Suivi des incendies de forêts par utilisation des images Alsat-1

SETIT 2005
3 rd International Conference: Sciences of Electronic,
Technologies of Information and Telecommunications
March 27-31, 2005 – TUNISIA
Suivi des incendies de forêts par utilisation des
images Alsat-1 (région de Sidi Bel Abbes - Algérie)
& implémentation sur le programme RANET
Moussa Sofiane KAROUI * , Habib MAHI * , Djaffar YOUSFI *
* Centre National des Techniques Spatiales, Division de Télédétection
01 Avenue de la Palestine, B.P. 13 31200 Arzew Oran Algérie
Tél. : +213 41 47 22 17 Fax : +213 41 47 36 65
karoui@cnts.dz
mahi@cnts.dz
yousfid@cnts.dz
Résumé: Ce travail a pour objectif la détection des feux de forêts de la région de Sidi Bel Abbes durant le mois d’août
2003 à partir d’images Alsat-1. Les données multi-dates acquises avant et après les incendies, ont permis dans un
premier temps de délimiter les zones incendiées, et de détecter la remontée végétale sur l’image de la même région une
année après (2004) dans un second temps. Les résultats obtenus ont été implémentés sur le programme RANET sous
format multimédia (pages web).
Mots clés: Feux de forêts, Multimédia, NTIC, RANET, Télédétection.
1. Introduction
Cette étude fait partie d’un dispositif de
sensibilisation des institutions africaines à l’utilisation
des technologies multimédia et des technologies
spatiales. Les informations produites par ces
organismes sont misent à la disposition des
émissions RANET assurées par le satellite
géostationnaire "Afristar". Elles peuvent être de
natures différentes : climatiques, environnementales
(feux de forêts, invasion du criquet pèlerin,
inondations…),
hydrométéorologiques,
agronomiques….
La détection des feux de forêts à partir d’images
issues du satellite Algérien Alsat-1, est susceptible de
favoriser la lutte contre les calamités et catastrophes
naturelles. L’une des questions qui se situe au cœur de
la problématique de développement en Afrique.
2. Programme RANET
2.1. Définition
RANET (Radio InterNET) est un système de
transmission d’informations et de données par Internet
pour sa diffusion par satellite à travers un système de
réception radio et consultation sur ordinateur.
Initié par le Centre Africain des Applications de la
Météorologie pour le Développement (ACMAD) et
résultant d’un effort collectif des organisations
nationales, régionales et internationales. Le
programme RANET se situe à la confluence des
nouvelles technologies de l’information et de la
communication -NTIC- (en particulier Internet), des
technologies spatiales, des techniques de modélisation
du climat et d’élaboration des prévisions climatiques.
Il vise à utiliser l’information climatique et
environnementale pour favoriser le développement et
réduire la pauvreté en Afrique. Ces informations sont
issues de la collaboration entre plusieurs institutions,
et pouvant aider à la gestion des systèmes sensibles
aux phénomènes météorologiques, permettant ainsi
aux populations rurales démunies d’accéder de façon
simple et en langues véhiculaires aux informations
hydrométéorologiques, agronomiques et
environnementales.
2.2 Objectifs et activités
Le programme RANET a des activités et objectifs
locaux et d’autres globaux. Les activités et objectifs
locaux s’articulent autour des points suivants :
• Satisfaire des besoins locaux en zone rurale
en matière d’information,
• assister à la prise de décision dans la gestion
des ressources naturelles,
• assurer un développement socio-économique.

