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Définition d’unités paysagères par télédétection en Bretagne : méthodes et critiques

Defining landscape units in Brittany by using remote sensing: methods and criticisms
Émilie Bourget et Laurence Le Dû-Blayo
p. 69-83

Résumés

La gestion et la protection des paysages passe en premier lieu par leur connaissance, ainsi que le stipule la Convention Européenne du Paysage. Au sein des sources et des approches disponibles, la télédétection met à portée des utilisateurs des méthodes de définition d’unités paysagères pouvant être appliquées à différents espaces, et dont le principal intérêt réside dans une vision exhaustive des contrastes et transitions entre les territoires. Cependant, ces techniques reposant sur certains présupposés d’analyse des paysages, il convient d’étudier et comparer entre eux les différents résultats produits. Cet article présente une réflexion autour de trois traitements appliqués à une classification d’image satellite : une délimitation manuelle holistique, et deux traitements automatiques, l’un via le logiciel ClaPaS, et l’autre basé sur la morphologie des unités paysagères. L’objectif final est la cartographie des ensembles paysagers à l’échelle régionale au 1/250 000, et l’harmonisation des démarches d’Atlas départementaux en cours ou futures.

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Notes de la rédaction

Cet article a été reçu le 3 mars 2009 et définitivement accepté le 9 juin 2010.

Texte intégral

1Depuis près de quarante ans, la dégradation de certains paysages, tels le bocage ou les littoraux bretons, ont peu à peu provoqué chez les citoyens et les collectivités territoriales une prise de conscience et une volonté d’action qui tendent vers une gestion plus raisonnée du paysage, et de l’environnement en général. À l’échelle européenne, cette volonté s’est traduite par l’adoption par le Conseil de l’Europe, en 2000 à Florence, de la Convention Européenne du Paysage. Celle-ci définit le paysage comme « une partie de territoire telle que perçue par les populations, dont le caractère résulte de l’action de facteurs naturels et/ou humains et de leurs interrelations ». Pour être gérés et protégés, les paysages doivent d’abord être identifiés, et analysés, ainsi que le précise l’article 6 : chacun des États ayant signé la Convention s’engage notamment à « identifier ses propres paysages, sur l’ensemble de son territoire, à analyser leurs caractéristiques, […] à qualifier les paysages identifiés ».

2Cette nécessité de définition d’entités paysagères s’étend aux différentes échelles de réflexion et d’action. En France, les Atlas de Paysage tentent, depuis une quinzaine d’années, d’apporter différentes réponses à cette question, en inventoriant les paysages sous l’égide du ministère de l’Écologie, de l’Énergie, du Développement Durable et de la Mer, représenté par les DREAL (Directions Régionales de l’Environnement, de l’Aménagement et du Logement) (Luginbühl et al., 1994 ; Brunet-Vinck, 2004). À une échelle plus fine, les SCOT (Schémas de COhérence Territoriale) tentent également d’apporter des réponses en définissant des entités paysagères via des diagnostics paysagers effectués en amont des PADD (Projets d’Aménagement et de Développement Durable). Des études de paysage sont spécifiquement menées sur les Parcs Naturels Régionaux, qui ont notamment comme attribution, via leur charte, l’identification des types de paysages qui les constituent et la mise en œuvre de politiques paysagères (Loi Barnier de 1995). Les schémas éoliens contiennent également des analyses paysagères, à l’échelle régionale, départementale ou du Pays. Tous ces travaux ont en commun un but : celui d’identifier les paysages.

