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1 - Qu'est-ce que la cartographie des habitats ?
Bob F
OSTER
-S
MITH
, David C
ONNOR
et Jon D
AVIES
Dans le contexte du projet M
ESH
, la cartographie des habitats se définit comme suit :
La représentation de la répartition et de l'étendue des habitats, résultant en une carte qui couvre totalement le fond de la mer et montre des frontières claires entre habitats adjacents.
Ce Guide M
ESH
expose une méthode particulière, qui consiste à représenter la répartition des habitats en interprétant des couches de données physiques, souvent acquises par télédétection, à l'aide d'information sur les habitats benthiques obtenue par prélèvement et observation directs sur le terrain. Comme seule une petite fraction du fond de la mer peut être observée ou faire l'objet de prélèvements, une couverture totale des habitats est déduite par association entre les données physiques sur les habitats et les échantillons, de telle sorte que la carte finale constitue une prédiction de la répartition des habitats.
Les paramètres physiques sont utilisés comme des intermédiaires pour représenter les données biologiques des habitats.
14 1 - Qu'est-ce que la cartographie des habitats ?
Résumé du processus de cartographie des habitats préconisé par les partenaires du projet M
ESH
Une carte complète des paramètres physiques des habitats (les données intermédiaires) s'obtient directement par divers moyens de télédétection (p. ex. la bathymétrie se fait par
échosondage) ou est déduite de modèles mathématiques de l'environnement marin (p. ex. l'énergie des vagues est déduite de modèles de prévisions météorologiques). Le processus logique qui établit le lien entre les données de terrain et les cartes physiques est désigné par le terme général de modélisation. Dans certains cas, ce peut être un processus simple faisant appel à l’avis d'experts, alors que dans d'autres cas, la modélisation comporte plusieurs étapes de transformation et de combinaison de nombreux jeux de données pour produire les cartes finales.
En résumé, le processus de cartographie des habitats comporte des levés, ainsi que l’acquisition, l'analyse et la modélisation de données pour en déduire la répartition des
habitats, puis le dessin de cartes qui soient claires et adaptées aux objectifs visés.
Ce premier chapitre présente le domaine de la cartographie des habitats marins en exposant les fondements requis pour que le lecteur comprenne bien les notions de base, les utilisations et les limites de la cartographie des habitats marins, et constitue une introduction pour les chapitres suivants. Voici les sujets abordés dans ce chapitre :
– la cartographie des habitats dans M
ESH
. Processus de cartographie, y compris les différentes échelles et les divers niveaux de détail ; relations entre ce que l'on peut détecter à l'aide des techniques de levé et la variabilité des habitats ; types de données nécessaires pour réaliser des cartes en faisant des liens entre variables environnementales et caractéristiques physiques et biologiques du fond ;
– pourquoi a-t-on besoin de cartes d'habitats ? Aperçu des principales utilisations des
cartes d'habitats ainsi que des principaux énoncés politiques qui requièrent cette
information ;
– qu'est-ce qu'un habitat ? Description du concept d'habitat et de ses variations d'étendue et d'échelle ; introduction aux typologies des habitats.
– que veut-on cartographier ? Quelques notions de base de la cartographie des
habitats, en insistant sur la nécessité de définir clairement le niveau de détail requis et le territoire à cartographier ; raisons pour lesquelles certains habitats ne peuvent pas
être cartographiés ou représentés sur une carte à l'échelle choisie ;
1 - Qu'est-ce que la cartographie des habitats ? 15
– comment se fait la cartographie des habitats ? Différentes approches de la
cartographie des habitats ; données requises pour divers types d'habitat ;
– quelles sont les limites de la cartographie des habitats ? Exposé de ce qui peut
être représenté sur une carte, ainsi que des possibilités et des limites d'une carte; raisons pour lesquelles certains habitats ne peuvent pas être cartographiés; notions l'amélioration des données disponibles ainsi que de l'évolution de l'environnement ;
– gestion des données. Nécessité d'une saine gestion des données ; métadonnées nécessaires tout au long du processus de cartographie ;
– comment planifie-t-on la cartographie des habitats ? Considérations fondamentales pour une planification efficace d'un programme de cartographie des habitats ; principales étapes du cycle de planification ; liens vers les chapitres du Guide M
ESH
qui abordent chaque sujet plus en détail.
