par STEPHEN H. SPURR
L'article qui suit est un exposé technique de l'art de prendre des photographies aériennes et des services que ces photographies peuvent rendre dans l'étude des forêts, notamment quand il s'agit détudier la végétation et les possibilités d'utilisation des sols, et d'effectuer des inventaires forestiers. Ce procédé de récente date, et encore en plein développement, permet, quand il est dûment coordonné avec des opérations au sol, de mettre en œuvre un plan d'études systématiques indispensable pour nous fournir rapidement une connaissance complète des forêts du monde entier.
Le spécialiste qui étudie les sols a continuellement besoin de nouveaux instruments et de nouvelles techniques pour mieux comprendre et mieux évaluer l'état des terres, leur végétation et leurs cultures. Il n'est pas exagéré de dire que la photographie aérienne est l'instrument le plus important qui ait été adapté à cet usage au cours de ces dernières années. Les photos aériennes servent depuis 1920 à dresser des cartes de la végétation, mais ce n'est qu'en 1940 qu'elles ont commencé à jouer un rôle de premier plan dans l'étude des forêts et les domaines connexes. La possibilité de prendre à peu de frais des vues de belle qualité grâce au perfectionnement d'appareils photogrammétriques d'une grande simplicité et des méthodes de mensuration photographique a permis l'utilisation de techniques modernes. Quand on a besoin de se renseigner sur la configuration d'un terrain, sur sa végétation ou sur l'utilisation des sols, la photographie aérienne s'impose de plus en plus comme instrument de travail indispensable.
Le principal avantage que présente la photographie aérienne à qui veut étudier la végétation et les possibilités d'utilisation des sols réside dans le fait qu'elle enregistre de façon permanente des conditions que l'on peut étudier par la suite à loisir. Quand on les observe dans un stéréoscope, ces vues donnent une image tridimensionnelle du terrain prise d'un point situé directement au-dessus de lui. Elles permettent d'identifier les essences et d'en mesurer l'image avec un degré d'exactitude surprenant. Elles permettent aussi de dresser des cartes avec rapidité et précision. Les massifs végétaux, les aires d'utilisation des sols et leur superficie peuvent être déterminés et évalués d'après les photos avec infiniment plus de précision et de rapidité que si ce travail était effectué à terre.
Quand on veut faire de la photographie aérienne il faut tout d'abord, comme pour n'importe quel autre travail, avoir soin de choisir un outil de première qualité, capable de s'acquitter convenablement de la besogne qu'on attend de lui. C'est ainsi seulement qu'on pourra être sûr d'avoir en mains un appareil susceptible de rendre le maximum de services.
Il existe de nombreuses méthodes de photographie aérienne, mais celles qu'on utilise le plus couramment sont plus ou moins standardisées. Les photos ont généralement 23 cm² et sont prises avec l'appareil orienté verticalement d'un avion effectuant des parcours parallèles vers un point cardinal. Dans chaque parcours (ou bande) les photographies successives sont prises de façon que chacune des vues recouvre 60 pour cent de la superficie comprise dans le cliché précédent. Ce recouvrement assure la vision stéréoscopique et la triangulation photographique. Les bandes voisines se recouvrent généralement d'environ 30 pour cent sur les bords (recouvrement latéral).
Pour servir à la cartographie et à l'interprétation photographique exacte, les vues doivent être prises avec un minimum d'inclinaison (moins de 3 degrés) par une équipe expérimentée utilisant un appareil aérien de précision.
Les photos obliques peuvent rendre des services en tant qu'illustrations mais, comparées aux photos verticales, elles n'ont qu'une valeur relativement insignifiante quand il s'agit de travaux forestiers. Les agrandissements conviennent parfaitement à la constitution d'archives, mais sont moins satisfaisants que les épreuves tirées par contact pour le travail sur le terrain ou l'étude stéréoscopique. Les assemblages, plusieurs photos montées à côté les unes des autres sous une forme précise (contrôlée) ou approximative (non-contrôlée), remplacent utilement les cartes mais ne se prêtent pas à l'examen tridimensionnel.
Parmi les nombreuses spécifications s'appliquant aux photographies aériennes, outre celles qui sont assez rigoureusement standardisées, les plus importantes pour l'étude de la végétation et des possibilités d'utilisation des sols sont probablement: 1) la date de la prise de vue, 2) l'échelle du cliché, 3) la distance focale de l'appareil photographique, 4) la saison dans laquelle a été pris le cliché, 5) les conditions particulières de lumière au moment de la photographie et 6) la combinaison pellicule-filtre utilisée.
Figure 3. Forêt de Harvard. Echelle: 1/6.000. Superficie photographiée: 500 acres.
Il faut avant tout se procurer des photos récentes. Les photos prises il y a 10 ans représentent les terrains tels qu'ils étaient alors, et on est surpris de constater les changements qui peuvent se produire en une période relativement si courte dans l'aspect d'un terrain. Dans certaines régions des Etats-Unis il est presque impossible d'établir la corrélation entre l'aspect actuel du terrain et son image vieille de 10 ans.
L'échelle du cliché aérien est un facteur également de très grande importance. L'échelle est fonction de l'altitude de, l'avion d'où la photo est prise et de la distance focale de l'appareil de photogrammétrie, conformément à la formule: RE = f/H, dans laquelle RE représente l'échelle exprimée sous forme de proportion naturelle ou de fraction représentative, f la longueur focale de l'appareil et h l'altitude de l'avion par rapport au sol. Par exemple si un avion survolant le sol à 2.514 mètres (8.250 pieds) prend une photo avec un appareil muni d'une lentille de 0,21 cm (8,25 pouces = 0,6875 pieds), l'échelle sera au 1/12.000e, soit 1.000 pieds au pouce.
Comme l'altitude de l'avion varie sans cesse en pays accidenté, la photo aura autant d'échelles qu'il y a eu de différences d'altitude de l'avion par rapport au sol; en conséquence, l'échelle indiquée pour une photographie correspond généralement soit à l'altitude moyenne, soit à l'altitude au centre de la photographie. En région accidentée, l'échelle est plus grande pour les terrains situés à haute altitude, plus faible pour les terrains à faible altitude, sur la même photo.
