Surveillance et protection de nos écosystèmes depuis l'espace

Un chevreuil à Jasper, en Alberta. (Source : Edward Koorey.)

À l'aide de satellites, nous pouvons surveiller les changements subis par les terres et les ressources naturelles et en promouvoir l'utilisation responsable pour protéger nos écosystèmes. Essentiels à la vie telle que nous la connaissons, ils répondent à certains de nos besoins les plus fondamentaux, comme l'eau, la nourriture et l'air pur.

Les satellites sont aussi utiles pour comprendre et protéger la biodiversité canadienne. Par exemple, la télédétection permet de fournir d'importantes données sur la faune et les habitats, et les systèmes de localisation GPS peuvent être utilisés pour suivre différentes espèces.

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Voyez dans le rapport sur les avantages socioéconomiques de l'utilisation de l'espace comment les données satellitaires sont utilisées dans la surveillance de l'environnement.

7 façons de surveiller et de protéger nos écosystèmes aves des satellites - Infographie
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7 façons de surveiller et de protéger nos écosystèmes aves des satellites

  • Cartographier les forêts pour surveiller leur santé, déterminer leur structure et estimer la biomasse
  • Surveiller et évaluer les impacts du changement climatique et des activités humaines sur les littoraux
  • Détecter et signaler la pollution par les hydrocarbures dans les eaux canadiennes
  • Cartographier et classifier les terres humides pour les conserver et utiliser judicieusement leurs ressources
  • Gérer le trafic maritime en temps réel pour réduire les effets du bruit des navires sur les baleines
  • Planifier les régions de conservation des oiseaux et cartographier les habitats essentiels aux espèces en péril
  • Surveiller l'état des parcs nationaux

Source : Agence spatiale canadienne.

Quels satellites fournissent des données pouvant être utiles à la protection et à la surveillance des écosystèmes?

Pourquoi utiliser des satellites pour surveiller et protéger les écosystèmes?

Surveillance des forêts

Les satellites aident à surveiller la santé de nos forêts.

Le Canada compte 347 millions d'hectares de terres forestières, soit 9 % du couvert forestier de la planète et 40 % des forêts de la planète gérées de manière durable, selon la page « Faits essentiels sur les forêts du Canada » de Ressources naturelles Canada. Les scientifiques du Service canadien des forêts (SCF) utilisent depuis longtemps des technologies de télédétection pour obtenir un éventail de renseignements sur les forêts ainsi que pour cartographier les perturbations comme les superficies touchées par un feu de forêt et pour aider à estimer les stocks de bois.

Aujourd'hui, le SCF développe, en collaboration avec l'Agence spatiale canadienne (ASC) et d'autres partenaires, des moyens d'utiliser les données satellitaires et aéroportées pour cartographier et classifier les forêts du Canada, et pour surveiller leur santé, leur structure, leur biomasse et leurs perturbations naturelles. Les images produites à l'aide de données provenant de satellites d'observation de la Terre nous permettent de voir les changements qui se sont produits dans une zone déterminée, ce qui aide à repérer les zones de coupe et à constater les grands changements de densité forestière.

Satellites RADARSAT

À quoi servent-ils?

Capable d'assurer la surveillance, de jour comme de nuit, peu importe le temps qu'il fait, à travers les nuages, la fumée et la brume sèche, RADARSAT-2 peut détecter des changements au fil du temps, cartographier la biomasse et découvrir les dommages causés par les feux de forêt actuels ou des 80 dernières années. Le SCF utilise aussi les données de RADARSAT-2 pour cartographier la végétation.

La mission de la Constellation RADARSAT (MCR), lancée en , ajoute une nouvelle série d'applications qui résultent du modèle de la constellation. Grâce aux données recueillies par la MCR, les scientifiques peuvent déterminer les zones de récolte, surveiller la régénération forestière et optimiser la gestion forestière afin de préserver la biodiversité et l'approvisionnement en ressources et d'assurer un développement durable. Ces données permettent également une évaluation plus précise de différentes caractéristiques des forêts. Le gouvernement du Canada passe graduellement des données de RADARSAT-2 à celles de la MCR.

