Détection des pertes d’arbres dans les forêts de Côte d’Ivoire (Bossématié) à l’aide de photographies aériennes prises par drone

Contexte

Une étude réalisée dans le cadre d’une Thèse de Doctorat et projet REDD+ de la Mé (PRM) par l’équipe de Nitidæ, a été publiée récemment dans la revue Drones.

Cette étude traite d’une approche de détection des pertes d’arbres par drone en zones protégées (forêts classées et aires protégées) afin d’y évaluer la dynamique de déforestation et de dégradation forestière. Elle s’inscrit dans un contexte de dynamique de déforestation et de dégradation forestière importante dans l’ancienne boucle du cacao (Est et Sud-Est de la Côte d’Ivoire).

Arbres dévitalisés à la suite de l’installation de la culture du cacao dans la forêt classée de Bossématié (vue d’ensemble prise par drone montrant les arbres morts sur pied)

Cette étude est le fruit de plusieurs années de travail initiées dans le cadre du projet REDD+ de la Mé (PRM) en 2016. Elle visait à évaluer la dynamique de déforestation et de dégradation forestière, en particulier les pertes d’arbres intra-annuelles dans la forêt classée de Bossématié (qui a aujourd’hui le statut de Réserve Naturelle) à l’aide des images aériennes acquises par drone. Les coupes d’arbres et la cacaoculture sont formellement interdites dans ces forêts. Elles sont cependant soumises à une forte pression, de par la cacaoculture et le braconnage (Oszwald et al., 2007). La mise en place de nouvelles parcelles de cacao dans la forêt naturelle est progressive sur plusieurs mois, avec une ouverture de la canopée par la mise à feu d’arbres sélectionnés de manière concomitante avec la dissémination des fèves de cacao (cf. photo). Pour cela, il est nécessaire de tester des méthodologies qui associent à la fois, la précision géométrique (échelle de l’arbre) et la rapidité de mesure dans le temps (comme le drone) pour suivre ces conversions.

Méthodologie

La méthodologie développée s’appuie sur une analyse de détection des pertes d’arbres en milieux forestiers à partir d’une série temporelle d’images aériennes acquises par drone de Novembre 2018 à Avril 2019 sur un ensemble de sites identifiés dans la forêt étudiée.

Illustration du processus de défrichement dans les forêts classées de Côte de d’Ivoire (exemple pris sur la forêt classée de la Bossématié). A/ Forêt qui paraît intacte mais qui est déjà ensemencée avec des fèves de cacao ; B/ Apparition des plantules de cacao et abattage du sous-bois ; C/ Brûlage de la base des gros arbres ; D/ Chute ou abattage des arbres morts sur pied avec croissance des cacaoyers

Résultats

L’étude montre que la hauteur maximum des arbres est de 65 m pour l’ensemble des sites sur la période allant de Novembre 2018 à Avril 2019 avec une moyenne de 35 m. La consistance de la hauteur d’arbre sur la période d’étude montre la robustesse de l’approche pour le suivi dans le temps et la détection des changements. La surface moyenne du houppier d’arbre est estimée à 152 ± 11 m2 avec un écart-type de 132 m2. La comparaison temporelle des données structurales des arbres a permis de détecter 107 pertes d’arbres correspondant à une surface de défrichement de 2 ha sur l’ensemble des sites étudiées (≈ 500 ha) au cours de la période Novembre 2018 à Avril 2019 (≈ 6 mois) avec une précision globale satisfaisante de 97%.

Illustration de l’identification des pertes d’arbres (le tracé en rouge matérialise l’arbre perdu : nouveaux défrichements ou perte liée à la mise à feu de l’arbre) dans la forêt classée de Bossématié sur les orthophotos de Novembre 2018 et d’Avril 2019

Conclusion et perspectives

Il s’agit d’une étude pionnière et innovante en Côte d’Ivoire pour la détection des changements et montrant l’intérêt du drone dans une forêt classée (Bossématié) soumise à une forte pression anthropique. Les réflexions en cours sur les choix techniques, dans le cadre de la surveillance spatiale des terres (SST), pourraient bénéficier des enseignements tirés de la présente étude. En premier lieu, les résultats de ces travaux démontrent qu’il est possible, de détecter la déforestation et la dégradation des forêts avec le drone. Enfin, la production d’indicateurs de structure de la forêt et la détection des changements apportent de nouvelles connaissances afin d’appuyer les actions de préservations et de réhabilitation des zones forestières dégradées.

Le résumé de l’étude est présenté ci-dessous

La lutte contre la déforestation et la dégradation des forêts constitue aujourd’hui un défi majeur pour la préservation des écosystèmes forestiers. Les méthodes de suivi forestier par télédétection, actuellement déployées, ne sont pas toujours adaptées au contexte ivoirien à cause de la forte nébulosité, la diversité des cultures sous ombrage et des méthodes de défrichements difficiles à suivre. Cette étude propose une approche de détection des pertes d’arbres par drone dans la forêt classée de Bossématié afin d’y évaluer la dynamique de déforestation et de dégradation forestière. La méthode utilisée s’appuie sur une analyse de détection des pertes d’arbres en milieux forestiers à partir d’une série temporelle d’images aériennes acquises par drone de Novembre 2018 à Avril 2019 sur onze (11) sites identifiés dans la forêt étudiée. Sur la base des modèles photogrammétriques produits, les hauteurs d’arbres ont été estimées. Ensuite, les pertes d’arbres ont été détectées par la variation des hauteurs d’arbres sur la période étudiée. L’analyse de la distribution des hauteurs d’arbres dans la forêt classée de Bossématié a révélé que la hauteur maximum des arbres est de 65,06 m en Novembre 2018 et de 64,07 m en Avril 2019 avec une moyenne de la hauteur des arbres qui est de 35,29 m en Novembre 2018 et de 35,55 m en Avril 2019. La surface moyenne du houppier d’arbre est quant à elle estimée à 152 m2. Ces données structurales des arbres ont permis de détecter 107 pertes d’arbres correspondant à une surface de déforestations de 2 ha sur l’ensemble des sites étudiées au cours de la période Novembre 2018 à Avril 2019 avec une précision globale de 97%. Cette approche de suivi forestier montre une perte considérable de biodiversité et doit s’inscrire dans la mise en œuvre de la stratégie de préservation, de réhabilitation et de déploiement d’un système opérationnel de suivi de la déforestation en Côte d’Ivoire.

Citation: Ouattara T.A., Jofack Sokeng V-C., Zo-Bi I.C., Kouamé K.F., Grinand C., Vaudry R., 2022. Detection of Forest Tree Losses in Côte d’Ivoire Using Drone Aerial Images. Drones, 6(4):83. https://doi.org/10.3390/drones6040083