3La loi Paysages de 1993 ainsi que différents séminaires inter-DIREN mis en place par le MEEDDM ont permis de préciser le vocabulaire et les échelles d’analyse des paysages, en distinguant les ensembles paysagers à l’échelle régionale (1/250 000), les unités de paysage (1/100 000), et les éléments de paysage (échelle locale) ; les structures paysagères, quelle que soit l’échelle, définissent les grands traits des paysages. Si l’idée d’un emboitement des échelles est partagé par toute la communauté scientifique, pour autant le vocabulaire n’est pas encore fixé ; ainsi en Wallonie, les « ensembles paysagers » correspondent approximativement à l’échelle des « unités de paysages » en France (Van Eetvelde et Antrop, 2009). Ceux-ci sont subdivisés en territoires (1/50 000), eux-mêmes divisés en aires paysagères (1/20 000). Le terme d’entité sera ici utilisé comme terme générique pour toutes échelles confondues (Godart et Teller, 2007). Le présent travail a pour finalité de réaliser la synthèse des grands ensembles à l’échelle régionale, susceptibles de servir de trame à des cartographies plus fines d’unités de paysages. La mise en place de ces ensembles devra donc se faire en concertation avec les différents acteurs des politiques publiques d’inventaire des paysages.

4Des méthodes d’identification des types et des unités paysagères existent, basées sur des critères paysagers objectifs et sur des perceptions du paysage plus subjectives ; des solutions ont été présentées, à travers de nombreux Atlas des Paysages extrêmement variés par leur taille, leur contenu et leurs résultats. En Bretagne, plusieurs travaux ont déjà été menés soit à l’échelle régionale (DAT Conseil, 1995) soit à l’échelle départementale dans les Côtes-d’Armor et le Finistère, selon des méthodes différentes (Ouest Aménagement, 1995, 1996) ; mais le manque de cohérence dans les résultats n’a pas permis leur diffusion et leur prise en compte efficace dans les politiques publiques (Bligny, 2002). À l’échelle nationale, le SINP, sous l’égide du ministère de l’Écologie, de l’Énergie, du Développement Durable et de la Mer, mène un vaste programme afin de tenter une synthèse a posteriori des atlas déjà réalisés ; de manière générale, le SINP prône un travail de concordance sur les zones frontalières lors de la mise en place des unités paysagères dans les Atlas des Paysages (séminaire SINP/DIREN de Tours, 2008). Un travail de comparaison entre les Atlas existants permet en effet d’observer une grande hétérogénéité des différentes publications et un manque de coordination entre les collectivités. Il en résulte des délimitations totalement dissemblables d’un territoire à l’autre et des entités paysagères limitrophes ne correspondant pas entre elles.

5Des travaux similaires ont été menés dans la plupart des pays de l’Union Européenne (Wascher, 2005), comme en Espagne où le travail d’identification et de cartographie des paysages a été réalisé à l’échelle 1/200 000 (Mata Olmo et Sanza Herraiz, 2004). Cependant des difficultés semblables à celles rencontrées en France dans la concordance entre les découpages sur deux territoires voisins sont également observables chez certains de nos voisins européens. Ainsi en Belgique, la définition d’unités paysagères a été réalisée à une échelle et au moyen de techniques différentes en Flandres et en Wallonie, ce qui a produit des résultats trop hétérogènes pour pouvoir en l’état être mis en commun à l’échelle nationale (Van Eetvelde et Antrop, 2008, 2009).

6L’usage de la télédétection, notamment à une échelle régionale, offre une vision globale rendant possible les comparaisons entre plusieurs espaces, et venant en complément des typologies réalisées à l’échelle européenne (Mücher et al., 2003), telle la classification LANMAP 2, qui reste insuffisante à l’échelle régionale. Plusieurs méthodes applicables à l’échelle d’une région ont ainsi été développées depuis une quinzaine d’années, offrant des résultats alternatifs aux unités paysagères vues au sens classique des Atlas de Paysage. On propose donc d’utiliser au mieux les contributions méthodologiques liées à la télédétection pour les adapter à l’identification des paysages et pallier aux problèmes de spatialisation et d’harmonisation inhérents aux approches terrain, et plus généralement à l’hétérogénéité des inventaires de paysages. L’objectif est donc multiple : il s’agit, in fine, de pouvoir proposer une spatialisation des ensembles paysagers par télédétection (et autres sources matricielles) qui puisse ainsi servir de trame à une harmonisation des Atlas en cours ou futurs.

