Acquisitions LiDAR

Depuis 2010, GeoBFC coordonne et expertise des acquisitions LiDAR destinées à obtenir un nuage de points en 3 dimensions d’un espace et à produire des Modèles Numériques de Terrain ou des Modèles Numériques d’élévation.
Ainsi, GeoBFC a expertisé et traité des acquisitions LiDAR sur :
– la Côte viticole en 2010 (100 km²) ,
– la Forêt domaniale du Chatillonnais en 2012 (400 km²),
– Autun en 2013 (70 km²)
– et Saint Dizier en 2015 (175 km²).

Au delà de ces expertises, l’équipe de GeoBFC intervient dans l’accompagnement et l’appui des chercheurs autour du traitement de ces données. Par exemple, en étroite collaboration avec les chercheurs concernés, des recherches méthodologiques ont pu voir le jour afin d’établir des protocole :
– d’extraction automatisée des surfaces de Lapiaz dans le Chatillonnais,
– d’extraction automatique de linéaments paysagers (topographiques) sur la côte viticole.

GéoBFC a contribué à l’ouvrage collectif « STRUCTURES EN PIERRE DU PLATEAU DU CHÂTILLONNAIS (CÔTE-D’OR) DE HALLSTATT À L’ANTIQUITE TARDIVE – L’apport de l’archéologie forestière » coordonné par D. Gogey et J. Bénard, en produisant des cartes de synthèse des structures détectées à l’aide du LiDAR et interprétées par les chercheurs et en rédigeant les chapitres « 2 – Les données LiDAR : de l’acquisition à l’enregistrement des structures » et « 3 – Reconnaissance des lapiès à partir des données LiDAR » de l’ouvrage collectif.

I – L’acquisition LiDAR Morvan / Climats de Bourgogne

Fort de ces expériences, GéoBFC a coordonné une acquisition LiDAR d’ampleur (4000 km² – 450 000 €) sur l’ensemble du territoire du PNR du Morvan et les communes du Vézelien ainsi que sur la zone Ecrin des Climats de Bourgogne inscrits à l’UNESCO. De nombreux partenaires sont associés à cette acquisition.
Cette acquisition a pour ambition d’apporter un éclairage supplémentaire sur des problématiques scientifiques variées telles que : l’existence de carrières et mines, l’étude du bocage, l’étude des activités agricoles anciennes, l’étude de l’occupation humaine, l’étude de zones humides telles que les tourbières et les mares, l’étude de l’évolution hydro-sédimentaire des cours d’eau ; et devrait permettre d’apporter des éléments de connaissance supplémentaires à la préservation du patrimoine en milieu forestier.
Débutée en 2017, cette acquisition s’est achevée en novembre 2019. L’expertise réalisée a permis de valider celle-ci et d’en apprécier la qualité.
L’ensemble de cette acquisition représente 1 To de données pour environ 30 000 fichiers. Le nuage de points obtenu, représente quant à lui plus de 160 milliards de points.
Les données sont accessibles depuis mars 2020.

II – L’exploitation des données

Plusieurs projets en lien et utilisant ces données ont débutés :
• des projets autour du fonctionnement hydraulique des tourbières, et de la maturité forestière des forêts par le PNR du Morvan
• un projet d’identification des sites miniers archéologiques à partir des connaissances géologiques actuelles et des données LiDAR par l’Institut des Sciences de la Terre d’Orléans
• L’utilisation des données LiDAR dans le cadre de la thèse de Caëtan Colin, « Le géo-héritage du flottage du bois dans le paysage du Morvan : des modalités spatio-temporelles de contrôle environnemental à caractériser, un patrimoine à évaluer. », ainsi que dans le suivi de l’arasement du barrage de Pierre Glissote, qui implique le laboratoire Archéorient et le laboratoire de Géographie Physique (LGP). Une publication utilisant les données LiDAR a été récemment publiée :
Louis Gilet, Frédéric Gob, Clément Virmoux, E Gautier, Nathalie Thommeret, et al.. Morpho-sedimentary dynamics associated to dam removal. The Pierre Glissotte dam (central France). Science of the Total Environment, Elsevier, 2021, 784, pp.147079. ⟨10.1016/j.scitotenv.2021.147079⟩. ⟨hal-03229949⟩
• un projet de caractérisation des volumes de carbonates de type Tufa (Carbostock) par le laboratoire Biogeosciences et en partenariat avec le laboratoire ArTeHis
• des projets exploratoires par le Master AGE de l’université de Bourgogne, en partenariat avec le laboratoire ArTeHis sur la présence de traces anthropiques anciennes en particulier sur la Côte Viticole, mais également aux alentours de l’oppidum de Bibracte dans le Morvan
• L’utilisation des données LiDAR dans le cadre de la thèse de Julien Lauzanne, « Archéologie contemporaine de structures éphémères et clandestines sous forêt : Traces et vestiges des maquis du Morvan (1942-1944) dans leurs contextes géomorphologiques. », en partenariat avec le laboratoire ArTeHis
• Des projets en lien avec GéoBFC :
– l’utilisation des données LiDAR pour la thèse de Vincent Balland, « Étude géohistorique de la gestion des espaces et des mobilisations paysannes : le bocage et les forêts du Morvan, un patrimoine naturel et culturel en questions (XIIe-XXIe siècle) », en partenariat avec le laboratoire ArTeHis. A cet effet, GéoBFC accompagne Vincent Balland dans l’usage des données LiDAR et la production d’indices adaptés à ses problématiques scientifiques.
– l’utilisation des données LiDAR dans le cadre de l’Observatoire Environnemental Dijonnais afin de caractériser la végétation urbaine.
GéoBFC collabore avec les laboratoires Théma et Biogeosciences afin d’inclure dans une chaîne de traitement de simulation climatique, la caractérisation de la hauteur de la végétation.
• Un projet porté par GéoBFC :
Financé dans le cadre du dispositif Plateforme de la région Bourgogne Franche Comté, et en lien avec l’inventaire des Charbonnières précédemment réalisé, une équipe s’est constituée afin d’évaluer les possibilités de détection automatique des Charbonnières à l’aide d’outils de Deep Learning. L’équipe regroupe Amélie Quiquerez, Fabrice Monna, Tanguy Rolland du laboratoire ArTeHis, Damien Marage du laboratoire Théma et Rémi Barbe, Ludovic Granjon et Lucile Pillot de la MSH de Dijon.
Le projet a pu faire ressortir environ 36 000 charbonnières sur la zone d’étude d’environ 2700 km². Ce projet toujours en cours devra tester la robustesse des résultats avant de pouvoir ensuite exploiter cette base de données, inédite sur une surface aussi importante.

PARTENAIRES : Agence de l’Eau Seine Normandie, association des Climats, CD 58, DRAC BFC, DREAL BFC, GIP du futur Parc National des forêts de Champagne et Bourgogne, ONF, PNR Morvan, UMR ArTeHis et Thema