Les photograpies normales du Ministère de l'Agriculture des Etats-Unis à l'échelle de 1/20.000e, soit 1.667 pieds au pouce, donnent une idée d'ensemble du paysage, mais ne peuvent guère servir à l'étude détaillée d'un secteur du terrain. Les photographies prises pour le U. S. Geological Survey (levé géologique des Etats-Unis) sont à une échelle encore plus réduite et ne peuvent être utilisées qu'avec difficulté pour étudier les possibilités d'utilisation des sols. A l'autre extrême, les photographies prises à une très grande échelle telles que 1/4.800e, soit 400 pieds au pouce, privent l'observateur de la perspective qui est d'un si puissant intérêt dans l'étude aérienne. En outre, le nombre de vues à prendre augmente en fonction du carré de l'échelle. Par exemple, pour photographier une superficie au 1/5.000e, il faut seize fois plus de clichés que pour la même superficie au 1/20.000e. Comme le prix de revient d'une carte varie approximativement en rapport avec le nombre de photographies à prendre, le coût d'une étude d'utilisation des sols au 1/5 000e serait à peu près seize fois plus important qu'au 1/20.000e. Compte tenu du coût des prises de vues, du nombre de clichés et des conditions de visibilité, l'échelle idéale pour une étude de l'utilisation du sol semblerait être entre 1/12.000e et 1/15.840e, c'est-à-dire entre 1.000 et 1.320 pieds au pouce. Dans ces limites, les photographies sont à une échelle suffisante pour permettre d'étudier individuellement les arbres et les arbustes tout en étant à une échelle assez réduite pour que chaque cliché couvre environ 1.000 hectares (4 milles carrés) et que le coût total ne soit pas exorbitant.
L'influence de l'échelle sur l'aspect et la valeur pratique des photographies aériennes est démontrée par quatre photos du Centre forestier de Harvard et du Prospect Hill Tract de la Forêt de Petersham, dans l'Etat de Massachusetts. La première photographie (figure 1), à l'échelle de 1/18.000 ou 1.500 pieds au pouce, couvre une superficie d'environ 1.700 hectares (4.200 acres). Les 400 hectares de la forêt de Harvard se voient au centre de ce cliché, mais ses divers peuplements sont trop petits pour qu'on puisse les étudier en détail. Dans cette photographie comme dans les deux qui suivent, le petit peuplement carré de couleur sombre qui apparaît nettement à l'est des bâtiments de l'administration est une plantation de pins rouges qui couvre presque exactement un acre (0,405 hectare).
La seconde photographie (figure 2) est au 1/12.000e, soit 1.000 pieds au pouce. Elle couvre environ 800 hectares (2.000 acres), soit à peu près la moitié seulement de la superficie couverte par le premier cliché. On remarquera cependant qu'elle donne une idée générale de l'aspect du terrain et que le détail en est suffisamment précis pour permettre d'obtenir de nombreux renseignements au moyen d'une étude stéréoscopique sous grossissement de l'épreuve originale directe de 9 pouces carrés (50 cm²).
La troisième photographie (Figure 3) est au 1/6.000e, soit 500 pieds au pouce. Couvrant moins de 200 hectares (500 acres), elle montre les détails avec une grande précision, mais ne donne qu'une vague idée du terrain environnant. L'utilisation de cette méthode sur une grande échelle, tout en fournissant de nombreux renseignements, serait d'un coût exorbitant et exigerait la préparation d'un nombre excessif de photographies.
Enfin une petite partie du secteur centre-est de la première photographie apparaît au 113.000e (250 pieds au pouce) dans la Figure 4. Celle-ci montre les 40 hectares photographiés avec des détails à peine suffisants pour permettre de repérer la zone. On n'y voit ni perspective, ni continuité. C'est le cas ou jamais de dire que les arbres empêchent de voir la forêt. Une échelle aussi vaste n'est guère utilisable quand il s'agit de procéder à une étude normale de la végétation et de l'utilisation des sols.
La plupart des photos aériennes commerciales sont prises d'une altitude variant de 1.500 à 4.900 mètres (5.000 à 16.000 pieds) car l'air est trop agité au-dessous de cette zone et quand on la dépasse, il est nécessaire de se munir d'un appareil à oxygène. Le choix de l'échelle à laquelle on prendra les clichés détermine donc celui de la distance focale de l'appareil photographique. La plupart des photos de forêts se prennent avec des appareils de 15, 21 et 30 cm de distance focale. Plus celle-ci est petite à une échelle donnée, plus l'avion devra voler bas et plus l'image sera déplacée sur le cliché. Il est utile de rechercher un grand déplacement sur terrain plat car un tel déplacement accentue la hauteur des arbres sur l'image stéréoscopique, mais il est à éviter dans les régions accidentées car dans ce cas le relief s'altère et la photographie se déforme considérablement.
La saison présente également une grande importance. Les photos prises au printemps ou à l'automne représentent les diverses espèces en tons contrastés. Il est toutefois très difficile de prendre de bonnes photographies en ces saisons car les conditions atmosphériques ne conviennent à la photogrammétrie que quelques jours par mois, et les chances de pouvoir photographier la végétation au moment précis où elle a la coloration voulue sont plutôt faibles quelle que soit la saison. En outre, la teinte de la végétation sur l'image peut varier du nord au sud de la bande, ou selon l'altitude, ou encore entre les crêtes et les vallons où la gelée se condense. Voilà pourquoi on a rarement recours aux photos de printemps et d'automne pour les levés photogrammétriques importants. La photo d'hiver présente également des inconvénients sérieux pour qui s'intéresse à la végétation. Quand les arbres à feuillage caduc ont perdu leurs feuilles, aucune partie de l'arbre n'est assez volumineuse pour figurer sur des photographies d'échelle moyenne. Les zones couvertes de boisements feuillus apparaissent donc rases et légèrement floues. Il va sans dire que, pour l'ingénieur, les photos d'hiver présentent de grands avantages puisque lorsque les feuilles caduques sont tombées, on voit beaucoup mieux le sol; mais le sylviculteur, le botaniste et tous ceux qui s'intéressent à la végétation doivent se fier essentiellement à la photo d'été prise lorsque le feuillage a sa coloration verte habituelle. Dans les régions montagneuses en particulier, il importe de prendre les photos au milieu de la journée, afin d'éviter des ombres massives. Ces ombres obscurcissent souvent les détails et rendent difficile ou même impossible une interprétation intégrale des épreuves.
