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Identification des changements récents de l’occupation
du sol de la commune de Temsia en Souss à partir
d’images de télédétection à haute résolution spatiale
Mbark Aouragh, Bernard Lacaze, El H. El Mahdad, Ahmed El Aboudi, A. El
Mousadik, Msanda Fouad, C. Defaa
To cite this version:
Mbark Aouragh, Bernard Lacaze, El H. El Mahdad, Ahmed El Aboudi, A. El Mousadik, et al.. Identification des changements récents de l’occupation du sol de la commune de Temsia en Souss à partir d’images de télédétection à haute résolution spatiale. Deuxième congrès international de l’arganier, INRA-Maroc et ANDZOA, Dec 2013, Agadir, Maroc. pp.99-103. �hal-01949667�
Identification des changements récents de l’occupation du
sol de la commune de Temsia en Souss à partir d’images de
télédétection à haute résolution spatiale
Aouragh M.
1, Lacaze B.
2, El Mahdad El H.
1, El Aboudi A.
3, El Mousadik A.
4,
Msanda F.
4, Defaa C.
4.
1Faculté des Lettres et des Sciences Humaines, Université Ibnou Zohr, Agadir, Maroc 2CNRS UMR 8586 PRODIG et Pôle Image, Université Paris Diderot, Paris, France 3Faculté des Sciences, Université Mohammed V, Rabat-Agdal, Maroc
4Faculté des Sciences, Université Ibnou Zohr, Agadir, Maroc
RESUME
La commune de Temsia est une commune du bassin du Souss occupant une superficie d’environ 62 km2, dont l’occupation traditionnelle du sol était liée à la présence de l’arganeraie remarquable de la forêt d’Admine. Cette forêt a subi des dégradations importantes à la fin du 20ème siècle, qui se sont poursuivies durant la dernière décennie : extension de l’urbanisation, intensification agricole (cultures irriguées et cultures sous serres), implantation de l’aéroport d’El Massira. L'objet de notre étude est d’évaluer ces changements récents à partir de la comparaison d’images de télédétection à haute résolution spatiale. L’étude diachronique a été réalisée en utilisant une image provenant de Google Earth (juin 2003) et une image Pléiades acquise en septembre 2012. Après avoir effectué une correction géométrique image à image, nous visualisons les changements d’occupation du sol par la technique de composition colorée multi-dates. Cette technique permet d’identifier facilement les principaux changements intervenus entre les deux dates : suppression de serres, mise en place de nouvelles serres et extension de l’urbanisation. Cette étude doit se poursuivre par la réalisation de la cartographie de l’occupation du sol aux deux dates, et la quantification des changements observés entre 2003 et 2012.
Mots clés: occupation du sol, télédétection, analyse diachronique, vallée du Souss, Maroc
ABSTRACT
The country of Temsia is located in the Souss valley (South West of Morocco), with an area about 62 km2. Traditionnal land use (agroforestry and pastoralism) was linked to the prominent argan tree woodlands (Admine forest). This forest underwent important degradation processes during the 20th century, with an increase in the last decade: extension of urbanization, agricultural intensification (irrigated crops and greenhouses) and implementation of the international airport Agadir El Massira. The aim of our study is to estimate these recent changes, from the comparison of high-resolution remote sensing images. The multi-temporal analysist was carried out through the comparison of an image issued from Google Earth (acquired June, 2003) and a recent image of Pleiades sensor (September, 2012). After images registration, land-use land-cover changes have been assessed through visual analysis of a multi-temporal color-composite image. This technique allows identification of major changes: implementation or removal of greenhouses, extension of urbanized areas. Further study is needed to derive land-use – land-cover maps and quantify changes between 2003 and 2012.
INTRODUCTION
La commune de Temsia est située dans la vallée du Souss à environ 22km à l’ouest d’Agadir (coordonnées géographiques : 30°21'57"N 9°24'52"W). Elle occupe une superficie d’environ 62 km2, ce qui représente environ 0,1% par rapport à la surface totale de la région administrative de Souss-Massa-Drâa. Elle occupe une position très favorable en aval de la vallée d’Oued Souss ; la commune abrite l’aéroport international El Massira qui a été implanté au milieu de la forêt d’Admine.
