L’Université McGill, située à Montréal, au Canada, est l’une des meilleures universités du pays. Elle abrite l’un des meilleurs laboratoires de télédétection appliquée du pays, à la pointe de la recherche en matière de télédétection. Dirigé par le Dr Margaret Kalacska, le laboratoire travaille à partir de l’imagerie satellite, la technologie LiDAR et l’imagerie multispectrale et thermique pour analyser et interpréter des données environnementales complexes sur les écosystèmes aquatiques, les risques naturels et les infrastructures. DJI Terra, un logiciel de cartographie de modèles 3D complet, permet au laboratoire d’améliorer considérablement ses capacités de collecte et de traitement des données de télédétection.
Les recherches effectuées au laboratoire couvrent plusieurs domaines essentiels tels que le LiDAR (Light Detection and Ranging), la photogrammétrie, ou encore l’analyse multispectrale. Ces méthodologies permettent d’obtenir une cartographie topographique précise, de capturer des images détaillées et d’étudier diverses bandes spectrales, afin d’évaluer les conditions environnementales et les changements dans les milieux naturels du monde entier.
Le Dr Margaret Kalacska, professeure agrégée au département de géographie de l’Université McGill, est une figure éminente dans le domaine de la télédétection. Elle a contribué de manière significative au développement d’applications de télédétection dans le domaine des sciences de l’environnement. Son travail, axé sur le traitement des défis écologiques et environnementaux, a contribué à faire du laboratoire un chef de file dans l’application de technologies de pointe. L’expertise et le leadership du Dr Kalacska ont largement contribué à la réussite du laboratoire.
Le Dr. Margaret Kalacska et sa collègue examinent des données à l’aide de DJI Terra
La Mer Bleue, une tourbière vieille de 8 000 ans située dans l’est de l’Ontario, au Canada, est l’une des tourbières les plus importantes au monde. Reconnu pour ses caractéristiques écologiques et géologiques, ce site est primordial pour le gouvernement canadien et la communauté scientifique mondiale. Il s’agit d’une composante essentielle du réseau de recherche Fluxnet-Canada, dont les recherches sont axées sur la compréhension des effets des perturbations climatiques et environnementales sur le cycle du carbone dans les écosystèmes forestiers et les tourbières. La tourbière de la Mer Bleue a une importance significative dans le cycle mondial du carbone, ce qui en fait un lieu d’étude crucial aux yeux de la communauté scientifique.
La tourbière de la Mer Bleue au Canada
La dynamique biologique et écologique unique de la tourbière de la Mer Bleue nécessite d’être étudiée en permanence afin de surveiller la façon dont l’écosystème réagit aux variations de température et de précipitations, ainsi qu’aux autres facteurs environnementaux. Cependant, les sols gorgés d’eau et le taux d’humidité extrême de cet environnement posent des défis considérables aux professionnels des sciences environnementales. Dans de telles conditions, les méthodes classiques de collecte de données ne permettent pas toujours d’obtenir des relevés fiables. C’est là que les technologies de pointe entrent en jeu.
Le Dr Margaret Kalacska et son équipe du laboratoire de télédétection appliquée de l’Université McGill utilisent la technologie avancée des drones pour surmonter ces défis. À l’aide de drones DJI équipés de capteurs LiDAR et de photogrammétrie, l’équipe capture de vastes ensembles de données sur le site de la tourbière de la Mer Bleue. Ces ensembles de données sont ensuite traités à l’aide de DJI Terra et transformés en nuages de points détaillés, en orthomosaïques et en cartes topographiques. Ces cartes révèlent les différences critiques et nuancées du terrain, offrant ainsi des informations précieuses sur la microtopographie de la tourbière.
Configuration d’un système DJI M350 RTK avec Zenmuse P1 avant le survol de la tourbière de la Mer Bleue
L’utilisation de DJI Terra par le laboratoire ne se limite pas à la modélisation 3D. DJI Terra joue également un rôle essentiel dans la compréhension de la distribution de l’eau sous la surface de la tourbière, un facteur étroitement lié à sa fonction de puits de carbone. La tourbière de la Mer Bleue, profonde d’environ 7 mètres en son centre, avec des niveaux d’eau qui varient entre 10 et 50 centimètres de la surface en fonction de la période de l’année, joue un rôle crucial en matière de séquestration du carbone. L’analyse de tous ces détails permet aux chercheurs de mieux comprendre le rôle de la tourbière en matière de séquestration du carbone et, parfois, de rejet de carbone, qui lui confère une telle importance sur le plan écologique.