La définition des unités de paysage par télédétection

Unités de paysage et télédétection

Le concept d’unité de paysage depuis 1950

7L’unité de paysage est une notion présente dans divers champs de recherche depuis une soixantaine d’années. Elle a d’abord été développée en biogéographie à la fin des années 1960, quand G. Bertrand déclare que « le paysage est, sur une certaine portion d’espace, le résultat de la combinaison dynamique, donc instable, d’éléments physiques, biologiques et anthropiques qui, en réagissant dialectiquement les uns sur les autres, font du paysage un ensemble unique et indissociable » (Bertrand et Bertrand, 2002). On s’oriente vers des analyses holistiques où le paysage est vu comme un « tout » systémique et complexe, dépendant de facteurs biotiques, abiotiques et construits évoluant dans le temps (Zonneveld, 1989) ; c’est le Complexe Naturel Territorial (CNT) formalisé par la science du paysage soviétique et décrit par G. Rougerie et N. Beroutchachvili (1991). Cette vision globalisante entraîne de fait la nécessité d’un découpage de l’espace à une échelle adaptée, d’où l’émergence du concept d’unité de paysage (land unit) homogène. J. Wilmet (1981) insiste sur cet aspect d’homogénéité, qui ne se révèle « que par contraste avec l’environnement ».

8Ce type de travail prend son essor notamment à l’arrivée des premières séries de photographies aériennes, dans les années 1950. Le paysage, ainsi que l’unité de paysage à une échelle plus fine, sont vus comme des systèmes fonctionnant à plusieurs niveaux. Encore aujourd’hui, M. Martinelli (2007), sans utiliser la télédétection, adopte pour la Serra da Mantiqueira (Brésil), une méthode totalement systémique en associant intimement les divers éléments producteurs du paysage (géologie, pédologie, géomorphologie, végétation, urbanisation) lors de la définition des unités de paysages, qui sont vues ici comme des reflets des géosystèmes. J.-C. Wieber et al. (Brossard et Wieber, 2008) abondent dans ce sens lorsqu’ils insistent sur la nécessité de travailler dans une « optique affirmée [pour] traiter l’information de manière systématique et systémique ». À la fin des années 1970, la pédologie se saisit de ce concept d’unité homogène au travers du terme de pédopaysage, permettant d’extrapoler les formations de sols, par exemple à partir du modèle de croisement SCORPAN (Soil, Climate, Organisms, R = topography, Parental material, Age, N = space), qui établit des relations quantitatives entre les différentes variables afin de déterminer et d’extrapoler différents types de sols (McBratney et al., 2003 ; Le Dû-Blayo et al., 2008a).

9Le développement des capteurs satellites depuis une quarantaine d’années a élargi les possibilités d’approche du paysage via la télédétection ; dans le même temps, les préoccupations en faveur d’une gestion réfléchie et d’une préservation du cadre de vie font du paysage un objet d’étude à part entière, se détachant partiellement de la biogéographie et de l’écologie. Depuis les années 1990, les cartographies thématiques du paysage se multiplient, selon des méthodes très différenciées.

10Parallèlement, le paysage devient l’objet de nombreuses mesures législatives ; ainsi, la loi « Paysages » du 8 janvier 1993 définit l’unité paysagère comme « un ensemble de composants spatiaux, de perceptions sociales et de dynamiques paysagères qui, par leurs caractères, procurent une singularité à la partie de territoire concernée ».

La cartographie des entités paysagères

11La télédétection offre pour la définition des entités paysagères plusieurs avantages spécifiques. En effet, la variété des images proposées permet de travailler de manière multiscalaire (de l’Europe à la communauté de communes) en fonction de la résolution spatiale choisie (du kilomètre au mètre).