La commune de Temsia est représentative de l’agro-système sylvo-pastoral traditionnel de l’arganeraie de plaine, qui se caractérisait jadis dans cette portion de la vallée du Souss par la présence de la forêt d’Admine, considérée comme la plus étendue des formations arborées claires d’arganiers dans la vallée du Souss. Cette forêt a subi une importante dégradation vers la fin du vingtième siècle, consécutive à la mise en place de cultures irriguées. El Yousfi, 1988 (cité par M’Hirit et al., 1998) a étudié les changements intervenus entre 1969 et 1986 sur la zone de la forêt d’Admine et a constaté une perte de 8960 ha des surfaces occupées par l’arganeraie (21232 ha en 1969, 12272 ha en 1986), soit une diminution de 42,2% en 16 ans. Outre la diminution de surface de l’arganeraie dans la vallée du Souss à cause de l’urbanisation et de l’intensification agricole, on assiste également à une diminution de densité des arganiers dans les zones non détruites (TTOBA, 2007).
Nous nous proposons, dans la présente étude, d’étudier les changements d’occupation du sol survenus durant la dernière décennie (1983-2012) dans la commune de Temsia, sur la base de la comparaison d’images de télédétection à haute résolution spatiale.
DONNEES ET METHODES
L’état actuel de l’occupation du sol a été estimé à partir d’un extrait d’image Pléiade, obtenu par le Pôle Image de l’Université Paris Diderot (image obtenue avec un coût réduit dans le cadre programme CNES-ISIS). Cet extrait d’image englobe la commune de Temsia et couvre une superficie de 122 km2 (environ 11km x 11km). Les données sont disponibles au format GeoTiff en projection UTM zone 29N, avec une résolution de 2m (image multi-bandes bleu, vert, rouge, proche
Earth. Ce type d’image a l’avantage d’être accessible
gratuitement, mais présente divers inconvénients liés au fait qu’il s’agit d’une mosaïque d’images de diverses provenances et résolutions spatiales, présentée sous forme d’une composition colorée dont on ne connait pas les conditions de réalisation.
La taille de l’image extraite est limitée par la résolution de l’écran, sauf si l’on utilise Google Earth Pro.
Si on ne peut pas exploiter de façon précise les réponses spectrales des pixels de ces images, on peut en revanche analyser les structures spatiales et les textures des objets de la surface du sol, et observer les changements de l’occupation du sol qui entrainent une variation importante de l’albedo (par exemple mise en place de serres).
Les images Google Earth sont généralement disponibles à plusieurs dates et sont géo-référencées en latitude-longitude, avec leur système propre de projection. Cependant la précision géométrique n’est pas suffisante pour pouvoir superposer entre elles les images de plusieurs dates. Dans le cas présent, nous avons opté pour une correction géométrique image à image, en utilisant l’image Pléiades à résolution 2 m comme référence. La correction est effectuée à l’aide du progiciel ENVI, en appliquant un polynôme de degré 1 et en utilisant une dizaine de points d’appui, l’erreur résultante (RMSE) restant inférieure à un pixel.
La mise en coïncidence des 2 imagettes, Google Earth 2003 et Pléiades 2012, permet alors la création d’une composition colorée multi-dates. A cette fin, nous avons créé d’une part l’imagette panchromatique Google Earth 2003 (somme des 3 canaux R V B) et, d’autre part, l’imagette panchromatique Pléiades 2012 (somme des canaux 1, 2 et 3). L’application d’un coefficient d’ajustement permet d’obtenir des imagettes panchromatiques ayant des valeurs moyennes proches. Nous avons créé également une image neutre, présentant la même valeur pour l’ensemble des pixels. Finalement la composition colorée multi-dates est obtenue par superposition des canaux Rouge Vert Bleu, selon le schéma suivant :
Bleu Vert Rouge
RESULTATS
3.1 Extraction des imagettes Google Earth 2003 et Pléiades 2012
La figure 1 présente un exemple de portion d’image issu de Google Earth (1a) et la même zone dans l’image Pléiades (1b). Les images sont des compositions colorées de 3 canaux : pour l’image Pléiades nous avons effectué la composition Rouge = canal1, Vert = canal 3, Bleu = canal 2, avec une fonction augmentation de contraste de type gaussien.
3.2 Obtention et mise en coïncidence des imagettes Google Earth 2003 et Pléiades 2012
La figure montre un exemple de portion d’image après création des images panchromatiques et application de la correction image à image.
3.3 Composition colorée multi-dates et détection des changements
La figure présente le résultat de la composition colorée multi-dates, établie selon la méthode décrite ci-dessus.
