La canopée forestière vue par un lidar ultra-violet aéroporté de nouvelle génération

摘要

Un effort conjoint de l'Institut Pierre Simon Laplace (LMD, LSCE et LATMOS), du Cemagref et du Commissariat à l'Energie Atomique (CEA), a conduit à mettre en oeuvre le nouveau prototype Lidar Atmosphérique UltraViolet Aéroporté (LAUV(A)) afin d'étudier la répartition verticale de la canopée forestière dans la région des Landes, aux abords du bassin d'Arcachon et de Mimizan. Ce lidar compact et polyvalent embarqué sur ULM permet d'effectuer des mesures avec une maniabilité inégalée, de disposer d'une grande capacité d'adaptation des paramètres instrumentaux (divergence, champ de vue, énergie émise, résolutions verticale et horizontale, angle de visée) et d'effectuer des plans de vol complexes. L'utilisation d'une longueur d'onde dans l'ultra-violet, à 355 nm, permet l'émission d'impulsions énergétiques (16 mJ à 20 Hz) tout en conservant la sécurité oculaire. Les principaux résultats de cette première expérience sont orientés vers une caractérisation statistique des structures verticales (hauteur et distribution verticale de la canopée et sous-bois) des parcelles arborées. Trois parcelles d'environ 500 x 500 m2, composées principalement de pins maritimes de plusieurs âges, ont été échantillonnées suivant différentes configurations expérimentales. Les résultats obtenus constituent des travaux amont nécessaires à la préparation de futures missions lidar spatiales dédiées à l'étude des canopées forestières à l'échelle globale. / A French effort of the Institut Pierre Simon Laplace (LMD, LSCE and LATMOS), the Cemagref and the Commissariat à l'Energie Atomique (CEA) has led to the deployment of a new airborne lidar prototype (LAUV(A), Lidar Atmosphérioque UltraViolet Aéroporté) to study the vertical distribution of the forest canopy in the Landes region in the southwest of France, around the Arcachon basin and Mimizan. This compact and polyvalent lidar onboard an ULA is capable of measuring the forest canopy with an unequalled malleability, both in terms of adaptability of instrumental parameters (divergence, field of view, sensitivity, pointing angle) and flight plan (measuring range and field exploration). The use of an ultra-violet wavelength at 355 nm enables eye-safe emission of energetic laser pulses (16 mJ at 20 Hz). During this experience, the vegetation vertical structure (canopy height and vertical distribution, bushes and sub-wood) of tree parcels was statistically characterized. Three parcels of approximately 500 x 500 m2 composed principally by maritime pines of several ages were sampled following different experimental configurations. These new results contribute, as a first step, to the preparation of future lidar spaceborne missions dedicated to the forest canopy studies at the global scale.