12Il est intéressant de se pencher sur la réflexion de E. J. Gustafson (1998) à propos des représentations et de la cartographie du paysage. La donnée peut être ponctuelle et représenter le paysage par petites touches, à la manière des paysagistes. À l’inverse, la télédétection fournit via des classifications d’images satellite une information continue dans l’espace. De nombreuses recherches se situent entre ces deux extrêmes ou utilisent les deux possibilités, combinant des données ponctuelles souvent qualitatives sur la perception (analyse du terrain, représentations du paysage, données patrimoniales) à des données continues plus strictement descriptives (relief, occupation du sol, etc.).

13La méthode développée en Belgique fait appel à une synthèse majoritairement quantitative réalisée à différentes échelles (Van Eetvelde et Antrop, 2008, 2009). Elle utilise quatre sources de données différenciées : un Modèle Numérique de Terrain (MNT), les données Corine Land Cover couvrant la Belgique, une carte des sols et une image satellite à haute résolution (Landsat 5 TM). La cartographie est ensuite mise en place selon deux étapes successives, d’abord en synthétisant les informations dans un carroyage d’1 km de côté, puis en regroupant les cellules du carroyage en unités paysagères.

14Dans leur grande majorité, les différentes méthodes de caractérisation et de délimitation d’entités paysagères obéissent à une même philosophie dans leur mise en œuvre. Elles abordent la définition d’entités de paysages de manière systémique, à l’aide de plusieurs sources de données de nature diversifiée et selon deux grandes étapes :
– une première phase de croisement des données, qui aboutit à la définition des types de paysages présents et à une cartographie au pixel ;
– une seconde phase de synthèse des types de paysage, qui conduit à la délimitation des entités paysagères et à une cartographie vectorielle.

Les deux phases du traitement de données : la typologie de paysages et la cartographie des entités paysagères

15Différentes données peuvent être utilisées avec ces méthodes aboutissant aux typologies de paysages ; cependant, leur degré divers de disponibilité conduit à retrouver le plus souvent le même type d’informations à la base des caractérisations des entités paysagères (tableau 1).

Tableau 1 : Données numériques courantes utilisées dans les typologies de paysages
Usual digital data used in landscape typologies

Tableau 1 : Données numériques courantes utilisées dans les typologies de paysagesUsual digital data used in landscape typologies

16En fonction du nombre de sources de données retenues, le nombre de variables permettant d’aboutir à une typologie est changeant d’une méthode à l’autre. Bien entendu les taxons de la légende de la typologie de paysages seront également différents car ils sont en relation avec les sources utilisées, l’échelle de cartographie, le territoire étudié.

17Ces variables sont ensuite croisées selon divers procédés, dont les plus usités sont (Van Eetvelde et Antrop, 2009) :
– l’overlay (superposition de plusieurs couches de données) ;
– la classification par cluster (regroupement des pixels en classes données à l’avance par l’utilisateur, et définies par les pixels les plus représentés).

18Le choix des sources de données et du type de croisement par l’opérateur se fait en fonction de la connaissance du terrain et des types de paysages que l’on souhaite obtenir a priori. Le croisement de ces variables aboutit à différents types de paysages dont l’organisation spatiale va permettre de synthétiser des entités paysagères. Il semble ici primordial de traiter les données de manière spécifique pour une typologie adaptée à la différenciation des paysages et conçue en tant que telle.

Intégration des approches géomatiques et des approches paysagères de terrain

19La méthodologie développée dans la présente recherche choisit de se baser sur une approche du paysage par télédétection (classification d’une série d’images MODIS et du MNT), tout en s’enrichissant, lors d’étapes ultérieures, des connaissances appartenant aux approches paysagères développées par les différents experts sollicités (bureaux d’étude, services de l’état, comités techniques, etc.) (fig. 1). Différents traitements sont ainsi appliqués à la classification, avant d’être synthétisés visuellement pour obtenir une première carte d’unités paysagères. Celle-ci est ensuite mise en commun et comparée avec les Atlas départementaux en construction, afin de produire une cartographie des ensembles paysagers régionaux en cohérence avec les données départementales.

