SPECTRHABENT-OI : Cartographie des Habitats Benthiques Littoraux et Subtidaux des Iles Françaises de l'Ocean Indien à partir de Données Hyperspectrales

 Les îles françaises de l’ouest de l’océan Indien constituées de la Réunion, Mayotte et les îles Éparses procurent à la France une Zone Economique Exclusive (ZEE) d'un peu plus d'un million de km² abritant d’importantes ressources marines et patrimoniales.

 Les îles Éparses, disposant d’un patrimoine biologique terrestre et marin remarquable, sont classées en réserves naturelles par les arrêtés préfectoraux de 1975 et 1981, réglementant notamment la pêche et le séjour des personnes sur ces îles. La zone nord du canal du Mozambique à laquelle elles appartiennent est reconnue par tous les scientifiques comme un des points privilégiés de la biodiversité. Elles abritent des populations d’oiseaux marins importantes (Frégate du Pacifique, Frégate ariel, Fou masqué, Fou à pieds rouges, Fou brun, Phaétons, Sternes... ). Cette zone est aussi reconnue comme un des « hot-spots » de la biodiversité marine (cétacés, poissons, récif corallien, hydraires). Europa constitue probablement le plus grand site de ponte de tortues marines au monde pour les tortues vertes ( Chelonia mydas) et représente un habitat de développement exceptionnel pour les immatures de tortues à écailles ou imbriquées ( Eretmochelys imbricata) grâce à sa mangrove. Classées en réserves naturelles depuis 1975, elles servent de témoin pour de nombreuses études scientifiques.
 Différents partenaires (Université de la Réunion, Muséum National d’Histoire Naturelle, Conservatoire Botanique, Kélonia, Ifremer, IRD…) mènent actuellement de nombreuses études sur l’ensemble de ces îles dans le cadre d'IFRECOR ou de programmes de recherche (océanographique, halieutique, sédimentologie, biodiversité…).
 

 L’Etat, par l’intermédiaire des Services de la DDE/DIREN de La Réunion et du Ministère de l’Écologie, de l’Énergie, du Développement durable et de l’Aménagement du territoire, a décidé le lancement du projet Litto3D ® sur les îles françaises de l’océan Indien (Réunion, Mayotte et Iles Éparses).
 Ce projet consiste en la réalisation d’un modèle numérique de terrain continu entre la terre et la mer, donnant une représentation tridimensionnelle de la forme et de la position du sol sur la frange littorale (Figure 1). La constitution de ce référentiel a été confiée à l’IGN (Institut Géographique National) pour la partie terrestre et au SHOM (Service Hydrographique et Océanographique de la Marine) pour la partie marine. Elle repose sur l’acquisition de données au moyen d’un capteur laser aéroporté (Lidar bathymétrique pour la partie mer et altimètre laser pour la partie terrestre).
 

  
 

Illustrations en 3 dimensions au niveau de la passe de l'Ermitage. A gauche : MNT à 5m issu du semi de points Lidar, équidistances des isobathes : 1m. A droite : Image hyperspectrale drapée sur le MNT.

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A cette occasion, l’État, les Terres australes et antarctiques françaises (Taaf), l’Agence des aires marines protégées et l’Ifremer se sont associés dans un projet de cartographie par télédétection hyperspectrale.

 Des images seront acquises simultanément aux levés bathymétriques grâce à l’incorporation, lors des mêmes vols, d’un capteur hyperspectral au Lidar bathymétrique initialement prévu pour Litto3D ®. La mutualisation des moyens mis en œuvre permettra une réduction des coûts liés aux différentes missions, dans des secteurs géographiques isolés et difficiles d’accès.
 Le projet a pour objectif le développement d’une nouvelle méthodologie de cartographie par télédétection pour des habitats benthiques subtidaux du pourtour des îles françaises de l’océan Indien, et l’évaluation de la pertinence de cette méthode pour une application à d’autres secteurs côtiers (facilité de mise en œuvre, précision des cartographies, coûts…).
 L’information bathymétrique apportée par le Lidar devrait permettre pour la première fois de corriger, de manière automatique pour tout pixel immergé de l’image, l’atténuation du signal lumineux dans la masse d’eau et de s’affranchir ainsi d’un problème récurrent de la télédétection en milieu sous-marin.
 