BioSpace : surveillance de la biodiversité à l'aide des données d'observation de la Terre

BioSpace est un projet concerté du SCF et de l'ASC, où la technologie satellitaire est utilisée pour recueillir des données sur la biodiversité et suivre son évolution à l'échelle nationale.La technologie permet d'inclure de nombreuses régions éloignées auparavant inaccessibles puisqu'elle peut balayer de très grandes superficies. BioSpace permet aux scientifiques d'étudier de nombreuses espèces simultanément sans avoir à se rendre à différents endroits, ce qui réduit les coûts de la surveillance. Les chercheurs peuvent aussi circonscrire les zones où se produisent les changements les plus importants et orienter les recherches sur place en conséquence. Comme BioSpace permet d'observer les indicateurs du paysage au fil du temps et dans tout le Canada, BioSpace fait en quelque sorte office de système national d'alerte précoce puisqu'il révèle où se trouvent les plus grandes menaces qui pèsent sur la biodiversité et où il convient de cibler les interventions.

À l'aide de l'imagerie satellitaire, Agriculture et Agroalimentaire Canada produit un inventaire annuel des cultures qui peut aider les agriculteurs à mieux planifier.

Pas seulement les forêts, mais aussi les mines et l'agriculture

Ressources naturelles Canada utilise l'imagerie satellitaire et les données de validation au sol pour cartographier, surveiller et caractériser la masse terrestre et les écosystèmes du Canada afin de contribuer à une exploitation responsable des ressources naturelles, par exemple celle des minéraux.

La technologie radar est actuellement utilisée aussi dans le secteur agricole pour surveiller la croissance des cultures et déterminer les conditions favorables à des rendements optimaux. Agriculture et Agroalimentaire Canada (AAC) mène des activités d'observation de la Terre pour comprendre l'étendue, la santé et la diversité des paysages agricoles du Canada, les changements que le paysage subit en raison de la production agricole et la situation de la production agricole canadienne, depuis les conditions de planification préliminaire jusqu'aux conditions post-culturales. Par exemple, AAC produit un inventaire annuel des cultures (cartes numériques) pour tout le Canada en utilisant les données de RADARSAT-2 et de la MCR en combinaison avec d'autres sources de données, comme les images optiques de Landsat 8, des renseignements vérifiés sur le terrain fournis par les compagnies provinciales d'assurance-récolte et des observations ponctuelles du ministère de l'Agriculture de la Colombie-Britannique et des collègues d'AAC à l'échelle régionale.

Garder l'œil sur les aires protégées et les habitats de la faune

Les données satellitaires aident à conserver les habitats naturels d'espèces sauvages. (Source : Ryan Hagerty.)

La surveillance des écosystèmes depuis l'espace aide les organismes gouvernementaux comme Parcs Canada à mieux gérer les aires protégées, à planifier les aires de conservation des oiseaux et à cartographier les habitats essentiels des espèces en péril.

Aider à surveiller l'environnement canadien en évolution

Brian Koonoo, agent de gestion des ressources pour Parcs Canada, doit souvent se rendre dans les régions nordiques pour recueillir et analyser des données sur l'évolution de l'environnement. Il lui faut être au courant des dernières prévisions météorologiques puisqu'il est risqué de travailler dans cette région où les températures et les conditions peuvent vite changer. Les données de RADARSAT l'aident à déterminer les trajets à emprunter les plus sûrs, en sachant où se trouvent les endroits dangereux de la toundra, comme les régions où le pergélisol fond. Ces données sont de plus en plus importantes à cet égard parce qu'on ne peut plus se fier comme avant au savoir traditionnel sur le paysage arctique à cause des changements climatiques. Article complet sur Brian Koonoo.

Satellites RADARSAT

À quoi servent-ils?

Parcs Canada utilise actuellement les données de RADARSAT-2, et fait graduellement la transition vers celles de la MCR, pour s'acquitter de son mandat en matière de conservation des ressources naturelles et culturelles des sites historiques canadiens sous sa responsabilité. Les données OT sont utilisées pour suivre l'état et la santé de nos parcs nationaux.