Dans l'hypothèse de la photo d'été, les types de pellicules et de filtres employés auront une influence importante sur la valeur des clichés pris en vue d'études d'utilisation des sols. Les photos prises sur pellicules panchromatiques sont excellentes dans les détails, mais risquent de donner à la végétation une teinte si uniforme que les distinctions entre les espèces, les sites et autres éléments importants tendent à s'effacer. Les photos prises sur pellicule infra-rouge avec élimination de la lumière visible au moyen d'un filtre rouge foncé reproduisent les conifères en tons sombres et les essences feuillues en tons clairs. Elles permettent d'identifier de nombreuses espèces. Toutefois ces photos ont tendance à présenter d'intenses op positions de blancs et de noirs, et des contrastes marqués au détriment de la précision des détails. En outre, les ombres se projettent en noir franc et sont souvent très gênantes. Le type le plus utile de photo graphie pour les études courantes d'utilisation des sols est «l'infra-rouge modifié» qui est prise sur pellicule infrarouge employée conjointement avec un filtre de teinte claire qui permet à la lumière visible comme à la lumière infra-rouge de traverser la lentille. Cette photo est un compromis entre les photos panchromatiques normales et celles à l'infra-rouge, et elle combine à un degré élevé la précision du panchromatique et la variation des teintes de l'infra-rouge. Trois photos prises l'été dans un secteur de la forêt de Harvard (Massachusetts central) illustrent l'aspect de ces types standard de photos en noir et blanc. Toutes trois ont été prises à l'échelle de 1/12.000e. Dans la Figure 5 (photo panchromatique) les détails sont précis et les distinctions entre terrains dénudés et boisés sont nettes. Par contre, les variations dans la composition de la forêt sont à peine sensibles. Les photos normales à l'infra-rouge (Figure 6) offrent une différence brutale entre le noir des peuplements de pins blancs, le gris des épicéas, et les tons clairs des essences feuillues. Les terrains dénudés sont beaucoup moins apparents; une étude stéréoscopique révélerait un léger flou dans tous les détails, dû aux contrastes excessifs que présente le cliché. Les photographies à l'infra-rouge corrigé (Figure 7) ressemblent davantage aux clichés panchromatiques et en ont, en fait, la précision et l'aspect normal, mais conservent la plupart des variations de teintes selon les espèces que montre avec exagération le cliché normal à l'infra-rouge. L'infra-rouge corrigé est un compromis qui convient très bien à une utilisation généralisée.
La Figure 8, qui est une carte de la région représentée aux figures 5, 6 et 7, illustre la méthode employée pour cartographier les différents types de forêt d'après les photos aériennes. Les lettres-symboles indiquent l'essence, la hauteur et la densité de chaque peuplement. WP, par exemple, représente le pin blanc, T la sapin du Canada, RO le chêne rouge, RM l'érable rouge, PB le bouleau à papier, etc. Les chiffres indiquent la hauteur moyenne des arbres, par catégories de 3 mètres. Par exemple WP-9 représente des pins blancs d'une hauteur entre 24 et 27 mètres. Les lettres finales indiquent la densité du peuplement, A étant la densité la plus forte et D la plus faible.
La photo en couleur n'est pas encore suffisamment au point pour qu'il soit possible de prendre avec uniformité des ensembles de bons clichés. Les meilleures photographies en couleur actuellement réalisées sont moins précises et montrent moins de différences de tons que les photographies panchromatiques ou à l'infra-rouge.
Pour résumer les connaissances actuelles quant aux spécifications convenant aux photographies destinées aux études de l'utilisation des sols, il semblerait que les clichés doivent être récents et pris verticalement à l'époque où le feuillage a sa coloration normale en se servant pour cela de la technique à l'infra-rouge corrigé. L'échelle qui convient le mieux est quelque part sans doute entre le 1/12.000e et le 1/1800e, soit entre 1.000 et 1.500 pieds au pouce.
Les clichés remplissant les conditions exigées peuvent être utilisés selon deux méthodes principales. La première est la méthode photogrammétrique qui per met de préparer des cartes indiquant distribution des éléments de géographie physique, de la végétation et des types d'utilisation des sols ; ces cartes rendent possible la classification des unités naturelles pour ainsi dire à n'importe quel degré. La deuxième est l'interprétation photographique; par cette méthode on étudie les photographies au stéréoscope, et on obtient ainsi en réduction tridimensionnelle, une vue du terrain à vol d'oiseau avec tous les détails de la végétation et de l'utilisation des sols.
Le problème de l'établissement de levés et de cartes à partir de clichés se complique du fait qu'une photographie aérienne n'est pas une carte. A proprement parler elle est une image déformée, entre autres causes par a) le déplacement du relief, b) l'inclinaison de l'avion et de l'appareil au moment de la prise de vue et c) le rétrécissement du film et du papier. Sur une photographie aérienne les sommets des montagnes, par exemple, apparaîtront plus éloignés du centre de la photographie qu'ils ne le sont en réalité. Par contre, les vallées apparaîtront plus rapprochées du centre. Dans une photographie d'échelle moyenne, par exemple au 1/16.000¹ (10 cm. pour 1.600 m.) prise au-dessus d'une zone de relief moyen, telle que le secteur central de l'état de New-York, l'image de nombreux objets vers les bords de la photographie sera déplacée de 0.,6 cm. (¼ de pouce), ce qui, au sol, représente plus de 90 mètres (300 pieds).
Toutefois, si les photographies sont absolument verticales, ou si l'inclinaison est inférieure à un ou deux degrés, tout déplacement sera radial, ce qui signifie qu'un rayon tracé à partir du centre de la photographie et passant par l'image de l'objet, passera également par l'emplacement réel de cet objet. Cet emplacement réel ne peut donc être déterminé sur une seule photographie, mais il pourra être calculé par triangulation à partir des centres de deux ou plusieurs photographies sur lesquelles se trouve l'image de cet objet.
La plupart des cartes à petite échelle (1/10.000e ou moins) établies de nos jours sont préparées à partir de photographies aériennes au moyen de techniques basées sur ce principe radial. Si une série de points visibles sur les photographies aériennes est localisée avec soin par la géodésie, la position d'une série de points sur chaque photographie pourra être rapidement calculée par triangulation radiale. La Figure 9 montre un vaste canevas trigonométrique préparé au tachéomètre pour chaque photographie. Le procédé est analogue à la triangulation classique au sol, chaque centre photographique jouant le rôle d'un point géodésique. Une fois constitué le canevas radial de contrôle, il restera à transférer les détails photographiques sur la carte ébauchée par ce réseau de points. Il existe une variété considérable de méthodes de transfert, mais seules les méthodes les moins coûteuses et les plus simples peuvent être employées par la majorité d'utilisateurs des photographies. Le «réflecteur» est un de ces moyens; il ressemble à un appareil d'agrandissement photographique, fonctionne à peu près de la même manière, et projette l'image photographique sur un réseau radial de points. On peut également se servir de dispositifs utilisant le miroir semi-transparent. On trouve sur le marché différents types de chambres claires, dont le «rectoplanigraphe» est un des perfectionnements les plus récents (Figure 10). Ces appareils permettent de superposer l'image d'une photographie au canevas radial et de reproduire directement les détails photographiques. Le «multiscope» est une combinaison du stéréoscope à: miroir et de la chambre claire sous une forme extrêmement adaptable (Figure 11) . Grâce à ce dispositif c'est l'image stéréoscopique plutôt que la photographie simple qui est superposée à un réseau radial ou à une carte d'échelle totalement différente. Avec ces instruments, et d'autres encore, il est possible de reporter sur la carte les détails photographiques en corrigeant au fur et à mesure les déformations et déplacements qui apparaîssent sur la photo. Cela permet d'établir à partir de photographies une carte d'une précision suffisante pour un prix de revient de quelques dollars seulement par mille carré. Il n'est besoin que d'un minimum de levés géodésiques et d'un délai de quelques jours pour confectionner la carte détaillée d'une région, indiquant la distribution des types de végétation et d'utilisation des sols.
