"Spatialisation et modélisation multi-échelle des phénomènes dynAmiques à partir des donnés iMages" (SAM-UMMISCO)

Estimation de la biomasse

Le pôle « biomasse forestière » de l'équipe SAM-UMMISCO s'inscrit dans la modélisation de la dynamique de la biomasse forestière à partir de données images multi spectrales. Le processus de recherche est résumé dans la figure ci-contre. Il consiste à mettre en œuvre les méthodes sophistiquées de la vision par ordinateur dans l'analyse de la texture des images satellites. Ces méthodes permettent de définir des modèles exprimant relations entre la texture des images et la structure tridimensionnelle de la forêt. Ces modèles sont dans un premier temps calibrés sur des données de maquettes forestières simulées puis dans un second temps validés sur les données de terrains. Les données de terrain sont obtenus grâces à la collaboration avec les équipes de recherche d'AMAP et du laboratoire de physiologie végétale de l'Ecole Normale de Yaoundé. Les modèles validés permettent de produire des cartes de biomasse et de suivre l'évolution de la dynamique de la biomasse.
La méthode FOTO++ est une amélioration de la méthode FOTO développée par AMAP. Elle se décline en quatre grande étapes :

La première étape consiste à faire du filtrage sur les données images afin de mettre en relief la texture des couronnes d'arbres.

La seconde étape consiste à représenter l'image filtrée dans un des espaces couleurs Teinte-Saturation-Valeur et Lab Ces espace couleurs sont appropriés dans le traitement d’image couleur.

La troisième étape consiste à modéliser les composantes de chaque espace couleur par une seule entité appelé nombre hypercomplexe, à les représenter dans l'espace des fréquences grâce à la transformée de Fourier Quaternionique et à extraire les indices de texture.

La dernière étape consiste à estimer la valeur de biomasse à partir de ces indices de texture à l'aide de la méthode robuste d'apprentissage des forêts aléatoires. La méthode d'apprentissage est au préalable entraîné sur des parcelles d'1ha dont la valeur de la biomasse a été au préalable mesure. Cette méthode à permis d'obtenir une amélioration de 15 % par rapport à la méthode FOTO.
La courbe obtenue montre la répartition spatiale de la biomasse dans l'image d'une parcelle de de la zone forestière de KUMU à l'Est-Cameroun.