20Une base de données est construite en parallèle au processus, dans l’objectif de garder une trace des données ayant servi à construire la carte de synthèse. Cette base de données permet notamment de cartographier une typologie des limites des entités paysagères, en fonction de leur netteté et leur progressivité. Des données qualitatives (sites inscrits et classés, espaces naturels sensibles, etc.) pouvant enrichir la cartographie des entités paysagères viendront ultérieurement s’intégrer à la base de données, afin de préciser la description des ensembles paysagers.

Figure 1 : Schéma de travail pour la définition d’ensembles paysagers en Bretagne
Figure for the definition of landscape unities in Brittany

Figure 1 : Schéma de travail pour la définition d’ensembles paysagers en BretagneFigure for the definition of landscape unities in Brittany

Méthodologie expérimentée sur l’exemple breton

La typologie des paysages

21Pour cette expérimentation sur la Bretagne, la donnée de départ est constituée par la classification d’une série d’images MODIS (MODerate resolution Imaging Spectroradiometer, tableau 2) et des données de pentes et d’altitude du MNT de la Bretagne (résolution spatiale : 50 m), réalisée en 2006 dans le cadre du programme IGCS – Sols de Bretagne conduit par l’INRA de Rennes (Michel et al., 2006 ; Le Dû-Blayo et al., 2008b). Sur le grand Ouest en effet, la classification Corine Land Cover ne permet pas de bien discriminer les paysages agraires, qui sont en très grande majorité compris dans une vaste classe « zones agricoles hétérogènes », d’où le choix de produire une typologie de paysages adaptée. La résolution spatiale du capteur MODIS, de 250 m, le rend en très pertinent pour les études à l’échelle régionale, par la précision de l’information délivrée : chaque pixel couvre 6,25 ha et constitue donc une première synthèse des paysages observés ; de plus la surface couverte n’oblige pas à des mosaïquages contraignants et source d’erreur. Par ailleurs, quatre images satellite prises à différentes saisons ont été analysées par TSA (Analyse de Séries Temporelles) afin de mieux cerner les contrastes paysagers au fil des années.

Tableau 2 : Principales caractéristiques techniques du capteur MODIS
Main technical features of MODIS sensor

Tableau 2 : Principales caractéristiques techniques du capteur MODISMain technical features of MODIS sensor

22La typologie utilisée met en valeur les contrastes paysagers régionaux, qui sont renforcés par la prise en compte des reliefs (MNT). La carte des types de paysages en Bretagne ainsi produite constitue une première donnée spatialisée qui a été largement diffusée et exploitée par les acteurs privés et publics (GIP Bretagne Environnement, 2008).

