Utilisation d’outils open source pour la caractérisation d’un paysage. L’extension LecosS

Ce cas d’étude résulte d’un brouillon finalisé de la part du Graduate Geographic Information Systems enseigné par GeoPoint. Nous proposons une étude de paysage en utiliant l’extension Lanscape Ecology (LecoS) sous QGIS 2.01 Dufour. L’étude a été réalisée dans la région centrale du Portugal dans la municipalité de Coimbra et elle s’étend sur 31940 ha où ses coordonnées sont 40°12‘11.84” Nord, 8°24‘37.15” Ouest. Suite à une nouvelle organisation administrative, la municipalité est divisée en 18 paroisses qui sont essentiellement des aires urbaines (Image 1).

Geographic location of the municipality of Coimbra.

Emplacement géographique de la municipalité de Coimbra.

La caractérisation du paysage est conduite en utilisant une analyse quantitative basé sur des mesures sur le paysage. Ces indices sont ensuite utilisés pour décrire les caractéristiques structurelles du paysage, pour documenter les changement des relations entre l’occurrence de plusieurs espèces ou groupes d’espèces (Turner et al, 2001;. Olsen et al, 2007;. Fidalgo et al. , 2009). Le nombre de mesures est très important et peut générer des calculs au niveau du paysage, de la classe et de la marque ((Turner et al, 2001;. Fidalgo et al, 2009.). Les mesures peuvent être calculées depuis les données Corine Land Cover, l’Occupation du territoire (COS 90 and COS2006) ou les cartes d’occupation du territoire produites en interne. Selon Martin Jung (2012), l’extension Landscape Ecology Statistics (Lecos) de QGIS peut être utilisée pour calculer des métriques de paysage dans les couches raster. Le résultat peut être exporté au format CSV.

Méthode

Les mesures de paysage sont calculées en utilisant les données Corine Land Cover (CLC) des années 1990 et 2006. Pour cet exercice, il a été nécessaire de transformer les couvertures au format raster avec des cellules de 50x50 mètres. Nous avons utilisé l’outil r.to.raster de GRASS qui est présent dans la boîte des traitements ainsi que les niveaux de classification CLC. Après transformation, nous calculons les métriques dans l’extension Landscape Ecology (LecoS) en utilisant le modeleur graphique (Image 2).

Landscape metrics calculated for diferent years (1990 and 2006).

Métriques paysagères calculées pour plusieurs années (1990 et 2006).

Nous avons calculé les surfaces de couverture du sol, la proportion de paysage, la densité des bordures, le nombre d’ilots, la surface du plus grand ilot, la surface du plus petit ilot, la distance moyenne entre ilots et la taille de grille effective (Table 1). Les mesures de la diversité du paysage ont été calculées par l’index de Shannon, l’index d’uniformité et l’index de Simpson.

Résultats

De l’analyse des métriques paysagères calculées nous avons pu relever une augmentation du degré de perturbation par l’homme et une plus grande fragmentation de l’utilisation du territoire entre 1990 et 2006. Le nombre d’ilots de “surface forestière semi-naturelle” et de “surface agricole” a diminué entre 1990 et 2006 (Table 1). Cette mesure nous donne quelques indices sur les processus écologiques en croissance ou en décroissance, en lien avec les populations et les habitats (Viana and Aranha, 2008). On peut également noter que la distance moyenne entre les ilôts, mesure qui nous permet d’interpréter le niveau de fragmentation du territoire, montre le déclin des “surface forestières et semi-naturelles” entre 1990 et 2006 au profit des “surfaces artificialisées” (Table 1).

Model to calculate landscape metrics in 1990.

Modèle de calcul des métriques paysagères en 1990.

Entre 1990 et 2006, la diversité a diminué et ce résultat est imputable à un transferr de l’occupation du sol des surfaces agricoles et des surfaces forestières et semi-naturelles. Ce phénomène est uniforme.

Conclusion

Il est possible de déterminer des métriques de paysage en utilisant l’extension Lecos en relevant que l’aire d’étude présente des problèmes de fragmentation dû à un niveau élevé de perturbations apportées par l’homme. QGIS a été très intuitif et très pratique pour les calculs des métriques, le tout sans contrainte. Il est de fait assez robuste et viable comparé aux solutions propriétaires. Dans le futur, nous planifions d’appliquer cette méthode aux territoires présentant des problèmes d’espèces invasives pour étudier leur comportement sur le paysage.

Références

  • Fidalgo, B., R. Salas, et al. (2009). “Estimation of plant diversity in a forested mosaic landscape: the role of landscape, habitat and patch features.” Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 5 (2): 65-73.
  • Viana, Hélder; Aranha, José (2008) - Estudo da alteração da cobertura do solo no Parque Nacional da Peneda Gerês (1995 e 2007). Análise temporal dos padrões espaciais e avaliação quantitativa da estrutura da paisagem. X Encontro de Utilizadores de Sistemas de Informação Geográfica, 14 a 16 de Maio de 2008 – Oeiras.
  • Martin Jung (2012) LecoS - A QGIS plugin to conduct landscape ecology statistics, http://plugins.qgis.org/plugins/LecoS.
  • Olsen, L., V. Dale, et al. (2007). “Landscape patterns as indicators of ecological change at Fort Benning, Georgia, USA.” Landscape and urban planning 79: 137-149.
  • Turner, M. G., R. Gardner, et al. (2001). Landscape ecology in theory and practice: pattern and process. New York.

Auteurs

André Duarte

André Duarte

Cet article a été rédigé en juillet 2014 par la contribution de André Duarte. Il possède un diplôme d’ingénieur en ressources forestières ainsi qu’un master dans la même matière de l’Escola Superior Agrária de Coimbra. Il est également diplômé en SIG par Geopoint . Il collabore actuellement avec le Grupo Portucel Soporcel.