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Pour ceux globaux :
• Assurer l’accès à l’information météorologique,
climatique, environnementale, santé, éducation…, là
où les moyens traditionnels font défaut (monde
rural),
• assurer un système de communication durable et
fiable,
• développer le partenariat,
• renforcer les capacités,
• assurer l’appropriation de l’outil acquis.
2.3. Outils et moyens techniques
Le programme RANET utilise essentiellement
l’application des technologies spatiales, les nouvelles
technologies d’information et de communication, et
Internet. Les produits multimédia (pages web) sont
diffusés par satellite pour une réception radio et
consultation sur ordinateur.
2.4. Circuit de l’information
3. Application à la détection des incendies
de forêts
3.1. Introduction
La forêt algérienne est caractérisée par sa fragilité
et son état dégradé; elle connaît une nette régression
dûe au : défrichement, surpâturage, maladies et
incendies. De plus elle est caractérisée par un matériel
particulièrement inflammable et combustible. Le vent
et la pente facilitent la propagation du feu ; et celle-ci
se manifeste pendant la période sèche, de juillet à
septembre avec un maximum au mois d’août.
La saison estivale 2003 a connu une période
caniculaire qui a été marquée par une nette
augmentation des températures. Les conséquences ont
été un plus grand nombre d’incendies de forêts. La
disponibilité des données Alsat-1 pendant cette saison
et celle de 2004 permettent d’établir un suivi des
zones incendiées durant l’année 2003, et une
estimation de la remontée biologique une année après.
3.2. Spécifications techniques d’Alsat-1
Alsat-1 est un microsatellite d’observation de la
terre, il effectue 14,6 révolutions par jour, soit le tour
de la terre tous les 98 mn, il repasse à la verticale d’un
même point de la terre tous les 13 jours. Compte tenu
de sa large fauché, Alsat-1 offre un pseudo-temps de
revisite de 05 jours.
Figure 1. Circuit de l’information
La figure 1 illustre le circuit de l’information au
sein de RANET, ce circuit est unidirectionnel, il
débute par l’expression des besoins en matière
d’informations, ces dernières sont émises sous forme
de requêtes par les demandeurs. Ces requêtes seront
ensuite acheminées vers le serveur RANET via des
fournisseurs de contenu, pour leur transfert vers le
satellite géostationnaire "Afristar" qui couvre tout le
continent africain, ces informations seront diffusées et
téléchargées à travers des radios numériques, puis
consultables sur ordinateurs, et finalement transmises
pour les derniers utilisateurs.
3.2. 1. Spécifications générales
Dimension :
60 x 60 x 60 cm
Masse :
90 kg
Durée de vie nominale : 05 ans
Date de lancement : 28 novembre 2002 à 6h50
Orbite héliosynchrone : altitude de 680 km
Inclinaison orbitale : 98,2°
3.2. 2. Spécifications du capteur
Mode de prise de vue : Push-broom
Capteur multispectral : 02 caméras couvrant 16 km
Largeur de la fauchée : 2 x 300 km
Nombre de pixels : 10200 par caméra
Résolution spatiale : 32 mètres
Taille image maximale : 600 x 560 km (336000 km²)
Focale :
150 mm
La caméra embarquée sur le microsatellite Alsat-1
couvre trois bandes du spectre électromagnétique :
Figure 3. Bandes du spectre électromagnétique
Figure 2. Radio numérique TONGSHI et accessoires
Bande 1 : vert (0.523 – 0.605 µm)
Bande 2 : rouge (0.629 – 0.690 µm)
Bande 3 : proche infrarouge (0.774 – 0.900 µm)

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3.3. Approche préconisée
L’approche repose sur le traitement des images
Alsat-1 de la région de Sidi Bel Abbes du 28 mai,
23 juillet et 10 août 2003, ainsi que celle du 09 août
2004, pour estimer la remontée biologique.
Données Alsat-1
mai, juillet et août 2003
Composition colorée
{
des 03 canaux
Recherche des points de calage
Correction géométrique
Images corrigées
Interprétation et délimitation
des zones incendiées en 2003
Les traitements réalisés ont suivi le cheminement
classique dans toute approche par télédétection :
• La première étape a été d’extraire l’image de la
même zone d’études à partir des images multidates
qui sont de grande taille,
• La seconde étape a consisté en une correction
géométrique de ces données images. Cette étape
passe au préalable par une reconnaissance d’un
certain nombre de points sur image assez
caractéristiques (points amers),
• L’interprétation est faite sur la base d’une
composition colorée des images de l’année 2003.
Cette composition a été réalisée à partir de la
superposition des trois canaux proche infrarouge,
rouge et vert des données Alsat-1.
La trichromie (Figure 5.) a permis de faire ressortir
les différents thèmes existants dans l’image, dont les
teintes sont les suivantes :
- La végétation en rouge,
- les sols nus en clair,
- les agglomérations en bleu-gris,
- les plans d’eau en sombre,
- les zones incendiées en gris foncé.
Extraction et
calcul de la
superficie des
zones incendiées
en 2003
Donnée Alsat-1
de 2004
La photo-interprétation a permis de délimiter 04
zones incendiées (Figures : 6. 7. 8. 9.) ; et un calcul de
superficie a été réalisé (Tableau 1.).
Extraction des
zones incendiées
en 2003 sur
l’image 2004
Calcul de l’indice
de végétation en
2003
Calcul de l’indice
de végétation en
2004
Calcul de la différence entre
les indices de végétation
Extraction et calcul de la
superficie des zones
régénérées
Figure 4. Synoptique de la démarche adoptée

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Figure 5. Trichromies du 28 mai, 23 juillet
& 10 août 2003 (respectivement à partir du haut)
Figure 6. Comparaison de la 1 ere zone incendiée sur
les trois images : 28 mai, 23 juillet & 10 août 2003
(respectivement à partir du haut)

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Figure 7. Comparaison de la 2 eme zone incendiée sur
les trois images : 28 mai, 23 juillet & 10 août 2003
(respectivement à partir du haut)
Figure 8. Comparaison de la 3 eme zone incendiée sur
les trois images: 28 mai, 23 juillet & 10 août 2003
(respectivement à partir du haut)

