Vers l'implantation de technologies opérationnelles de la télédétection 3D en inventaire forestier



Le calcul de la possibilité forestière, la planification des interventions dans un contexte d'aménagement forestier durable et l'allocation optimale des bois pour optimiser la chaîne de valeur, requièrent une cartographie et des données d'inventaire de plus en plus précises. Considérant les développements récents des technologies de la télédétection, de nombreuses organisations sont à revoir leurs procédures d'inventaire forestier. La DIF évalue actuellement le potentiel des technologies LiDAR, imagerie numérique (IN), et nuages de points photogrammétriques (NPP) pour améliorer la connaissance du territoire forestier. Les changements potentiels, au niveau des procédures d'inventaire, concernent autant la classification des essences, la caractérisation des structures des peuplements forestiers, que le calcul des volumes par voies aérienne ou terrestre.

Objectifs

Le projet comporte trois parties qui prises ensemble contribuent à bonifier les procédures d'inventaire forestier à l'aide des technologies de la télédétection. La partie 1 concerne le développement des méthodes d'analyse automatisée ou assistée des données provenant du aLiDAR, de l'IN et des NPP, chacune prise isolément ou combinées par fusion de données, afin de caractériser la structure 3D et d'identifier les espèces des peuplements forestiers. La partie 2 vise les mesures structurelles, de placettes échantillons, estimées à l'aide d'algorithmes opérationnels qui utilisent les données de tLiDAR: défilement du tronc, hauteur des tiges, distribution fine de matériel en 3D (trouées, taux recouvrement, étagement) et les dimensions du houppier. La partie 3 vise le développement de relations hauteur-diamètre paramétrées et d'équations allométriques permettant la généralisation des mesures au niveau des placettes à l'échelle du territoire, par le biais de tarifs de cubage de peuplement applicables à des mesures provenant du aLiDAR ou d'IN.

Résultats obtenus

Le projet a permis : 1° l'évaluation de logiciels et d'algorithmes pour la production de NPP selon des critères relatifs à leur capacité à prédire les attributs forestiers; 2° l'évaluation du potentiel des technologies aLiDAR, NPP et IN pour la production de modèles de hauteur de canopée (MHC), la délimitation des couronnes; 3° l'évaluation du potentiel des technologies aLiDAR, NPP et IN, prises individuellement ou combinée, pour la reconnaissance d'espèces; 4° le développement d'algorithmes opérationnels utilisant les données de tLiDAR pour mesurer les attributs des arbres d'une placette; 5° le développement de relations hauteur-diamètre paramétrées permettant la généralisation des mesures de hauteur des tiges échantillons à l'ensemble des tiges des placettes et 6° l'établissement d'équations permettant la généralisation des mesures de volume marchand, de l'échelle des placettes à celle du territoire, par le biais de mesures provenant du aLiDAR.

Retombées actuelles et prévues

  1. La prise de décision éclairée concernant le choix des technologies LiDAR, PN et NPP présentant un énorme potentiel de développement en inventaire forestier pour classifier de façon automatisée la composition forestière et/ou caractériser la structure 3D des peuplements.
  2. De nouveaux outils (tLiDAR) pour caractériser les variables structurelles et étudier les relations entre celles-ci d'une part et la croissance et la qualité des fibres de bois d'autre part.
  3. Le développement de relations hauteur-diamètre paramétrées permettant la généralisation plus juste et précise des mesures de hauteur des tiges échantillons à l'ensemble des tiges des placettes.
  4. Le développement d'équations permettant d'estimer les volumes marchands à partir de mesures provenant de la PN ou du aLiDAR se traduisant par une amélioration de la précision des estimés d'attributs forestiers publiés par la DIF ou le Bureau de mise en marché des bois.
  5. La formation de professionnels spécialisés aptes à poursuivre, de façon autonome, l'intégration des nouvelles technologies dans les procédures d'inventaire forestier.
  6. Le transfert technologique à la DIF et la diffusion des résultats : publications dans des revues avec comité de lecture et professionnelles, et présentations à des congrès et lors de colloques régionaux et internationaux.

Chercheur responsable

Jean Bégin, Université Laval

Équipe de recherche

  • Richard Fournier, Université de Sherbrooke
  • Benoît St-Onge, Université du Québec à Montréal
  • Antoine Leboeuf, MFFP
  • Jean-François Côté, Newfoundland Forestry Centre

Durée

2014-2016

Montant

215 000 $

Partenaires du projet

  • Ministère des Ressources naturelles et de la Faune

Appel de propositions

Aménagement et environement forestiers V