Si l'on veut une carte topographique, les méthodes simples de tracés des contours suffisent. La Figure 12 représente le laboratoire destiné à l'application des photos aériennes aux études des forêts et de l'utilisation des sols. Dans cette salle de Harvard Forest se trouvent des modèles expérimentaux de multiscope, une chambre claire du type Sketchmaster sur la table centrale, des stéréoscopes à miroirs et lentilles sur les tables placées le long du mur et un panneau fluorescent à droite.
L'emploi de la photographie dans l'étude des terrains offre un intérêt évident pour l'établissement de cartes de la végétation. L'importance, la configuration et le caractère des unités homogènes de végétation et d'utilisation des sols, apparaissent rapidement au stéréoscope. Les limites des unités peuvent être observées avec précision et retracées sur une carte. Grâce à un instrument du type du multiscope, qui a été construit spécialement pour l'établissement de cartes forestières, l'image stéréoscopique peut être superposée sur une ébauche de carte à la même échelle ou à une échelle différente, et une seule opération suffit pour préparer une carte complète des peuplements. Une seule personne classifie en une journée de travail des peuplements forestiers de 1.200 à 12.000 hectares (3.000 à 30.000 acres). Le degré nécessaire de contrôle sur place dépend de la qualité des clichés dont on dispose, de l'habileté de l'expert en interprétation photographique et du cartographe (ils travaillent généralement en équipe), ainsi que du système adopté pour la classification cartographique.
Le système de classification cartographique est susceptible de jour un rôle important en sylviculture et dans les domaines connexes, sur la rapide de réalisation du travail photographique, sur la nécessité du contrôle à terre et sur la valeur pratique de la carte obtenue pour des travaux d'inventaire. Les classifications les plus commodes sont fondées sur les variables qui peuvent être reconnues et déterminées de façon précise sur les photos aériennes; en d'autres termes les systèmes où les variables ont trait au type, à la densité des peuplements, à la hauteur des arbres, au diamètre de la cime, et à la disposition topographique. Inversement, les systèmes les moins commodes sont fondés sur des variables qui ne sont pas évaluables sur les photos aériennes, telles que possibilités d'utilisation, valeur commerciale, diamètre du tronc et conditions de milieu, dont la détermination exacte exige des recherches approfondies sur le terrain.
Le choix du système de classification dépend du but de l'inventaire, de la région forestière dont il s'agit et de la qualité et des spécifications des clichés dont on dispose. Toutefois, dans la plupart des projets il semble que la classification fondamentale consiste en un symbole triple indiquant a) l'essence, b) la hauteur et c) la densité. Par exemple, P5A indiquerait un peuplement de pins entre 13 et 17 mètres et d'une densité de plus de 85 pour cent. Grâce à cette combinaison, pratiquement tous les peuplements forestiers pourraient être caractérisés de façon précise. Dans certaines régions et dans certaines conditions, il peut convenir d'ajouter ou de substituer un symbole pour le diamètre de la cime ou pour la disposition topographique.
Voilà pour les techniques de levés aéro-photogrammétriques. Les renseignements que fournit l'étude stéréoscopique des clichés sans qu'on ait recours à la cartographie sont peut-être d'un plus grand intérêt encore pour les études sur l'utilisation des sols et les possibilités d'utilisation de ces sols.
L'art de reconnaître les objets sur les photographies aériennes est d'une grande difficulté. Sur les photographies verticales en particulier, il est souvent impossible d'identifier les objets familiers du fait du point de vue inaccoutumé sous lequel ils se présentent. On peut recueillir un volume considérable de renseignements en étudiant sur les photographies ordinaires les dimensions et la forme horizontales des objets, leurs ombres, leurs teintes, et leurs positions relatives. L'image stéréoscopique tridimensionnelle peut fournir de nombreux renseignements supplémentaires. C'est pourquoi toute interprétation photographique, tant en laboratoire que sur le terrain, doit se faire à l'aide du stéréoscope.
Dans la plupart des cas, un stéréoscope à lentille simple (Figure 13) est préférable, étant portatif, facile à utiliser et donnant un grossissement suffisant. Les stéréoscopes à miroir, dont le multiscope est un modèle plus complexe, permettent l'étude stéréoscopique du recouvrement des images en une seule opération, mais ils sont coûteux et réduisent l'échelle de l'image. Lorsqu'on se sert du stéréoscope il faut prendre soin de disposer les photographies exactement selon le trajet du vol. Le procédé exposé dans la plupart des travaux sur l'aérophotogrammétrie donne une image stéréoscopique optima et supprime l'effort visuel.
Les principaux indices pour l'identification des objets sur les photos aériennes sont les éléments picturaux de forme, de dimension, de teinte, de texture et de type d'ombre. Parfois un seul de ces éléments suffira à identifier l'objet, mais plus souvent il faudra tenir compte de plusieurs d'entre eux.
Supposons, par exemple, que nous ayons à faire à une zone sombre sur un cliché à l'infra-rouge. D'après la texture sombre et unie nous pouvons conclure qu'il s'agit d'une étendue d'eau. Cependant des irrégularités de la surface, causées par des objets de teinte plus claire et assez hauts pour projeter une ombre, préciseraient que l'on se trouve en présence, non d'un lac, mais d'un marécage contenant une végétation atteignant une certaine hauteur. Telle est notre méthode d'interprétation photographique. Supposons d'autre part que nous cherchions à identifier un arbre: d'après sa teinte sombre nous pourons conclure qu'il s'agit d'un conifère. D'après la forme de son ombre et le milieu dans lequel il se trouve nous pourrons être amenés à décider qu'il s'agit d'un pin. D'après la forme en étoile de l'arbre vu verticalement du point zénithal dans l'image stéréoscopique, aspect causé par la disposition étagée des branches, l'abre sera en définitive identifié comme un pin blanc.
La classification des sites et l'identification des essences illustrent les avantages mais aussi les limitations des photographies aériennes. Examinons tout d'abord le site: les conditions du site forestier, en d'autres termes la capacité d'une région à provoquer la croissance des arbres, sont à la base fonction du sol, de la topographie et du climat local. Les classifications de site analogues à celles qui sont faites sur place, en se basant sur les plantes caractéristiques, le rythme de croissance ou la hauteur que l'étage dominant atteindra à un âge donné, ne peuvent évidemment se faire au moyen des photographies aériennes. Toutefois l'expert en interprétation photographique peut évaluer sur les clichés la disposition topographique d'une zone, se faire fréquemment une idée du sol et des formations géologiques sous-jacentes, identifier de nombreuses essences d'arbres et estimer le rapport entre la hauteur de l'arbre et le diamètre de la cime. Par une synthèse de tous ces éléments il doit être à même de porter un jugement assez précis sur les conditions de milieu. Par exemple une région plate dans le secteur central de la Nouvelle-Angleterre, située près d'une vallée fluviale, mais au-dessus du niveau de l'eau, ayant un sol de couleur claire, révélant la présence de sable, et une texture unie révélant l'absence de roches, et couverte d'une végétation parsemée de pins ne dépassant pas une hauteur moyenne, sera immédiatement identifiée comme une lande de pitchpins et de pins blancs. Ce genre d'identification est manifestement lié au site.