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Table des illustrations

Titre Tableau 1 : Données numériques courantes utilisées dans les typologies de paysagesUsual digital data used in landscape typologies
URL http://journals.openedition.org/norois/docannexe/image/3399/img-1.png
Fichier image/png, 35k
Titre Figure 1 : Schéma de travail pour la définition d’ensembles paysagers en BretagneFigure for the definition of landscape unities in Brittany
URL http://journals.openedition.org/norois/docannexe/image/3399/img-2.png
Fichier image/png, 50k
Titre Tableau 2 : Principales caractéristiques techniques du capteur MODISMain technical features of MODIS sensor
URL http://journals.openedition.org/norois/docannexe/image/3399/img-3.png
Fichier image/png, 26k
Titre Figure 2 : Localisation des 26 zones de référence pour l’utilisation de ClaPaS (Bourget dans Le Dû-Blayo et al., 2008b)Location map of the 26 reference areas in ClaPaS using (Bourget in Le Dû-Blayo et al., 2008b)
URL http://journals.openedition.org/norois/docannexe/image/3399/img-4.png
Fichier image/png, 274k
Titre Figure 3 : Définition des unités de paysage par méthode holistique (L. Le Dû-Blayo, 2007)Definition of landscape units by holistic methodology (L. Le Dû-Blayo, 2007)
URL http://journals.openedition.org/norois/docannexe/image/3399/img-5.png
Fichier image/png, 556k
Titre Figure 4 : Carte des types de paysages obtenus avec le logiciel ClaPaS (Bourget dans Le Dû-Blayo et al., 2008b)Map of landscape types obtained with ClaPaS software (Bourget in Le Dû-Blayo et al., 2008b)
URL http://journals.openedition.org/norois/docannexe/image/3399/img-6.png
Fichier image/png, 363k
Titre Figure 5 : Carte des types de paysage obtenus par traitement morphologique (Gouéry dans Le Dû-Blayo et al., 2008b)Map of landscape types obtained with the morphological processing (Gouéry in Le Dû-Blayo et al., 2008b)
URL http://journals.openedition.org/norois/docannexe/image/3399/img-7.png
Fichier image/png, 166k
Titre Figure 6 : Délimitation d’unités de paysage par synthèse visuelle des trois traitementsDelimitation of landscape units by visual synthesis of the three processings
URL http://journals.openedition.org/norois/docannexe/image/3399/img-8.png
Fichier image/png, 256k
Titre Figure 7 : Comparaison entre les données satellite et les données des Atlas de paysageComparison between remote-sensed data and Landscape Atlases data
URL http://journals.openedition.org/norois/docannexe/image/3399/img-9.png
Fichier image/png, 264k
Titre Figure 8 : Carte des ensembles paysagers en BretagneMap of the main landscape unities in Brittany
URL http://journals.openedition.org/norois/docannexe/image/3399/img-10.png
Fichier image/png, 319k
Titre Figure 9 : Carte des distances mathématiques de classement par le logiciel ClaPaSMap of mathematical spaces of ranking by ClaPaS software
URL http://journals.openedition.org/norois/docannexe/image/3399/img-11.png
Fichier image/png, 244k
Titre Figure 10 : Comparaison des comportements de différentes méthodes face à divers cas d’incertitude liée aux résultatsComparison of the behaviours of several methods against different cases of uncertainty linked with results
URL http://journals.openedition.org/norois/docannexe/image/3399/img-12.png
Fichier image/png, 124k
Titre Figure 11 : Typologie de l’incertitude des limites des unités de paysage de synthèseTypology of uncertainty of synthesis landscape units boundaries
URL http://journals.openedition.org/norois/docannexe/image/3399/img-13.png
Fichier image/png, 108k
Titre Tableau 3 : Caractéristiques de cartographie des trois traitementsProcessing features of the three processings
URL http://journals.openedition.org/norois/docannexe/image/3399/img-14.png
Fichier image/png, 19k
Titre Figure 12 : Schéma de travail général pour la définition d’ensembles paysagers régionauxGeneral figure for the definition of regional landscape unities
URL http://journals.openedition.org/norois/docannexe/image/3399/img-15.png
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Pour citer cet article

Référence papier

Émilie Bourget et Laurence Le Dû-Blayo, « Définition d’unités paysagères par télédétection en Bretagne : méthodes et critiques », Norois, 216 | 2010, 69-83.

Référence électronique

Émilie Bourget et Laurence Le Dû-Blayo, « Définition d’unités paysagères par télédétection en Bretagne : méthodes et critiques », Norois [En ligne], 216 | 2010/3, mis en ligne le 01 décembre 2012, consulté le 11 décembre 2017. URL : http://journals.openedition.org/norois/3399 ; DOI : 10.4000/norois.3399

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Auteurs

Émilie Bourget

COSTEL – UMR 6554 CNRS LETG, Université Rennes 2 Haute-Bretagne,
Place du Recteur-Henri-Le-Moal, CS 24307 – 35
 000 Rennes, France,
emilie.bourget@univ-rennes2.fr

Laurence Le Dû-Blayo

COSTEL – UMR 6554 CNRS LETG, Université Rennes 2 Haute-Bretagne,
Place du Recteur-Henri-Le-Moal, CS 24307 – 35
 000 Rennes, France,
laurence.ledu@univ-rennes2.fr

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Droits d’auteur

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