En outre, le laboratoire travaille avec le satellite hyperspectral allemand EnMAP pour valider l’imagerie satellitaire de cet écosystème unique. Les modèles d’élévation de surface hautement détaillés générés à l’aide de DJI Terra servent de cartes de référence pour corriger les images hyperspectrales capturées par les drones, les capteurs aéroportés et les satellites. Une telle collaboration est cruciale pour assurer la précision des données satellitaires et approfondir la compréhension des processus écologiques de la tourbière de la Mer Bleue.
Grâce à l’utilisation combinée de drones DJI et du logiciel Terra et à la collaboration avec des missions satellitaires internationales, le laboratoire de télédétection appliquée de l’Université McGill continue de faire avancer l’étude de la tourbière de la Mer Bleue. Ces recherches contribuent à la préservation de cet écosystème vital. Elles améliorent notre compréhension des milieux tourbiers et de leur rôle essentiel dans le cycle mondial du carbone.
Le Dr Margaret Kalacska et le Dr Pablo Arroyo-Mora dans la tourbière de la Mer Bleue
Le Costa Rica, réputé pour ses paysages variés, abrite de nombreux volcans. Le volcan Poas est l’un des plus grands et des plus actifs. Situé à un peu plus de 32 km de la capitale San Jose, le Poas est entré en éruption 40 fois au cours des deux derniers siècles. Son éruption la plus récente remonte à septembre 2019. En raison de sa proximité avec un grand centre urbain, la surveillance continue du cratère dynamique du volcan s’avère cruciale pour la sécurité publique et la recherche scientifique.
Volcan Poas au Costa Rica
Le laboratoire de télédétection appliquée a mené une étude approfondie du volcan Poas et collecté des données vitales à l’aide de la technologie avancée des drones. L’étude a nécessité deux grandes collectes de données primaires, chacune concernant des aspects différents de la surveillance volcanique.
Tout d’abord, la solution DJI Mavic 2 Enterprise Advanced a permis de capturer des images thermiques. Ces données étaient axées sur l’identification des variations de température dans le cratère volcanique, afin de permettre aux scientifiques de faire la distinction entre les changements de température causés par l’activité volcanique et ceux influencés par des facteurs externes tels que le rayonnement solaire. Une bonne compréhension de ces contrastes de température est essentielle pour évaluer avec précision les niveaux d’activité du volcan et les dangers potentiels.
Le deuxième ensemble de données a été obtenu par photogrammétrie, puis traité à l’aide de DJI Terra afin de créer un modèle 3D haute résolution du cratère. Cette représentation détaillée permet aux scientifiques de détecter jusqu’aux plus petits changements (au centimètre près) avant et après les éruptions volcaniques. La surveillance des changements à une si petite échelle est essentielle pour prévoir les futures éruptions et atténuer les risques associés.
L’une des principales préoccupations du Costa Rica est la préparation aux situations d’urgence en cas d’éruptions volcaniques. Le Poas a connu une éruption importante en 2017 qui a donné lieu à des évacuations. Une autre éruption avait déjà eu lieu plus tôt dans la même année. Suite à de tels événements, l’OVSICORI, l’Observatoire volcanologique et sismologique du Costa Rica, et le laboratoire de télédétection appliquée souhaitent explorer tout le potentiel de la solution DJI Dock 2 en matière de surveillance continue et d’opérations de drones automatisées.
L’OVSICORI considère l’étude de surveillance réalisée à Poas comme une preuve de concept. En cas de succès, il prévoit d’étendre l’utilisation de la collecte de données et de la cartographie 3D à d’autres volcans actifs situés dans des régions plus reculées du pays. Le modèle photogrammétrique créé à l’aide de DJI Terra fournit des données de référence récentes sur le cratère, en particulier dans les zones qui se sont effondrées. Ce modèle sert de référence cruciale pour identifier les changements lors des études de surveillance ultérieures, afin d’améliorer la précision et la fiabilité de l’observation volcanique.
Grâce à DJI Terra, le travail du laboratoire sur le volcan Poas contribue à mieux comprendre l’activité volcanique et joue un rôle important dans l’amélioration de la préparation aux situations d’urgence et de la sécurité publique au Costa Rica. Les enseignements tirés de ces recherches permettront d’établir des stratégies de surveillance d’autres volcans, dans la région et dans le reste du monde.