Quand on parle de l'identification des espèces végétales on pense immédiatement aux arbres, bien qu'il soit possible d'identifier de nombreux arbrisseaux, en particulier lorsqu'ils se présentent dans des zones précises telles que les zones de transition entre les marécages et les terrains secs. Depuis que l'on prend des photographie aériennes de terrains boisés, on a observé que de nombreuses essences et catégories d'essences peuvent être identifiées par examen stéréoscopique. La méthode d'identification est basée en partie sur l'étude des éléments picturaux de teinte, de texture, de type d'ombre, de forme et de dimension que l'on a indiqués plus haut. Mais le problème de l'identification des essences est surtout d'ordre œcologique. Si l'expert en interprétation photographique n'a pas une connaissance approfondie de la répartition des essences par rapport à la topographie et au milieu il ne pourra procéder qu'à une identification limitée. En d'autres termes, il doit posséder une connaissance complète des conditions écologiques des forêts de la région qu'il étudie.
L'identification des essences, grâce à la photographie aérienne, n'est donc aucunement facile. On ne peut guère poser de règles absolues. Il faut une bonne formation et beaucoup d'expérience. Mais cette formation et cette expérience permettront d'accomplir un travail considérable. Si par exemple la distribution des essences d'arbres dans une région est nettement liée à la topographie et aux conditions de site, la simple distinction sur la photo aérienne, d'après la teinte entre essences résineuses et essences feuilllles associée à la cartographie des conditions de site, suffira à donner un tableau lisible de la distribution des catégories d'essences.
En Nouvelle-Angleterre. par exemple, la plupart des essences résineuses peuvent être identifiées sur les photographies à l'infra-rouge corrigé, prises pendant l'été. L'épicea prend sur les elichés un ton plus sombre que la sapin baumier, et le sapin un ton plus sombre que le pin. Le tsuga du Canada est encore plus clair, et le mélèze est le plus clair de tous les conifères. Les différences caractéristiques de la forme peuvent également être observées. L'épicea blanc ne saurait être confondu avec le pin blanc, en raison de la forme conique caractéristique de sa cime, bien que sur les photographies, les deux espèces prennent des tons comparables. L'apparence plumeuse et délicate du mélèze est très différente de celles des autres espèces qui poussent dans les même. terrains marécageux Si l'expert en interprétation photographique connaît les essences que l'ou s'attend a trouver dans un habitat donné il pourra en général obtenir des renseignements suffisants par la teinte. le type d'ombres et la forme de la cime pour procéder a une identification assez précise. Le problème de la différenciation des espèces feuillues est toutefois beaucoup plus difficile. Il est possible de noter ries variations dans les teintes de ces essences mais elles sont susceptibles d'être contradictoires et difficiles a interpréter. Sauf lorsque l'on peut se fier à des règles œcologiques, comme dans une identification d'érables rouges sur le genre de terrain marécageux qui leur est caractéristique, il est rare de pouvoir identifier d'une façon précise les essences feuillues.
La photographie est encore un outil nouveau et qui a été relativement peu utilisé pour l'établissement de levés de la végétation et de l'utilisation des sols. Les clichés constituent un enregistrement permanent, facile à classer et toujours disponible sur l'état du terrain au moment de la prise de vues. Ils contiennent une richesse d'information qu'il est impossible de traduire par une carte, par un texte ou sous toute autre forme. Que l'on veuille établir des cartes détaillées on que les photos ne soient utilisées que comme source de renseignements grâce à l'interprétation photographique, le rôle de la photographie en tant qu'instrument pour l'étude de la végétation et des possibilités d'utilisation des sols semble destiné à devenir de plus en plus grand et de plus en plus important.
La photographie aérienne convenablement employée peut non seulement permettre d'améliorer les connaissances des types de forêts des conditions de terrain, etc.. mais encore fournir des renseignements pour un inventaire forestier. Cette question, nous allons l'examiner maintenant.
Figure 8. Carte des types de forêt de la zone représentée aux Figures 5, 6 et 7. Cette carte et les clichés des Figures 5, 6 et 7 nous été aimablement communiqués par The Donald Press Company. Aerial photographs in forestry par Stephen H. Spurr; copyright 1948.
L'INVENTAIRE FORESTIER
L'exploration est une phase indispensable et ardue du travail forestier. L'utilisation convenable des techniques de photographie aérienne peut permettre de réduire considérablement le travail sur le terrain qu'exige l'exploration, ce qui permet en outre de procéder à des estimations volumétriques précises en un temps minimum et à peu de frais. D'une façon générale, la question n'est pas de savoir s'il est préférable d'employer la méthode aérienne ou la méthode à terre. Lé problème consiste plutôt à combiner au mieux les deux méthodes de manière qu'elles se complètent réciproquement.
Quand on parle d'inventaire forestier, il s'agit normalement d'estimations volumétriques et de croissance. Il arrive, toutefois, bien souvent que dans l'aménagement forestier, ce que l'on cherche surtout à connaître ce n'est pas tant le volume total de bois que la superficie correspondant a chaque type de peuplement, ces types variant selon les essences et l'ensemble des conditions de milieu. Quand il s'agit d'évaluer des superficies on ne peut contester la valeur des photos aériennes. Elles permettent de classer les peuplements d'après la composition, la densité et la hauteur. Elles permettent aussi d'établir rapidement et avec précision des cartes de peuplements. D'autre part, la superficie correspondant à chaque ensemble de conditions déterminées ou à tout autre élément peut être calculée de façon beaucoup plus précise et rapide sur les photos aériennes que par des travaux sur le terrain.
Le problème de l'utilisation optima des photos aériennes se complique néanmoins lorsque les recherches portent sur les volumes et les diamètres. Il est évident que l'étude directe des photos aériennes n'est guère susceptible de fournir beaucoup de renseignements de cet ordre. Il est impossible, par exemple, de voir le diamètre du tronc ou d'évaluer le nombre de billes marchandes. Les photos ne fournissent pas non plus de données sur la forme des troncs, le volume de déchets et le taux de croissance.