1.1 - La cartographie des habitats dans M
ESH
Les personnes qui commandent la réalisation d'un programme de cartographie des
habitats doivent avoir un minimum de connaissances de toutes les étapes de ce processus, afin d'avoir des attentes réalistes et de veiller à ce que les travaux entrepris correspondent aux objectifs visés. Pour leur part, les opérateurs de terrain doivent avoir une bonne idée des tâches à accomplir, afin d'avoir l'assurance qu'ils acquièrent et traitent les données à un niveau compatible avec la cartographie des habitats. Cette introduction présente les fondements de la cartographie, de sorte que tous les intervenants d'un programme de cartographie des habitats puissent prendre ensemble des décisions sur la meilleure manière d'atteindre les objectifs visés.
Une carte des habitats benthiques montre une prédiction de la répartition géographique des classes d'habitat. La cartographie des habitats est le processus de production d'une
carte des habitats. Dans la réalité toutefois, il s'agit d'un processus continu de développement de nos connaissances du milieu marin. Ce processus demeure toujours inachevé : comme les cartes sont de nature prédictive, elles doivent être mises à l'épreuve puis être raffinées à mesure que nos connaissances s'améliorent. Ainsi nos
prédictions deviennent plus exactes et notre confiance envers les cartes augmente. Il ne faut pas oublier que :
Une carte des habitats est une représentation de notre meilleure estimation de la répartition des habitats à un moment donné, compte tenu des connaissances disponibles à ce moment.
Dans un sens plus étroit, la cartographie des habitats est la représentation de la répartition et de l'étendue des habitats sur l'ensemble d'un territoire, avec une indication des frontières entre habitats adjacents. La figure ci-après résume le processus de
cartographie des habitats; on la retrouve ailleurs dans ce Guide M
ESH
, avec un contenu adapté aux différents aspects du processus.
16 1 - Qu'est-ce que la cartographie des habitats ?
Organigramme des principales étapes de la réalisation d'une carte des habitats par l'intégration de données de terrain et de données physiques exhaustives
La cartographie des habitats est un processus complexe qui exige une somme considérable de compétences et de ressources afin de produire des cartes d'habitats benthiques qui répondent aux besoins des utilisateurs. Avant d'entreprendre un programme de cartographie des habitats, il est important de comprendre les motifs scientifiques et politiques pour lesquelles nous avons besoin de cartes d'habitats benthiques.
1.1.1 - Quels sont les phases importantes de la cartographie des habitats ?
La cartographie des habitats consiste à combiner de l'information tirée de données d’échantillonnage et des données physiques exhaustives dont on sait qu'elles permettent de distinguer divers habitats. Les données physiques s'obtiennent directement par divers moyens de télédétection (p. ex. la bathymétrie peut s’effectuer à l’aide de techniques acoustiques) ou sont déduites de modèles de l'environnement marin (p. ex. l'énergie des vagues est déduite de la hauteur des vagues et de la bathymétrie). Seule une petite fraction du fond de la mer peut être directement observée ou faire l'objet de prélèvements, et une couverture totale des habitats est déduite (prédite) par association entre les données physiques couvrant tout le territoire et les échantillons prélevés. Lorsqu'ils sont interprétés correctement, les paramètres physiques constituent des intermédiaires qui représentent les données biologiques des habitats, grâce à un processus logique désigné par le terme général de modélisation. Dans certains cas, ce peut être un processus simple faisant appel à l’avis d'experts, alors que dans d'autres cas, la modélisation comporte plusieurs étapes de transformation et de combinaison de nombreux jeux de données.
L'étape logique qui combine des données de télédétection couvrant tout le territoire et des données de terrain très limitées a des conséquences majeures sur le succès du processus de cartographie des habitats et sur la qualité des cartes finales qui en résultent. Des questions se posent à propos de l'échantillonnage : jusqu'à quel point un programme de levés est-il représentatif de tout le territoire ? Les techniques de télédétection ont leurs limites : jusqu'à quel point les diverses techniques et stratégies de télédétection permettent-elles de distinguer les différents habitats ? Puisque seule une petite fraction du fond marin est échantillonnée, on ne peut jamais être certain de la
1 - Qu'est-ce que la cartographie des habitats ? 17 répartition des habitats que l'on en déduit : avec quel degré d'exactitude une carte préditelle la répartition réelle des habitats ?
