédétection ont récemment créé l’Observatoire aérien canadien de la biodiversité (CABO). Financé à hauteur d’investissement de 4 M$ par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG), son objectif est d’étudier les changements de biodiversité végétale à l’échelle du Canada, en utilisant la spectranomique combinée aux études de terrains et à l’analyse d’images satellitaires. Ce faisant, le CABO risque fort de révolutionner la façon dont les données de biodiversité végétale sont acquises au Canada et à travers le monde.

L’observatoire utilisera la spectroscopie à haute-fidélité afin de mesurer la signature spectrale des plantes canadiennes. Les données de chaque plante seront associées à leur spécimen déjà présent dans l’herbier Marie-Victorin de l’Université de Montréal, l’un des plus importants au Canada. Cette base de données de signatures spectrale sera d’une valeur inestimable pour la taxonomie, l’écologie et la télédétection de la végétation, et permettra de nombreuses applications futures de télédétection de la biodiversité végétale basée sur l’imagerie hyperspectrale.

Etienne Laliberté est professeur d’écologie à l’Université de Montréal et chercheur de l’Institut de recherche en biologie végétale (IRBV) au Centre sur la biodiodiversité. L'IRBV, un centre d’excellence en recherche et en enseignement, est situé au cœur du Jardin botanique de Montréal, et issu d’un partenariat entre l’Université de Montréal et la Ville de Montréal (Espace pour la vie Montréal).

Références :

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