En fait, le volume de renseignements que les photos aériennes, à échelle normale, sont capables de fournir sur les arbres forestiers, est strictement limité. Seules six variables importantes caractérisant les arbres et les peuplements peuvent être déterminées et mesurées sur de bonnes épreuves: a) Les photos aériennes remplissant les conditions voulues permettent d'identifier de nombreuses essences, les résineux en particulier. Il faut noter toutefois que la plupart des distinctions ne peuvent être faites qu'à terre. Les photos aériennes permettent en outre b) de classer les conditions de site d'après le relief ou la composition du peuplement, mais non pas de façon directe quant à la capacité productive du sol; c) de mesurer la hauteur des arbres; d) de déterminer le diamètre des cimes; e) d'estimer le pourcentage de peuplement sous forme de densité du couvert; f) de dénombrer les cimes de l'étage dominant et de l'étage dominé sur une zone donnée.
Pour utiliser les photos aériennes en vue des estimations volumétriques, il faut donc savoir avec quel degré de précision il est possible d'évaluer les six variables mentionnées ci-dessus. I] faut ensuite déterminer le rapport de ces variables avec le volume de l'arbre et le diamètre du tronc. Ce n'est qu'alors qu'on pourra connaître l'étendue des renseignements volumétriques que peuvent fournir les photos, et celle des renseignements qu'il faudra se procurer sur le terrain. Une fois ce point fixé, il devra être possible de préparer une exploration combinant, de la façon la plus efficace, l'analyse photographique et les mensurations effectuées sur le terrain.
Considérons tout d'abord la précision des mesures prises sur les clichés. Sur les six variables indiquées plus haut, deux, l'essence et les conditions de milieu, ne sont pas de nature numérique. De nombreuses essences, en particulier les résineuses, peuvent être identifiées sur les photos aériennes présentant les spécifications voulues. Beaucoup d'autres, par contre, peuvent seulement être groupées en catégories. D'autres encore, notamment de nombreuses essences feuillues, peuvent rarement être identifiées de façon positive. Il est évident qu'une photo aérienne permettra seulement de déterminer le volume correspondant aux essences susceptibles d'être identifiées. Ainsi il sera peut-être possible de déterminer le volume de pins blancs dans une certaine zone par la seule analyse photographique, mais non de calculer séparément le volume des chênes rouges qui se trouvent avec d'autres chênes et des essences feuillues présentant un aspect analogue sur les photos aériennes.
Il est possible de classer grosso modo les conditions de site, sous la forme de distinctions dans le relief et le degré d'humidité qui sont toujours visibles sur les photos aériennes. On pourra indiquer comme suit la disposition topographique: bas-fond, pente douce, pente moyenne, pente raide ou sommet. Du point de vue du degré d'humidité, le milieu peut être: très humide, humide, moyen, sec ou très sec. L'elévation absolue (le nombre de mètres au-dessus du niveau de la mer) peut être estimée et même mesurée. On peut également déterminer l'orientation du terrain (vers le nord, le sud, l'est ou l'ouest) ainsi que le pourcentage d'inclinaison ou pente. Cette classification permet de reconnaître sur les photos les conditions de site avec une grande précision. Par contre il est impossible d'étudier sur la photo le rythme de croissance des arbres ou des plantes caractéristiques.
Sur les quatre variables concernant les arbres et les peuplements forestiers qui sont mathématiquement mesurables sur les photos aériennes, la hauteur des arbres est celle qui a provoqué le plus d'intérêt. La hauteur des arbres peut être déterminée sur la photo de trois manières. Premièrement, le déplacement de l'image de l'arbre sur une photo donnée peut se mesurer et se convertir en hauteur de l'arbre, puisque sur les bords de la photo le déplacement vers l'extérieur du sommet de l'arbre par rapport au centre est plus accusé que celui de la base, ce qui permet de mesurer le déplacement; mais l'arbre ayant l'air d'être couché, le degré de ce déplacement est si faible que l'application pratique de cette méthode se limite aux photos prises avec une lentille à angle très ouvert et à une altitude relativement faible, et aux seuls arbres coniques tels que l'épicea et le sapin baumier dont on peut apercevoir à la fois et identifier avec précision le sommet et le pied.
Si l'on connaît l'angle de la lumière solaire au moment de la prise de vue et si l'on peut mesurer l'ombre, il deviendra facile de calculer la hauteur de l'arbre. Le calcul par les ombres est d'application courante au Canada depuis près de vingt ans et est très rapide dès que l'on connaît l'angle de la lumière solaires mais elle présente un certain nombre de limitations. Elle ne donnera la hauteur exacte d'un arbre, en se passant de correction, que lorsqu'une ombre de dimension mesurable est projetée sur un terrain plat et découvert. Des erreurs se produisent fréquemment en raison de la pente du sol, de la végétation ou de la neige accumulée sur le sol, et aussi du fait que seuls les arbres poussant près des clairières sont mesurables d'après cette méthode.
Des trois méthodes servant au calcul de la hauteur, la plus précise et la plus satisfaisante, une fois qu'on s'en est bien rendu maître, est celle des différences de parallaxe. Fondamentalement, elle permet de mesurer la hauteur apparente de l'arbre telle que la montre l'image stéréoscopique. A l'aide d'un instrument de mesure des parallaxes ou de tout autre dispositif analogue, on place sur l'image stéréoscopique un repère mobile qui doit occuper dans la troisième dimension le même point que le pied de l'arbre. On relève la cote, et on déplace le repère pour qu'il semble avoir la même hauteur dans l'espace que le sommet de l'arbre. La cote est relevée de nouveau, la différence entre les deux cotes est alors rapidement convertie en hauteur de l'arbre. Cette méthode permet de déterminer la hauteur de n'importe quel arbre sur une photo de précision, et d'échelle moyenne, telle que 1/15.840e, à 1 mètre et demi près (cinq pieds). En général l'erreur moyenne sera sensiblement moindre. Lorsqu'on établit la hauteur moyenne d'un certain nombre d'arbres, les mesures par la méthode des parallaxes effectuées sur des photos aériennes ne diffèrent souvent que de moins de 30 centimètres (un pied) de la hauteur des arbres mesurés au sol. Le principal inconvénient de cette méthode est qu'elle exige une formation plus longue et beaucoup plus d'expérience que la méthode des ombres. Néanmoins, une fois qu'on s'en est bien rendu maître, on la préfère le plus souvent à toutes les autres.
Le diamètre de la cime est beaucoup plus facile à mesurer sur photos aériennes. Ce diamètre se mesure rapidement et avec précision à l'aide d'un dispositif de mesure micrométrique des distances horizontales. L'expert en interprétation photographique n'éprouve aucune difficulté à classer les cimes en catégories de 90 centimètres ou, au maximum, de 1 mètre et demi (trois et cinq pieds).
