Une étude pionnière de l'Université de Bari Aldo Moro présente DIAMANTE, une technique de pointe utilisant l'imagerie satellite pour détecter le dépérissement des forêts dû aux scolytes, améliorant considérablement la gestion des forêts et les efforts de conservation.
Dans une avancée significative pour la science environnementale et la conservation des forêts, des chercheurs de l'Université de Bari Aldo Moro en Italie ont dévoilé une méthode pionnière pour cartographier le dépérissement des forêts grâce à l'imagerie satellite. Leur étude, publié dans le Journal of Intelligent Information Systems, présente une nouvelle approche nommée DIAMANTE, qui exploite la segmentation sémantique centrée sur les données pour détecter les événements de dépérissement des arbres déclenchés par des infestations de scolytes.
Les forêts jouent un rôle essentiel dans le maintien de l'équilibre environnemental, couvrant un tiers de la surface de la Terre. Elles sont essentielles pour la séquestration du carbone, la régulation de l'eau, la production de bois, la protection des sols et la conservation de la biodiversité. Cependant, avec l'accélération du changement climatique, les forêts sont confrontées à de nombreuses perturbations. Les infestations d'insectes et les maladies peuvent provoquer un dépérissement des arbres à grande échelle, perturbant ainsi la dynamique et les services écosystémiques.
La surveillance et l’évaluation de tels événements reposent traditionnellement sur des enquêtes de terrain chronophages et exigeantes en main-d’œuvre, ce qui limite la portée de la surveillance. En revanche, la télédétection par le biais de missions d’observation de la Terre offre une opportunité transformatrice d’étendre la surveillance à des zones étendues.
Conscients de ce potentiel, les chercheurs ont développé DIAMANTE (Data-centrIc semAntic segMentation to mAp infestations in saTellite imagEs). L'approche utilise un modèle de type U-Net formé sur un ensemble de données étiquetées tirées à la fois des données du radar à synthèse d'ouverture (SAR) de Copernicus Sentinel-1 et des données optiques multispectrales de Sentinel-2.
L'efficacité de DIAMANTE a été évaluée par rapport à des données d'inventaire réelles de scènes forestières du nord-est de la France, collectées en octobre 2018. Ces zones étaient des points chauds d'infestation de scolytes, qui avaient augmenté en raison de la reproduction massive cette année-là.
Les résultats de l'étude ont mis en évidence les avantages de l'utilisation de données multicapteurs. Si l'utilisation de Sentinel-1 seul s'est avérée insuffisante, Sentinel-2 seul a donné des résultats satisfaisants. Cependant, l'utilisation combinée des deux a permis de réduire considérablement les fausses alarmes et d'améliorer la délimitation des zones infestées. Il est à noter que les signes d'attaques de scolytes ont pu être identifiés avec une précision raisonnable jusqu'à un mois avant l'acquisition des données de référence.
Malgré ces résultats prometteurs, les premiers stades du dépérissement restent difficilement détectables via l'imagerie satellite. Cette lacune souligne la nécessité de poursuivre les recherches pour exploiter les données historiques afin d'obtenir une transférabilité temporelle et spatiale plus robuste. L'objectif ultime est de permettre le déploiement direct d'un modèle entraîné dans différentes régions et périodes de temps de manière efficace.
Cette recherche révolutionnaire s'inscrit dans le cadre du projet SWIFTT, qui vise à doter les gestionnaires forestiers d'outils de télédétection accessibles, s'appuyant sur l'imagerie satellite Copernicus et de puissants modèles d'apprentissage automatique. Ces outils visent à détecter et à cartographier diverses menaces forestières, notamment les infestations d'insectes, les incendies de forêt et les chablis.
Les résultats de cette étude pourraient révolutionner les pratiques de gestion forestière, en permettant une détection précoce et une meilleure gestion de la santé des forêts. En fournissant une solution évolutive pour surveiller de vastes zones forestières, elle représente une avancée significative dans les efforts de conservation des forêts à l’échelle mondiale.