Les données de la MCR permettent de surveiller les changements de l'utilisation des terres dans les parcs nationaux et en périphérie. Parallèlement, elles sont utilisées pour surveiller la fragmentation des paysages qui pourrait avoir un effet sur l'intégrité d'habitats fauniques et pour effectuer un suivi de la couverture végétale et des changements qu'elle subit. Ces activités contribuent non seulement à la préservation de la biodiversité, mais aussi à un meilleur processus décisionnel dans le cadre des programmes de recherche, de gestion et de conformité liés à la conservation des écosystèmes.

À cause du bruit océanique provoqué par la circulation maritime, les mammifères marins comme le béluga ont du mal à communiquer. (Source : Yuan Yue.)

Une solution dans l'espace pour aider les cétacés

Des études ont montré qu'à cause du bruit océanique provoqué par la circulation maritime, les mammifères marins comme la baleine noire ont de plus en plus de difficultés à communiquer entre eux. En , l'ASC a financé un projet de JASCO Applied Sciences qui vise le développement d'une solution novatrice à ce problème mondial. JASCO a proposé une technologie qui combine les données du système d'identification automatique (SIA) par satellite avec des émissions acoustiques avérées et des modèles de bruit des navires.

Pour la sécurité de la navigation, tous les navires d'une certaine taille et d'un certain poids doivent être équipés d'un SIA dont les signaux peuvent être détectés par satellite, y compris par M3MSat et bientôt la MCR, ce qui permet d'obtenir des données en temps quasi réel sur leur position. JASCO a mis au point un outil de modélisation qui intègre les données du SIA par satellite, des données météorologiques et des données sur la profondeur de l'eau. L'étude, menée dans les alentours du parc marin du Saguenay–Saint-Laurent, un habitat essentiel pour les bélugas, a montré qu'il était possible de gérer en temps réel le trafic maritime pour réduire les effets du bruit des navires sur la vie marine.

Classification et conservation des terres humides

Reconnues comme des aires particulièrement précieuses, les terres humides constituent l'unique écosystème protégé en vertu d'une convention internationale, selon la page « Sources d'eau : les terres humides » d'Environnement et Changement climatique Canada.

Submergées ou saturées d'eau, les terres humides représentent environ 14 % du territoire du Canada et sont caractérisées par une végétation adaptée aux conditions des sols humides. Il y a différents types de terres humides, des marais d'eau douce et d'eau salée aux marécages boisés et aux bogues et tourbières, en passant par les forêts inondées de façon saisonnière. Les terres humides présentent de nombreux avantages, entre autres leur capacité d'absorber l'impact de grosses vagues ou d'inondations, de filtrer des résidus et des éléments toxiques, de fournir de la nourriture et un habitat essentiel à de nombreuses espèces fauniques, et de nous procurer des sources de nourriture, d'énergie et de matériaux de construction.

Considérées dans le passé comme des terres stériles, de nombreuses terres humides ont été asséchées ou remblayées. Récemment, cependant, le gouvernement a reconnu leur valeur et a fait des efforts pour les protéger. Pour conserver et utiliser judicieusement les ressources disponibles dans les terres humides, il faut les cartographier et les classifier. L'Inventaire canadien des milieux humides, établi en par Canards Illimités Canada, Environnement et Changement climatique Canada (ECCC), l'ASC et le Conseil nord-américain de conservation des terres humides, repose sur la combinaison de l'imagerie satellitaire et de la photographie aérienne.

Les tourbières sont une catégorie unique de terres humides. Elles ont de nombreuses fonctions précieuses : elles stockent le carbone, fournissent un habitat à plusieurs espèces fauniques, réduisent l'impact des inondations et des sécheresses, recueillent l'eau et la purifient. Le Canada possède près de 25 % des tourbières du monde. Une fois asséchées, les tourbières se transforment en sources nettes de gaz à effet de serre (GES). Ces dernières années, la gestion des tourbières et l'impact des changements climatiques sur les tourbières sont devenus des sujets de préoccupation. Pour gérer durablement les tourbières et pour les conserver, il en faut un inventaire à jour permettant d'effectuer le suivi des pertes de tourbières et d'estimer les émissions de GES.

Satellites RADARSAT

À quoi servent-ils?