La conséquence la plus importante du processus de cartographie des habitats est probablement le fait que les cartes d'habitats ne sont pas une simple représentation de données d'observation : elles font des conjectures sur la répartition des habitats à partir des meilleures données disponibles et devraient idéalement résulter de modèles bien
élaborés des liens entre paramètres physiques et données biologiques. Les cartes doivent être mises à l'épreuve, et les modèles sous-jacents évalués, puis modifiés et améliorés au besoin, de sorte que nous ayons une confiance accrue quant à notre compréhension de la répartition réelle des habitats benthiques. Les chapitres 4 et 5 exposent plus en détail le processus de modélisation et expliquent comment évaluer l'exactitude et la fiabilité d'une carte.
L’intégration des données de télédétection et des données de terrain est une phase cruciale du processus de cartographie des habitats tel qu’on le conçoit dans le projet
M
ESH
. Le processus schématisé plus haut sera présent dans tout le Guide M
ESH
comme cadre sous-jacent de la conception des levés, de la réalisation de cartes et d'évaluation de leur fiabilité.
Ce cadre englobe également la vaste gamme d'activités des partenaires du projet M
ESH
, qui vont de la cartographie de zones relativement petites à partir d'une seule campagne de levés, jusqu'à la synthèse au bureau de nombreuses sources disponibles de données et d'information afin de constituer une carte des habitats d'une vaste région en faisant appel à la modélisation. Les données utilisées pour la modélisation au bureau sont issues de la télédétection, mais elles peuvent avoir subi des étapes intermédiaires d'analyse et d'interprétation qui les rendent aptes à l'analyse. Les principes sont donc les mêmes dans tous les cas, mais les étapes à franchir peuvent être plus ou moins longues selon l'ampleur de l'analyse et de la modélisation requises. La cartographie des habitats marins comporte toute une gamme d’activités, dont les deux extrémités spatiales correspondent aux termes échelle globale et échelle fine.
Remarque : La cartographie des données d'origine (représentation de données ponctuelles, extrapolation à partir de points pour créer une image sans faire appel à une
carte intermédiaire de données de télédétection, tracé de faciès acoustiques, création de
cartes de sédiments, etc.) ne constitue pas une cartographie des habitats au sens où on l'entend dans le projet M
ESH
, même lorsque la création de telles cartes fait partie du processus de cartographie des habitats. Cette distinction peut sembler subtile, mais elle est essentielle pour comprendre jusqu'à quel point le processus de cartographie des
habitats décrit dans ce Guide M
ESH
se distingue des autres méthodes de représentation du fond de la mer sur une carte.
1.1.2 - Autres types de cartes d'habitats
Bien d'autres catégories de données géographiques liées aux habitats peuvent être représentées sur une carte, mais elles ne sont pas abordées en détail dans ce Guide
M
ESH
.
¾ Données de terrain – Des échantillons biologiques (p. ex. de source vidéo ou prélevés à la benne) peuvent être représentés sur une carte sous forme de points.
Une fois qu'on leur a affecté un type d'habitat, ils font partie intégrante du processus de cartographie des habitats à titre de données de terrain, mais leur représentation cartographique peut également être considérée comme une carte d'habitats simple.
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Exemple de carte d'échantillons de terrain
¾ Données acoustiques – Un tracé de faciès acoustiques (p. ex. d'images de sonar à balayage latéral) peut être directement interprété comme des habitats, mais il faut une acquisition adéquate de données sur le terrain pour confirmer toute interprétation des caractéristiques des habitats.
Exemple d'image de sonar à balayage latéral
¾ Cartes d'interpolation – On peut faire l'interpolation à partir de données ponctuelles pour obtenir une surface continue. À titre d'exemple, il est possible d’appliquer diverses méthodes d'interpolation, telles que l'interpolation à l'aide du plus proche voisin, à des données ponctuelles sur les classes d'habitat. Par contre, si cette interpolation n'est pas enrichie par des données de télédétection, les cartes obtenues ne sont pas des cartes d'habitats au sens où on l'entend dans ce Guide.
¾ Cartes de densité – On peut faire un sommaire de données ponctuelles sous forme d’une carte de densité, ou par des indications de présence ou d'absence dans une grille d'enregistrement définie au préalable, par exemple des rectangles CIEM. Ces
cartes résument des observations, mais aucune modélisation faisant appel à des données de télédétection n'est employée pour prédire les répartitions.
Exemple de carte de densité produite par interpolation
