Application du mois : Guide de détection des changements à long terme – données Landsat

C’est au mois de décembre que nous nous préparons à entrer dans la nouvelle année. Le Centre de géomatique des Territoires du Nord-Ouest rend certainement compte de cette réalité avec son « Guide de détection des changements à long terme en utilisant les données Landsat », qui est l’application du mois pour décembre 2021. Tirant parti du vaste répertoire d’images satellitaires acquises dans le cadre du programme Landsat, cette expérience web met en lumière divers types de changements de paysage survenus dans les T.N.-O. de 1985 à 2019.

Le programme de satellites Landsat recueille des images de la surface de la Terre depuis 1972, ce qui a permis de constituer la plus ancienne archive de données de télédétection au monde. À ce jour, le programme continue d’être couronné de succès, avec le lancement du satellite Landsat 9 le 27 septembre 2021. Avec plus de 9 millions de scènes Landsat offertes gratuitement, il peut être difficile de déterminer par où commencer une analyse d’images. Heureusement, le Centre de géomatique des Territoires du Nord-Ouest (TNO) a déjà fait tout le travail pour nous. Le Guide de détection des changements à long terme en utilisant les données Landsat fournit une explication conviviale des méthodes scientifiques utilisées par le Centre pour observer les changements de paysage dans les T.N.-O. de 1985 à 2019. Et les résultats y sont présentés en une expérience web interactive ouverte à tous.

Derrière la science

L’équipe de télédétection du Centre de géomatique des TNO a analysé les images Landsat recueillies de 1985 à 2019 à l’aide d’une analyse par télédétection des tendances TC (pour l’anglais Tasseled Cap, modèle de canopée). Le résultat de l’analyse est une image matricielle qui rend compte des tendances TC pour ce qui est des changements de luminosité, de verdure et d’humidité. Ces tendances TC sont transformées en symboles qui font ressortir les changements de paysage à long terme. Je ne suis pas une experte en télédétection. J’ai donc beaucoup appris grâce à l’explication simple du processus de génération des images, qu’on peut lire à l’onglet « Présentation » de l’application.

Pour aider à visualiser les changements du paysage, les tendances TC des changements de luminosité, de verdure et d’humidité sont respectivement symbolisées en rouge, vert et bleu. Dans l’image matricielle qui en résulte, les zones qui sont rouges représentent des paysages dont le sol est maintenant dénudé ou recouvert de roche, de béton ou d’asphalte. Les zones vertes indiquent la croissance de la végétation, et les zones bleues représentent les sols à forte humidité ou les plans d’eau. Cependant, ces couleurs se mélangent souvent pour représenter deux tendances TC différentes, sinon les trois à la fois. Les chiffres et le texte explicatif se trouvant à l’onglet « Présentation » de l’application aident les utilisateurs à faire le lien entre les résultats de l’analyse et ce qui est visible dans la carte web.

Selon John Burton, gestionnaire des systèmes géospatiaux d’entreprise au Centre de géomatique des TNO, cette application a pour but « d’expliquer la science qui sous-tend le service d’images et de fournir des exemples concrets des endroits où les couleurs ont été confirmées ». Des images Landsat sont disponibles pour l’ensemble du territoire, mais l’équipe a décidé de se concentrer sur des emplacements précis auxquels sont associées des images à haute résolution permettant de suivre les changements du paysage. Les changements anthropiques et naturels sont mis en évidence de sorte à répondre aux besoins de divers clients. Les catégories de changement comprennent le tracé des lignes sismiques, l’exploitation minière, l’expansion des zones urbaines, la construction d’autoroutes, les feux de forêt, les mouvements de pente (attribuables au dégel du pergélisol, entre autres), l’érosion du littoral, les changements de niveau d’eau, les réseaux de rivières anastomosées et le recul des glaciers.

Une expérience d’imagerie

L’application a été créée à partir de Classic Story Maps et d’ArcGIS Experience Builder. Elle se divise en onglets présentant tous les différents types de changements de paysage. Ainsi, les utilisateurs y naviguent facilement à travers un grand volume d’information. Le contenu se répartit entre plusieurs pages, plutôt qu’une seule. Les utilisateurs peuvent rapidement passer d’un onglet à l’autre, puis faire défiler une page portant sur un type précis de changement de paysage, sans être submergés par les exemples. Lorsque vous faites défiler la page jusqu’à l’exemple suivant dans le panneau de gauche, la carte web se transforme automatiquement à droite et passe de façon fluide d’un emplacement à l’autre.

Bien que l’imagerie satellitaire soit statique, l’interactivité de l’application pousse l’utilisateur à explorer les images plus avant. Les utilisateurs peuvent agrandir les images et les séquences par intervalles pour obtenir une vue ciblée. En outre, dans la carte web, les utilisateurs peuvent activer ou désactiver des couches, effectuer un panoramique, un zoom, revenir à l’étendue d’origine, modifier le fond de carte et rechercher une adresse. Les instructions sur la façon d’utiliser l’application web sont utiles pour un public plus large qui n’est pas nécessairement familier avec l’utilisation de Classic Story Maps ou d’ArcGIS Experience Builder. En prime : toute l’expérience web est offerte en français.

Ma partie préférée de cette expérience web, ce sont les séquences par intervalles qui illustrent chaque exemple. Celles-ci permettent vraiment de voir à quel moment le paysage a subi un changement radical. Nous pouvons observer comment les humains ont interagi avec le paysage des T.N.-O. et l’ont altéré de manière irréversible, que ce soit par l’exploitation minière, le développement urbain ou la construction d’autoroutes (tous exemples fournis dans l’application). Dans l’exemple ci-dessous, on peut voir que l’augmentation des zones rouges indique que la taille de la mine de diamants Ekati a augmenté au fil du temps avec l’intensification de l’exploitation à partir de 1993.

La collaboration est essentielle

John Burton veut que tout le monde sache que ce projet était un effort d’équipe. « De nombreuses personnes du Centre de géomatique des Territoires du Nord-Ouest et de Caslys Consulting méritent d’être reconnues pour cet exploit. D’abord, celles du Centre de géomatique : Jenny Tjhin, Steve Schwarz, Jurjen van der Sluijs, Kyle Little et Jiaao Guo. Puis, celles de Caslys Consulting : Jas Fajeau, Anthony Warren et Justin McPherson », note-t-il.

Classic Story Maps et ArcGIS Experience Builder sont d’excellents outils pour faciliter la collaboration entre les membres d’une équipe, car tout le monde peut apporter ses modifications dans le navigateur, sans avoir besoin d’installer de logiciels supplémentaires.

Les étapes suivies par l’équipe de télédétection pour analyser les images Landsat existantes, publier un service d’images sur ArcGIS Online et créer une expérience web accessible au public peuvent servir à d’autres groupes et organisations cherchant à accroître la transparence du processus scientifique.

« L’application vient de sortir, mais elle a lancé d’autres discussions avec nos clients sur les outils que nous pouvons utiliser pour publier leurs données ou sur la façon dont nous pouvons assembler de nombreux ensembles de données pour raconter une histoire ou pour prouver ou réfuter des hypothèses environnementales », explique John Burton.

Explorez par vous-même l’expérience web « Guide de détection des changements à long terme en utilisant les données Landsat ».

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Ce billet a été écrit en anglais par Kristine Luangkhot et peut être consulté ici.