D8 Télédétection et surveillance des écosystèmes

Topique

L’état et la fonction des écosystèmes végétaux peuvent être mesurés à des échelles allant de quelques mètres à des continents entiers, et un ensemble d’outils de mesure peuvent couvrir, chacun à son échelle, l’ensemble des échelles spatiales.

À l’échelle la plus locale, les tours à flux qui mesurent par la technique de covariance turbulente du vortex enregistrent directement l’échange net de carbone de l’écosystème entre la végétation entourant la tour et l’atmosphère : chaque tour à flux quantifie, pour la partie de l’écosystème qu’elle parvient à intégrer, si cette partie de l’écosystème fonctionne comme un puits de carbone ou comme une source de carbone à chaque instant.

En remontant l'échelle depuis la tour de flux individuelle jusqu'à l'ensemble du paysage environnant, un capteur laser installé sur un avion ou un drone, connu sous le nom de LiDAR aéroporté, scanne la structure tridimensionnelle de la végétation sur des extensions de plusieurs kilomètres, permettant d'estimer l'indice de surface foliaire et la biomasse de chaque partie du paysage avec une résolution de quelques mètres.

En allant encore plus loin, depuis le paysage couvert par le capteur laser aéroporté jusqu'à l'échelle régionale et mondiale, les capteurs optiques et radar des satellites répètent des mesures équivalentes de l'indice de surface foliaire, de la biomasse et des perturbations des écosystèmes sur des continents entiers, et à partir de ces mesures satellitaires, la productivité primaire brute de la végétation peut également être estimée à cette même échelle régionale et mondiale.

Pour combiner les mesures ponctuelles des tours de flux, les mesures paysagères du capteur laser aéroporté et les mesures régionales et globales des capteurs satellites, on utilise l'analyse du big data, soutenue par des plateformes de cloud computing telles que Google Earth Engine, qui traitent conjointement ces trois sources de données : cette analyse du big data est ce qui permet d'intégrer la physiologie de l'individu, mesurée par les tours de flux et le capteur laser aéroporté à l'échelle du mètre, avec le métabolisme de l'écosystème, mesuré par les capteurs satellites à l'échelle des continents.

Ensemble, les tours de flux, le capteur laser aéroporté, les capteurs optiques et radar des satellites et l'analyse des big data permettent de quantifier la productivité primaire brute, l'échange net de carbone de l'écosystème, l'indice foliaire, la biomasse et les perturbations de l'écosystème à des échelles allant du mètre aux continents, et cette couverture d'échelles est ce qui intègre finalement la physiologie de l'individu avec le métabolisme de l'écosystème au sein du même état et fonction des écosystèmes végétaux.

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