On peut estimer de deux façons la densité d'un peuplement, soit d'après celle du couvert, soit d'après le nombre de cimes visibles sur l'épreuve. Les deux méthodes ont leurs avantages. Avec un peu de pratique on peut évaluer la densité du couvert par simple étude visuelle des clichés au moyen du stéréoscope. Les tables de densité du couvert, comme celles qu'emploie le service forestier américain, fournissent un élément de comparaison. La densité du couvert est généralement formulée en pourcentage du peuplement, ou sous la forme d'une décimale symbolisant ce pourcentage. Ainsi une densité de 0,7 représente un peuplement dans lequel 70 pour cent de la superficie sont occupés par les cimes de l'étage supérieur.
Etant donné que l'expert travaillant sur, clichés aériens et avec un stéréoscope voit littéralement à vol d'oiseau l'ensemble du peuplement, il lui est en général loisible d'en estimer visuellement la densité avec plus de précision qu'il ne pourrait le faire au sol. Les photos de bonne qualité et d'échelle moyenne doivent fournir uniformément des estimations où l'erreur sera inférieure à 10 pour cent.
Le comptage des cimes permet d'obtenir une évaluation numérique de la densité qui sera relativement exempte du critère personnel. Il présente deux inconvénients: la difficulté d'effectuer l'opération avec exactitude, et l'imprécision trop fréquente du rapport entre cette donnée et le volume en bois du peuplement. S'il est expérimenté, l'interprétateur doit cependant être capable d'obtenir des chiffres dont le coefficient d'erreur ne dépassera pas 10 pour cent.
Il ne faut pas oublier que les mesures de la hauteur des arbres, du diamètre de la cime et du nombre de cimes sur les photos aériennes sont influencées par le fait qu'on ne peut évaluer que les éléments enregistrés par la pellicule à plusieurs milles au-dessus du sol. Beaucoup de détails sont invisibles sur le cliché du fait de la grande distance entre l'appareil et le sol, du mouvement de l'avion pendant la fraction de seconde que dure l'ouverture de l'obturateur ainsi que du pouvoir de reproduction de la lentille, de la pellicule et du papier photographique. Sur une photo de qualité supérieure, prise à une échelle de 1/15.840e, l'effet cumulatif de cette perte de détails supprimera sur l'image tous les objets ayant moins de trois pieds de diamètre. A d'autres échelles il se produira des pertes correspondantes. Ce défaut de reproduction affectera toutes les mesures d'arbres et de peuplements prises sur la photo. Par exemple, seule la partie de la cime qui a plus de 90 centimètres (3 pieds) de diamètre, sera reproduite sur une photo d'échelle moyenne. En conséquence la hauteur des arbres mesurée sur cette photo ne correspondra qu'à la partie de l'arbre jusqu'au point où la cime se réduit à 90 centimètres de diamètre. Cette hauteur est appelée «hauteur visible de l'arbre», et il faut opérer une correction arbitraire basée sur la forme de la cime avant de la comparer aux mesures prises sur le terrain. De même le «diamètre visible de la cime» ne représentera que la partie de la cime visible d'en dessus, toutes les petites branches isolées étant eliminées. De même le «nombre visible d'arbres» ne comprendra que les arbres dont les cimes vues verticalement atteignent ou dépassent 90 centimètres de diamètre. Néanmoins, une fois qu'on s'est rendu compte des effets résultant de ce défaut de reproduction, on peut utiliser avec confiance en vue de l'estimation volumétrique, les mesures obtenues par la photographie.
Une fois admis que les variables mentionnées plus haut sont mesurables avec une précision suffisante sur les photos aériennes, il reste à établir leur rapport avec le diamètre du tronc et avec le volume. Le diamètre du tronc (diamètre à hauteur d'homme) peut être déterminé avec une certaine précision d'après celui de la cime, une relation étroite existant dans la plupart des cas entre ces deux variables. Les évaluations du diamètre du tronc calculées d'après le diamètre de la cime seule seront vraisemblablement exactes à 5 centimètres près (2 pouces). Une méthode empirique qui peut rendre des services consiste à supposer que le diamètre du tronc est égal au 1/16e du diamètre de la cime. Cette relation est approximativement exacte pour de nombreuses essences américaines dans la catégorie des diamètres moyens. La hauteur des arbres, tout comme le diamètre de la cime, est fonction du diamètre du tronc. Un arbre élevé dont la cime a un diamètre donné aura normalement un tronc plus puissant qu'un arbre moyennement élevé ayant une cime du même diamètre. Voilà pourquoi l'évaluation précise du diamètre du tronc doit reposer à la fois sur la mesure de la hauteur des arbres et sur le diamètre de la cime.
Il est autrement difficile de réaliser une évaluation volumétrique d'après des photos aériennes. Dans le cas d'un peuplement de structure très simple, par exemple d'un peuplement équienne, pur et relativement homogène, le volume du peuplement reste en rapport étroit avec la hauteur des arbres et la densité - du couvert. Le volume des peuplements équiennes et homogènes d'essences telles que le pin blanc et le Pinus taeda peut donc être déterminé directement d'après les photos avec une certaine précision. On peut établir en outre des tableaux de volume des peuplements suivant la hauteur visible totale et le pourcentage de densité du couvert, pour servir à l'analyse des photos aériennes.
Toutefois, plus la structure du peuplement est complexe, moins précise sera l'évaluation du volume d'après les photos, car le volume aura autant moins de rapport avec la hauteur moyenne du peuplement et la densité moyenne du couvert. Néanmoins, même dans des cas de ce genre, la volume d'arbres individuels peut s'évaluer fréquemment d'après la photo au moyen de tableaux de volume des arbres basés sur la hauteur visible totale et le diamètre visible de la cime. Si ces tableaux sont établis par essence et par site, il sera amplement tenu compte des variations de l'aspect de l'arbre, et l'évaluation de volume pourra être à peu de chose près aussi précise que celle qu'on obtiendrait d'après les tableaux classiques du volume basés sur le diamètre du tronc et le nombre de grumes utilisables.
En réalité nous n'avons fait qu'aborder l'étude des possibilités d'évaluation du volume des peuplements et du volume des arbres par l'analyse directe du cliché aérien. La méthode aérophotographique semble pleine de promesses, et elle est certainement appelée à se perfectionner d'ici quelques années. D'autre part il est presque certain que les variations dans la forme, la proportion des déchets, le diamètre du tronc et la longueur utilisable apparaîtront décidément présenter une trop faible corrélation avec les variables mesurables sur la photo pour qu'on puisse se dispenser de prendre des mesures au sol pour les principaux travaux d'inventaire.
Tel sera certainement le cas lorsque les essences ne pourront être identifiées avec certitude sur la photo. Par exemple, il ne me viendrait pas à l'idée de me fier à une estimation du volume d'une forêt composée d'érables, de bouleaux et de hêtres âgés et défectueux, établie d'après des photos aériennes, sans avoir procédé à un contrôle sur le terrain.