Pendant de nombreuses années, des satellites optiques ont été utilisés pour cartographier les terres humides. Toutefois, ils ne peuvent acquérir des images que de jour et peuvent être gênés par les nuages ou la brume sèche. En outre, les capteurs optiques ne peuvent pas pénétrer la couverture végétale, ce qui complique souvent la différenciation entre les types de terres humides. À cause de ces limitations, de nombreux scientifiques spécialistes de la télédétection se sont mis à combiner les données de satellites optiques et de radars pour classifier les terres humides. Les radars peuvent dans une certaine mesure pénétrer la couverture végétale et fournir des informations sur des conditions comme l'humidité du sol, ce qui facilite la classification des différents types de terres humides.

Les données de RADARSAT-2 ont été utilisées avec succès pour cartographier des terres humides. Des recherches menées récemment par des scientifiques à ECCC démontrent le potentiel d'une utilisation des données de la MCR en combinaison avec l'imagerie spatiale optique pour classifier les tourbières. Dans l'avenir, la MCR pourrait également être utilisée pour cartographier les changements saisonniers dans les terres humides.

Cartographie et surveillance des côtes du Canada pour détecter les changements et la pollution

La côte à Peggy's Cove, en Nouvelle-Écosse.

Le Canada a le plus long littoral du monde, qui s'étend sur 243 042 km. Il borde trois océans : l'Atlantique, l'Arctique et le Pacifique. La biodiversité et les ressources uniques des côtes apportent une contribution au Canada dans son ensemble. Entre océan et terre, le littoral se transforme continuellement sous l'effet des changements climatiques, des processus naturels et des activités humaines.

Cartographier les côtes et détecter les modifications qu'elles subissent est fondamental pour une navigation maritime sûre, pour la protection de l'environnement côtier, pour la gestion durable des ressources et pour la planification de la mise en valeur et de l'aménagement des côtes. Les changements que subit le littoral pourraient avoir un effet fondamental sur le milieu de la zone côtière. Les organismes gouvernementaux comme ECCC et le ministère des Pêches et des Océans (MPO) utilisent des données satellitaires pour surveiller l'érosion côtière, la pollution au large des côtes, l'urbanisation et la perte d'habitat naturel qui en résulte.

Des données satellitaires d'observation de la Terre sont utilisées pour détecter la pollution par les hydrocarbures dans les eaux canadiennes.

Satellites RADARSAT

À quoi servent-ils?

Puisque les données de RADARSAT sont faciles à obtenir en temps quasi réel, elles sont l'une des meilleures sources d'information à utiliser pour la surveillance des côtes. Le MPO se sert actuellement des données de RADARSAT-2, et fait graduellement la transition vers celles de la MCR, à des fins de recherche et de cartographie des côtes pour améliorer la sécurité de la navigation dans les eaux canadiennes.

ECCC prévoit se servir des données de la MCR pour évaluer les effets tant des changements climatiques que des activités humaines, en particulier la construction de quais et l'enlèvement de sédiments, sur les côtes.

Rendu possible par un financement de l'ASC au début des années , le programme de surveillance intégrée de la pollution par satellite (SIPPS), administré conjointement par ECCC et Transports Canada, utilise actuellement des données RADARSAT-2, et fait graduellement la transition vers celles de la MCR, pour détecter et signaler la pollution illégale et accidentelle par les hydrocarbures dans les eaux canadiennes. Ces activités s'inscrivent dans le cadre d'un effort constant pour réduire au minimum ou éliminer la pollution des eaux côtières, qui a un effet négatif sur les oiseaux et les mammifères marins ainsi que sur les écosystèmes dans lesquels ils vivent.

En utilisant les données de RADARSAT-2 et de la MCR, le Service canadien des glaces, qui fait partie d'ECCC, produit des cartes des glaces pour des clients comme la Garde côtière canadienne, qui distribue à son tour aux navigateurs des recommandations pour la navigation dans les glaces.

Les informations sur la côte arctique relatives aux marées ainsi qu'aux changements et à l'accès aux côtes qui sont obtenues par imagerie satellitaire sont utilisées par les organismes environnementaux ainsi que par l'industrie et les groupes communautaires du Nord pour la préparation et l'intervention sur place.

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