Carte 3D du volcan Poas générée à l’aide de DJI Terra
La république des Maldives, petite nation insulaire située dans l’océan Indien au sud-ouest de l’Inde, est composée de 26 atolls et de plus de 1 000 îles coralliennes s’étendant sur une zone comparable à la Grèce. Ces îles sont recouvertes de denses forêts tropicales vitales pour les activités touristiques florissantes du pays, car elles protègent de la chaleur tropicale intense. Parmi les arbres les plus communs et les plus importants sur le plan écologique des Maldives, l’on trouve le badamier. Malheureusement, ces arbres sont gravement menacés par la chenille Euproctis Fraterna, un insecte connu pour son appétit vorace pour les espèces végétale. Dans les cas les plus graves, ces chenilles peuvent défolier et même tuer les arbres, posant un risque important pour l’environnement local.
Afin de répondre à cette menace, le laboratoire, en collaboration avec un autre organisme canadien, s’est associé au Soneva Fushi Resort pour entreprendre un projet de préservation critique. Ainsi, ils ont cartographié les badamiers présents sur Kunfunadhoo, une île-hôtel des Maldives reconnue réserve mondiale de biosphère par l’UNESCO. En tant que site de l’un des plus grands hôtels du pays, Kunfunadhoo fait partie intégrante de l’économie touristique des Maldives, ce qui fait de la préservation de ses forêts une priorité absolue.
Île de Kunfunadhoo, Maldives
L’objectif principal du laboratoire était de développer un outil de diagnostic à distance rapide permettant d’identifier les arbres attaqués par la chenille. Pour ce faire, l’équipe a utilisé la technologie LiDAR afin de collecter des données détaillées en nuages de points sur l’ensemble de l’île. Ces données ont ensuite été traitées à l’aide de DJI Terra afin de créer un modèle 3D précis en haute résolution de la canopée de l’île.
La carte 3D générée par DJI Terra a joué un rôle crucial dans cet effort de préservation. La carte a fourni une visualisation détaillée de la forêt et permis aux chercheurs de géolocaliser précisément chaque badamier présent sur l’île de Kunfunadhoo. Le modèle 3D a ensuite servi de référence pour comparer la santé de chacun des arbres et ainsi distinguer les arbres sains de ceux qui présentaient des signes précoces d’infestation.
L’un des principaux avantages de DJI Terra est l’obtention d’informations en temps réel sur la santé de la forêt. De tels modèles permettent aux chercheurs de suivre les changements dans la canopée au fil du temps avec une précision incroyable. En comparant les données actuelles avec les données de référence historiques, les scientifiques peuvent identifier des changements subtils dans la santé des arbres, comme une réduction de la densité du feuillage ou des changements de couleur des feuilles, qui sont des indicateurs précoces d’infestation par des parasites. Une détection précoce est essentielle car elle permet d’intervenir rapidement afin de sauver les arbres avant que l’infestation ne s’aggrave.
Pour les Maldives, dont l’économie dépend fortement de la santé et de la beauté de son environnement naturel, de telles informations en temps réel sont inestimables. Les modèles 3D permettent d’identifier immédiatement les menaces telles que la chenille Euproctis Fraterna et d’élaborer des stratégies de gestion forestière à long terme. Grâce à l’actualisation en continu des modèles 3D, le laboratoire peut contrôler l’efficacité des mesures de lutte contre les parasites, modifier le plan d’action si nécessaire, et s’assurer que les forêts, qui sont au cœur de l’écosystème insulaire, restent en bonne santé. Cette technologie contribue à sauvegarder les badamiers de l’île de Kunfunadhoo et, par extension, l’industrie touristique vitale qui repose sur la beauté naturelle des Maldives.
Les cartes de modèles 3D de haute précision de DJI Terra représentent une avancée importante pour des organisations telles que le laboratoire de télédétection appliquée de l’Université McGill. DJI Terra garantit un traitement rapide des données LiDAR, de photogrammétrie, 2D et 3D, ce qui permet aux équipes de fournir rapidement des informations exploitables à leurs partenaires. Pour le laboratoire, son utilisation est essentielle pour maintenir une stratégie environnementale proactive et efficace, afin de renforcer la compréhension et la protection de diverses biosphères dans le monde entier.
Pour visionner l’étude de cas complète de la collaboration du laboratoire de télédétection appliquée de l’Université McGill avec DJI Enterprise, cliquez ci-dessous :