GUS, point à mi-parcours

Le 11 avril 2023, le Cerema a réuni à Toulouse toute l’équipe Green Urban Sat (GUS), pour faire le bilan à mi-parcours de ce projet qui a pour ambition de produire un observatoire fin de la végétation urbaine, avec des indicateurs utiles à l’évaluation de divers services écosystémiques. Brique spatiale de l’initiative « Des hommes et des arbres », GUS s’appuie sur de l’imagerie satellitaire Pléiades à Très Haute Résolution Spatiale (50 cm) pour proposer une série d’indicateurs reproductibles ainsi qu’une géovisualisation de ceux-ci à travers un démonstrateur cartographique. Si celui-ci est mis en œuvre sur la ville de Nancy, dans l’Est de la France, le consortium projet est bien d’envergure nationale (voir dernier paragraphe « Qui fait quoi »).

La végétation pour atténuer les impacts du changement climatique en ville

Si la végétation est source de bien-être avec des bénéfices socioculturels et paysagers indéniables, elle apporte de nombreux autres services : rafraichissement du climat urbain, stockage du carbone, régulation de la qualité de l’air, réduction de l’érosion du sol, refuge de la biodiversité…

En évaluant les services écosystémiques rendu par chaque typologie de végétation, l’objectif du système GUS est d’éclairer les collectivités, aménageurs et gestionnaires d’espaces végétalisés dans le choix de stratégies de planification et/ou d’aménagement d’une agglomération urbaine ou d’un quartier.

Une méthodologie en 6 étapes

1. Identifier et cartographier les zones végétalisées -> Réalisé

Pour observer la végétation, et en particulier les arbres, mieux vaut choisir la période où ils sont au maximum de leur croissance ! L’équipe a donc récupéré une image Pléiades de Nancy en début d’été, qu’elle a traité avec une méthode d’apprentissage supervisé pour cartographier cinq classes de sol : la végétation, l’eau, le bâti, les routes et le sol nu.

Carte d’occupation du sol à 5 classes réalisée à partir d’images Pléiades en ville (à gauche) et en milieu rural (à droite). © Cerema/Airbus DS

2. Distinguer les strates verticales de végétation -> Réalisé

Pléiades ayant la faculté de réaliser des images tri-stéréoscopiques (un même lieu visualisé à quelques instants d’intervalle sous trois angles différents), l’équipe a produit des MNH (Modèles Numériques de Hauteur) de la ville qui, croisés avec le masque de végétation, ont permis de distinguer trois strates végétales : les arbres (> 3 m), les arbustes (entre 1m et 3m), l’herbe (< 1 m) (voir l’image d’ouverture de l’article). La distinction de la couche arbustive n’étant pas toujours évidente, un critère de texture a été ajouté en plus de la hauteur.

3. Distinguer les formes de végétation en horizontal -> En cours

Pour affiner le classement automatique de la végétation haute, l’équipe a utilisé divers indices (forme, compacité, élongation). Pour extraire de manière la plus exhaustive possible la strate herbacée, elle a utilisé des images Pléiades multi-temporelles et analysé l’évolution d’un indice de végétation. En effet, la couverture végétale des espaces herbacés (pelouses, prairies, etc) évolue de manière très différente de celle d’un champ cultivé.

4. Définir le paysage environnant –> En cours

Les services écosystémiques rendus par la végétation varient selon leur environnement : telle structure végétale est-elle à proximité d’eau, longe-t-elle une voirie… ? Pour caractériser l’environnement de la végétation de manière la plus automatique possible, l’équipe GUS développe une méthodologie qui utilisera en entrée d’autres bases de données nationales.

5. Calcul d’indicateurs –> En cours

Pour compléter la description de la végétation, l’équipe proposera des indicateurs qui tiendront compte des attributs descriptifs comme la morphologie, le sol-support (perméable ou non)…

6. Développer une plateforme de visualisation –> En cours

L'ensemble des données produites (données "végétation" et indicateurs) sera intégré à une plateforme en ligne permettant la visualisation et l'analyse des différents jeux de données. Développée par TerraNIS, cette plateforme pourra intégrer leur offre actuelle concernant la végétation/végétalisation en milieu urbain, Greencity.

Schéma de la méthodologie du développement du système Green Urban Sat © Cerema

Qui fait quoi ?

Ainsi que le demande le SCO, le consortium du projet GUS rassemble plusieurs familles d’acteurs complémentaires :

• Cerema Est et Occitanie : pilotage du projet, définition du référentiel des typologies de végétation et construction des méthodes de télédétection et des indicateurs associés à l’évaluation des services écosystémiques
• Métropole du Grand Nancy : définition du besoin en tant qu’utilisateur final
• Laboratoire LIVE-A2S de l’Université de Strasbourg : Volet scientifique imagerie, développement des indicateurs et méthodologie
• Société TerraNIS : Production du démonstrateur, valorisation commerciale
• CNES : portage du projet SCO, financement, expertise spatiale