En tant que partie intégrante de notre écosystème, les forêts sont inestimables à tous égards. Elles offrent non seulement un habitat à une myriade d’espèces sauvages, mais jouent également un rôle crucial dans la séquestration du carbone, la purification de l’eau et la stabilisation des sols. Depuis des siècles, les forestiers s’aventurent au plus profond des bois, documentant méticuleusement les merveilles de la forêt. Leurs efforts pour étudier et comprendre ces écosystèmes complexes continuent d’évoluer à mesure que de nouvelles technologies deviennent disponibles. Plus nous en savons, mieux nous pouvons gérer et préserver nos forêts.
La technologie de détection et de télémétrie par la lumière (LiDAR) est utilisée depuis des décennies pour étudier l’écologie et la gestion forestières. Cette technologie fournit des informations tridimensionnelles à haute résolution sur la structure de la forêt, permettant aux chercheurs de mesurer la hauteur des arbres, la densité de la canopée et le couvert du sol avec une précision remarquable. En exploitant la puissance du LiDAR, les chercheurs peuvent générer des modèles numériques de terrain précis, évaluer la santé des forêts, estimer la biomasse et la séquestration du carbone, et élaborer des stratégies de gestion forestière durable.
Cette étude de cas met en lumière un groupe de forestiers qui cherchent à explorer l’impact multiforme de l’utilisation de la technologie LiDAR pour la recherche forestière. En suivant leurs pas, nous découvrirons comment les technologies LiDAR ont transformé leur manière de voir les forêts.
Relier les points LiDAR - Un goût qui s’acquiert
Des hectares de forêts luxuriantes s’étendent sur la côte Ouest des États-Unis, incarnant un écosystème diversifié à la fois complexe et captivant. Niché dans le riche feuillage d’espèces d’arbres indigènes, notamment les pins ponderosa de la vallée de Willamette, les chênes blancs et les fourrés d’érables grimpants couverts de mousse, se trouve l’État de l’Oregon. Au cœur de cette splendeur naturelle, une équipe pionnière de forestiers et de chercheurs de l’Oregon State University applique une technologie de pointe à l’étude des forêts. Bogdan Strimbu, professeur associé en ingénierie forestière, ressources et gestion, est l’un des premiers adeptes de la technologie LiDAR dans la recherche forestière.
Biométricien de formation, le Pr Strimbu mène des recherches sur l’inventaire forestier et la modélisation de la croissance. Le LiDAR n’a pas vraiment été un coup de foudre pour lui. Il a fallu du temps, de la patience et, bien sûr, beaucoup de réflexion approfondie pour voir la beauté des données LiDAR, qui n’est peut-être pas si évidente pour les autres. Mais finalement, la richesse des données LiDAR est devenue un outil indispensable pour le Pr Strimbu, et il n’a jamais regardé en arrière. Le Pr Strimbu se souvient : "On commence à voir des motifs quand les autres ne les voient pas... J’étais fasciné par la transition de l’ancienne photogrammétrie à la nouvelle photogrammétrie, puis de la photogrammétrie au nuage de points... Si la photogrammétrie permet de faire tant de choses formidables, pourquoi ne pas revenir à des capteurs actifs comme le LiDAR ? C’est ainsi que je suis devenu accro au LiDAR."
Boussoles, cartes, ruban forestier, et maintenant, instantanés 3D
Réaliser l’inventaire de vastes forêts était autrefois très laborieux. Des équipes de forestiers parcouraient le terrain pour tout mesurer manuellement. « L’inventaire forestier se faisait traditionnellement en allant arpenter le terrain pour mesurer les diamètres et les hauteurs », a expliqué le Pr Strimbu. Une équipe de deux personnes ne pouvait couvrir qu’une distance et une superficie limitées en une journée, et cela laissait beaucoup à désirer.
Le LiDAR rend ce processus beaucoup plus rapide. Un seul opérateur peut couvrir nettement plus de terrain en une fraction du temps. La capacité du LiDAR à fournir un recensement complet de la forêt, en capturant les détails de chaque arbre, de la cime imposante aux jeunes pousses, change la donne pour la gestion forestière.