Luminance en 2012 forte faible forte faible ou nulle Luminance en 2003 faible forte forte faible ou nulle Couleur Rouge Vert Jaune Gris foncé
Figure 1. Compositions colorées d’extraits d’images : Pléiades (1a) et Google Earth (1b)
Composition colorée Pléiades 2012
Figure 2. Extraits d’images panchromatiques Google Earth (1a) et Pléiades (1b)
image panchromatique Pléiades 2012(1a)
Google Earth 2003
Figure 3. Composition colorée des images panchromatiques de 2003 (vert) et 2012 (rouge)
Figure 4. : Changements d’occupation du sol entre 2003 et 2012 : exemple des cultures sous serre
Figure 5. Changements d’occupation du sol entre 2003 et 2012 : exemple de l’extension de l’habitat urbain
Supression Création La figure 4 illustre les changements observés en ce qui
concerne les cultures sous serres : on note en effet des serres qui ont disparu entre les deux dates (en vert sur la composition colorée), alors que d’autres ont été implantées récemment et n’apparaissent que sur la deuxième image (en rouge sur la composition colorée). Les serres qui ont une couleur jaune sur l’image sont présentes à la fois en 2003 et 2012.
Ce type de composition colorée permet un diagnostic rapide de l’évolution des cultures sous serre ; il faut toutefois noter que l’apparence des serres sur l’image n’est pas uniforme, en raison de différences dans le matériau plastique utilisé pour leur fabrication et de l’adjonction éventuelle d’une couche de terre à la surface de la serre pour éviter une augmentation de température excessive.
CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES
Nous avons montré la possibilité d’utiliser des images Google Earth pour l’analyse diachronique des changements majeurs de l’occupation du sol, tels que l’implantation de cultures sous serre, ou bien la croissance des zones urbaines. Au-delà du diagnostic rapide proposé ici, il faut envisager de mettre en œuvre des méthodes de traitement numérique d’images (classification objet) et de détection des changements pour une évaluation précise et une quantification des changements observés.
Il faut noter que l’obtention d’une image de télédétection spatiale à haute résolution s’avère nécessaire pour disposer d’une image géo-référencée de bonne qualité pouvant servir de référence pour les corrections géométriques image à image. Nous avions utilisé la même approche (avec une image IKONOS comme référence) pour faire une étude diachronique de la densité des arganiers dans la région d’Ait Baha (Aouragh et al., 2012).
On peut donc préconiser la généralisation de cette approche pour le suivi de toutes les zones de l’arganeraie de plaine menacées de dégradation, en particulier les zones périurbaines et les zones d’intensification agricole ; de la même façon, on pourrait suivre le développement du couvert arboré dans les zones reboisées, voire identifier des zones de régénération spontanée en cas de déprise agricole dans certaines zones de montagne.
Le principal obstacle à cette généralisation reste le coût élevé des images à haute résolution spatiale, si l’on doit les acquérir au tarif commercial et non au tarif recherche. L’obtention d’au moins une image (référence) apparait cependant justifiée dans la plupart des cas, et pourra s’avérer très utile pour de nombreuses
applications de gestion, d’aménagement local et de suivi environnemental du territoire de l’arganeraie.
REMERCIEMENTS
Nous remercions Marianne Cohen, directrice du Pôle Image de l’Université Paris-Diderot, pour la prise en charge de l’acquisition de l’extrait d’image Pléiades.
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
Aouragh M., 2012 – Dynamique du « paysage-arganeraie » dans le Sud-ouest marocain. Apport des données de télédétection et perspectives de les intégrer dans un SIG. Thèse de Doctorat : Géographie, Université Paris IV Sorbonne, 381 p. Aouragh M., Lacaze B., Hotyat M., Ragala R. El Mahdad
El H., 2012 – Cartographie de la densité des arbres de l’arganeraie à partir des données de télédétection à haute résolution spatiale. Communication à International Symposium of the African Association of Remote Sensing of Environment (AARSE), El Jadida, Maroc, xxx 2012 (sous presse).
M’Hirit O., Benzyane M., Benchekroun F., El Yousfi S. M., Bendaanoun M., 1998 – L’arganier. Une espèce fruitière-forestière à usages multiples. Mardaga, Sprimont, Belgique, 150 p. + 1 carte h. t
El Yousfi S. M., 1988 – La dégradation forestière dans le Sud marocain. Exemple de l’arganeraie d’Admine (Souss) entre 1969 et 1986. Mémoire de 3ème cycle; I. A. V. Hassan II, Rabat, 117 p.
TTOBA, 2007 – Etude d’aménagement par identification des impacts des mises en culture sur la forêt d’arganier de la plaine de Souss. Rapport d’étude réalisé pour la DREFLCD-SO, volume II, 99 p. + annexes.