Ce projet, d’une durée de 3 ans va s’articuler en plusieurs phases :

 Phase 1 : Acquisition des données 
 - Les vols aériens sont prévus entre les mois de mai et juillet 2009. Ils permettront l’acquisition d’images aériennes hyperspectrales et de données bathymétriques associées lors des missions Litto3D ®. Les images seront acquises sur les secteurs de la Réunion et des Iles Éparses : Glorieuses, Récif du Geyser et Banc de la Zélée, Juan de Nova, Europa, Bassas da India et Tromelin (Figure 2). Pour chaque zone, deux survols réalisés à des altitudes différentes permettront d’obtenir deux jeux d’images hyperspectrales de résolutions spatiales différentes (submétriques). La gamme spectrale (400 – 1000 nm) sera échantillonnée avec une haute résolution permettant une discrimination fine des objets au sol.
 

 

 

 

 - Élaboration, sur la base des travaux menés dans le cadre du thème d’intérêt transversal « cartographie des récifs coralliens » d’IFRECOR (Initiative française pour les récifs coralliens), d’une typologie de référence des habitats benthiques de l’océan Indien dans le but d’aboutir à la production de cartographies d’habitat normalisées.
 - Réalisation d’une banque de données spectrales à partir de données de terrain associant inventaires biologiques et relevés radiométriques. Ces données seront acquises sur les sites pilotes de la Réunion, Glorieuses, Geyser – Zélée et Mayotte, entre les mois de mai et juillet 2009.
 

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 Phase 2 : Développement et évaluation d’une méthodologie de traitement

Après analyse des données de terrain (spectres, photos, localisations GPS, quadrats, etc.), une méthodologie de traitement des données hyperspectrales sera définie en concertation avec d’autres laboratoires et bureaux d’études spécialistes du traitement d’images. Elle permettra de produire des cartes d’habitat basées sur des typologies de référence :

    
 

 Les résultats obtenus seront validés à l’aide des données de vérité-terrain et par croisement avec les cartographies d’habitats déjà disponibles sur la Réunion, Mayotte et les îles Éparses. Le potentiel des images hyperspectrales pour la cartographie des habitats benthiques coralliens sera évalué à l’issue de cette phase.
 L’ensemble des données produites dans cette étude sera bancarisé (VT, spectres, images, cartes, …) dans le système d’information nature et paysages (SINPmer/Sextant océan Indien/Sismer).
 

 Phase 3 : Achèvement de la cartographie des zones côtières

En fonction des résultats obtenus dans la phase précédente, la méthodologie développée sur les zones récifales pilotes sera étendue à l’ensemble des Iles françaises de l’océan Indien au fur et à mesure des acquisitions et les résultats seront intégrés aux bases de données existantes.

 Pour en savoir plus :

 - Présentation du projet spectrhabent faite à la DEAL le 16 avril 2013 : application/pdf Présentation spectrhabent DEAL

 - Télécharger les rapports de mission sur les îles Eparses : application/pdf Rapport Glorieuse 2009_Tortues-CAMP-SPECTRHABENTOI 
 - Télécharger le premier rapport de synthèse et annexes du projet SPECTRHABENT-OI : application/pdf Rapport de synthèse_SPECTRHABENT-OI_Avril2010 et application/pdf Annexes_SPECTRHABENT-OI_Avril2010

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 Durée du projet : 2009 – 2011

 Partenaires financiers du projet : 
 -  L’Etat Français par l’intermédiaire Ministère de l’Écologie, de l’  É  nergie, du Développement Durable et de la Mer (MEEDDM) et la Direction Régionale de l’Environnement (DIREN) de la Réunion 
 - Les Terres autrales et antarctiques françaises (Taaf) 
 - L’ Agence des aires marines protégées (AAMP) 
 - Ifremer   
 

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 Partenaires scientifiques et techniques : 
 - Agence pour la Recherche et la VAlorisation Marines (ARVAM) 
 - Initiative française pour les récifs coralliens (IFRECOR) 
 - Actimar  
 - Université de La Réunion  
 -  PARETO  
 - CRIOBE  
 - Shom  
 - IGN  
 

                      

 En savoir plus sur le projet Litto3D :

 -  Le site internet du Shom  
 - Le site internet de l’IGN  
 

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