Les instantanés 3D décrivent bien mieux la forêt que des données unidimensionnelles acquises manuellement, avec un seul intervalle de confiance. « C’est littéralement comme une image 3D de l’apparence de la forêt à un moment donné », a déclaré le professeur. Cette richesse de données aide non seulement à la prise de décision actuelle, mais constitue également une ressource précieuse pour les recherches et analyses futures.
Catalyser le progrès : le soutien de FJD Trion transforme la recherche
Une fois le Pr Strimbu convaincu de la valeur des données LiDAR, la qualité et l’accessibilité de ces données sont devenues sa préoccupation suivante. Fort de son expérience avec des capteurs de différents fabricants, le Pr Strimbu avait des exigences élevées en matière de qualité des données, de fiabilité du service et d’assistance continue. Bien que chaque marque de capteur présente son propre ensemble d’avantages et d’inconvénients, la réactivité et la fiabilité des services d’assistance se sont imposées comme des considérations primordiales.
« L’aide que j’ai reçue de FJD Trion est extrêmement bonne, et les réponses arrivent généralement dans les 24 heures », a noté le professeur. Il est important pour le professeur et son équipe de recevoir rapidement des informations et une assistance qui résolvent de vrais problèmes. Cela signifie que les chercheurs peuvent se concentrer sur l’extraction d’enseignements à partir des données et économiser des heures, voire des jours, lors de la capture et de l’analyse des données. Si la réactivité est essentielle, la véritable valeur réside dans des solutions concrètes. Après tout, l’équipe a besoin de conseils pratiques pouvant être mis en œuvre, et pas seulement de réponses rapides. « (FJD Trion fournit) des solutions utiles, pas des solutions qui [nous demandent de] payer 10 000 $ de plus, ni ce genre de réponses qui ne sont en réalité pas des solutions... Si tout était comme FJD Trion, tout irait bien. »
Dennis Chung, ingénieur de projet chez FJD Trion, présente la nouvelle fonction forestière dans FJD Trion Model à l’équipe de l’OSU.
Au-delà du faisceau : le LiDAR à l’aube de l’intégration de l’information
À mesure que le LiDAR continue de mûrir, il devrait fournir des informations encore plus complètes sur les écosystèmes forestiers. Le Pr Strimbu voit le LiDAR passer d’une technologie autonome à une source de données cruciale qui compose le big data.
Une amélioration concrète pour l’application du LiDAR à la recherche forestière est, selon le professeur, la combinaison des données aériennes et des données au sol. « Ce que je vois se produire, c’est cette fusion des deux descripteurs de la forêt, l’un depuis le dessous et l’autre depuis le dessus de la canopée... pour l’arpentage d’une forêt et de grandes surfaces, je pense que l’étape suivante consiste à travailler avec le LiDAR terrestre et à rendre transparente la co-registration des nuages de points. »
Au-delà de l’intégration des données, le Pr Strimbu envisage le LiDAR comme la pierre angulaire de l’analyse des big data en foresterie. « Une autre direction que pourrait prendre le LiDAR, à mon avis, est d’aller davantage vers les grandes données, en combinant plusieurs sources de données et en fusionnant le LiDAR avec d’autres sources de télédétection. Par exemple, divers schémas de coloration permettant de colorer les points selon différentes fréquences qui ne font pas partie de la routine normale d’aujourd’hui. »
Grâce à sa description complète de la forêt, les données LiDAR peuvent servir de base à l’intégration d’autres sources de télédétection, telles que les images satellites. Cette fusion de données permettrait aux chercheurs de créer une image plus complète de la santé et de la composition des forêts. Imaginez analyser non seulement la structure de la canopée à partir du LiDAR, mais aussi superposer des informations sur les variations de santé des plantes ou les infestations potentielles dérivées des images satellites, le tout au sein d’un seul jeu de données puissant.
Comme le dit avec éloquence le Pr Strimbu : « Le LiDAR va capturer le présent pour l’avenir. »
En savoir plus sur le scanner LiDAR FJD Trion P2 ici.
En savoir plus sur le scanner LiDAR 3D FJD Trion S2 ici.
En savoir plus sur le logiciel de traitement de nuages de points FJD Trion Model ici.