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En comparant les images à différentes dates, nous
remarquons l’évolution des feux durant cette période.
Incendies
Superficies (Ha)
28 mai – 23 juillet 1 597,2
23 juillet – 10 août 2 401,4
Total 3 998,6
Tableau 1. Superficie des zones incendiées pendant la
période estivale 2003
• L’évaluation de la régénération des forêts
incendiées durant l’été 2003, est basée sur l’étude
de l’indice normalisé de végétation (NDVI) 1 de
ces mêmes zones incendiées sur l’image d’août
2004.
Figure 10. Trichromie du 09 août 2004
La formule de l’indice de végétation est :
NDVI =
Canal proche infrarouge – Canal rouge
Canal proche infrarouge + Canal rouge
Figure 9. Comparaison de la 4 eme zone incendiée sur
les trois images: 28 mai, 23 juillet & 10 août 2003
(respectivement à partir du haut)
1
NDVI : Normalised Vegetation Index

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Le calcul de l’NDVI a été effectué sur les zones
incendiées seulement (utilisation de masque sur les
autres thèmes), et sur les images bi-dates.
La différence entre les deux images a permis de
déceler la remontée biologique, dont les valeurs sont
négatives.
Figure 11. Indice de végétation des zones incendiées
en 2003
Figure 12. Indice de végétation des mêmes zones
incendiée en 2003 sur l’image de 2004
Figure 13. Différence entre le 1 er indice de 2003
et le 2 eme de 2004
Figure 14. Remontée végétale sur les 04 zones
incendiées en été 2003

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Superficie (Ha) (%)
remontée 288,7 7,22
Tableau 2. Superficie des zones régénérées en 2004
3.4. Analyse des résultats
Pour les incendies de forêts pendant la saison
estivale de 2003, la lecture des résultats obtenus
confirme la fragilité des écosystèmes forestiers de
cette région.
En août 2004, les résultats montrent l’existence
d’une végétation dans les zones incendiées, cette
remontée peut être liée à l’existence des espèces du
sous bois telles que l’Alfa et le Diss. Les cimes de
certains arbres non détruites complètement par le feu
et qui donnent un signe de vie le temps qui suit,
peuvent être aussi à l’origine de cette remontée
végétale.
Figure 16. Logiciel de téléchargement WorldSpace
4. Implémentation sur RANET
L’implémentation des résultats issus de l’étude et
le suivi des incendies de forêts, passe au préalable par
l’intégration de ces derniers sur des pages web. Leurs
transfert sur le serveur RANET avec le protocole FTP,
permet leurs vulgarisation et leurs manipulation par
les différents demandeurs, notamment les services
forestiers.
4.1. Transfert des données au serveur RANET
Les informations intégrées sur des pages web
seront transférées au serveur RANET en utilisant un
logiciel FTP adéquat (exemple : WS_FTP, FileZila,…)
avec un username et password fournis par
l’administrateur du serveur RANET.
Figure 17. Sélection du canal ALC DATA
Figure 18. Téléchargement des données
Figure 15. Interface du logiciel FTP : WS_FTP
4.2. Téléchargement des données
Cette étape consiste à télécharger les données
diffusées par les émissions RANET, à partir du
satellite AfriStar, sur le canal ALC DATA. Le
téléchargement ce fait avec l’utilisation d’une radio
numérique, ainsi que le logiciel de téléchargement de
WorldSpace.
Figure 19. Fichier en cours de téléchargement
Figure 20. Fichiers reçus

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4.3. Consultation sur ordinateur
La consultation des données téléchargées se fait
sur un navigateur web, exemple : Internet Explorer,
Netscape, Mozilla….
Conclusion
Les traitements effectués à partir des données
fournies par le microsatellite Algérien Alsat-1, ont
permis la délimitation des zones touchées par les
incendies durant l’année 2003. L’étude comparative
avec les données 2004 a décelé une remontée végétale.
Ce qui a permis l’élaboration d’un document de base
pour la gestion et le suivi du patrimoine forestier en
Algérie.
L’intégration des résultats sur le programme
RANET sous format multimédia, sera sans doute
d’une grande utilité pour les services forestiers.
Disposant d’une radio numérique et le logiciel de
téléchargement, ainsi qu’un PC portable, les services
forestiers là où ils se trouvent, pourront suivre en
temps réels l’évolution des incendies de forêts,
d’autant plus que les informations émises sur RANET
sont quotidiennement actualisées.
Remerciements
Nous tenons à remercier la Cellule Imagerie de la
Division de Télédétection, pour avoir mis à notre
disposition les données Alsat-1. Nous remercions
aussi le Directeur du Centre National des Techniques
Spatiales, ainsi que le Directeur de la Division de
Télédétection pour leurs soutiens.
Références
– Suivi des feux de forêts : rapport interne à la division
de télédétection, CNTS, septembre 2004.
– Alsat-1 spécifications techniques et modalités
d’acquisition des images : Brochure de l’Agence Spatiale
Algérienne.
– Documents remis lors de l’atelier international :
« RANET Internet Presence Initiative », Rabat (Maroc) du
07 au 11 juin 2004.
Figure 21. Consultation des fichiers reçus sur
navigateur web