Si l'on admet que l'on ne peut s'attendre à réaliser une estimation volumétrique définitive au moyen de l'étude directe des photos, il convient d'envisager la combinaison de l'analyse photographique et les mesures prises sur le terrain en une exploration unique à la fois coordonnée et efficace. Pour bien comprendre ce problème il faut examiner les avantages que présentent l'une et l'autre méthodes.
L'intérêt de mensurations sur la terrain est évident puisqu'il est possible de mesurer un nombre beaucoup plus considérable de variables au sol que sur les photos, et qu'on peut effectuer toutes les mesures avec une grande précision. D'autre part, les photos aériennes présentent deux avantages notoires pour l'estimation du volume. Tout d'abord elles permettent d'établir avec précision les superficies des peuplements et leurs limites avec beaucoup plus de rapidité que si l'opération s'effectuait au sol. Ce fait peut compenser, et au delà, la précision moins grande que présente l'estimation du volume des arbres individuels par la méthode aérophotographique. En outre, il est plus facile d'effectuer des mesures et de choisir des parcelles-types sur le cliché qu'au sol. On peut donc atteindre à une précision statistique, non pas en prenant un nombre limité de parcelles-types mesurées avec précision, comme on procède dans l'exploration au sol, mais en prenant un grand nombre de ces parcelles mesurées seulement avec une précision moyenne sur les clichés.
Il semblerait donc que pour assurer l'efficacité maximum d'une exploration, il conviendrait de diviser la forêt en zones homogènes en utilisant pour cela des clichés aériens, et de calculer la superficie de chacune de ces zones au moyen de cartes établies d'après les photos. En outre, ces photos serviraient à obtenir un nombre très considérable de parcelles-types des conditions sylvicoles, parcelles qui seraient mesurées avec une précision un peu moins grande que celle à laquelle on est en droit d'aspirer en travaillant sur le terrain. Une fois que les photos auraient fourni cette documentation, on recueillerait au sol les renseignements complémentaires. Les équipes de travail au sol, ayant soigneusement préparé leurs opérations à l'aide de photographies, choisiraient des types de chaque unité homogène déjà classée sur le cliché. L'intensité de leur sélection pourrait être estimée d'après l'importance apparente de chaque unité, telle que la déterminerait la perspective si claire de l'image stéréoscopique. Au cours de cet échantillonnage au sol on mesurerait le volume de chaque unité homogène par unité de superficie, et on mesurerait les variables que n'auraient pas fournies les photos telles que diamètre, qualité, proportion des déchets, etc. En multipliant les estimations volumétriques fournies par les travaux au sol par les estimations de superficies obtenues au moyen des photos aériennes, on arriverait à une estimation volumétrique générale.
Les principales méthodes servant à combiner l'analyse photographique et les travaux au sol sont au nombre de deux: la méthode des peuplements (stand) et celle des parcelles-témoins (plot).
Dans la première, on commence par dresser une carte des peuplements à partir des photographies. En général les unités homogènes sont délimitées et classées d'après leur composition, leur densité et leur hauteur. On détermine la superficie de chaque groupe de peuplements homogènes et on évalue son importance relative. Par exemple, les peuplements de pins blancs à densité élevée et de 80 pieds de haut contiennent manifestement un grand volume de bois, et doivent faire l'objet sur le terrain d'un important échantillonnage. D'autre part les peuplements de trembles et de bouleaux à papier qui, ayant été exposés au feu, n'ont atteint qu'une hauteur de 10 mètres, ne représentent évidemment qu'un volume utilisable faible ou nul, et il n'est aucunement nécessaire de les étudier au sol.
Une fois terminée la carte des peuplements, le nombre de parcelles - témoins à délimiter au sol pour chaque ensemble de conditions est évalué ou calculé, et les équipes au sol sont munies d'un plan précis pour la sélection du nombre de parcelles voulu dans chaque catégorie. On trace par exemple, des layons sur la carte des peuplements ou sur les photos aériennes de façon à inclure le nombre convenable de placettes pour chaque type de conditions. Une autre méthode consiste à déterminer sur la photo l'emplacement de chaque placette et à communiquer les clichés aux équipes, qui s'en serviront pour s'orienter et détermineront de la sorte l'emplacement des parcelles sur le terrain. Dans la préparation du travail au sol, il est nécessaire de s'assurer que la méthode de sélection des placettes fournira une estimation objective du volume par unité de superficie pour chaque unité de la carte de peuplement. Les volumes par unité de superficie obtenus au sol sont alors multipliés par la superficie obtenu d'après la carte de peuplement, ce qui donne l'estimation volumétrique définitive.
Figure 10. Un rectoplanigraphe.
La méthode des parcelles, qui combine l'analyse photographique et les travaux au sol, est tout à fait analogue à la méthode «parcelles layons» (line-plot system) utilisée communément dans l'exploration. Les layons sont tracés sur les clichés aériens ou de préférence sur les cartes établies au moyen de ces clichés. Les centres des parcelles sont déterminés et portés sur ces layons. L'expert en interprétation photographique étudie alors chaque parcelle au stéréoscope et la classe soit directement selon la composition, la hauteur des arbres, le diamètre des cimes et la densité du peuplement, soit indirectement selon le caractère commercial ou le volume du peuplement. Les parcelles étant regulièrement espacées, la proportion de parcelles dans chaque catégorie suffira à déterminer la superficie de la catégorie. Ensuite, les équipes de travail portent les photos sur le terrain cour retrouver l'emplacement des parcelles, contrôlant précision de l'interprétation photographique et recueillant les renseignements nécessaire pour compléter l'inventaire. Les informations obtenues sur place servent ainsi à rectifier et à développer les estimations faites d'après les photos.
Les méthodes au sol et les méthodes d'aérophotographie se prêtent à de nombreuses combinaisons. Un certain nombre de ces combinaisons ont été utilisées avec succès au cours des dernières années dans différentes parties des Etats-Unis et du Canada. On n'a pas procédé à un grand nombre de contrôles expérimentaux, mais il n'y a guère de doute que la photo aérienne, si elle est judicieusement utilisée, permet de réaliser une économie de 50 à 90 pour cent sur les travaux au sol qu'exige l'exploration classique, et cela sans porter le moindre préjudice à la précision des résultats de l'inventaire. Quand seront terminées les recherches auxquelles on procède actuellement, il sera certainement possible d'augmenter la précision et l'efficacité des technique combinées avion-sol
Figure 11. Type de stéréoscope à lentille simple.
On voit donc que la photo aérienne, quand il s'agit d'inventaires, ne sert pas tant à obtenir l'estimation volumétrique directe qu'à assurer un contrôle des travaux sur le terrain. On voit, en outre, que la photo aérienne est appelée à devenir un outil indispensable de travail dans les inventaires forestiers pour trois principales raisons:
Premièrement, les cartes de peuplement établies à partir de ces photos permettent un contrôle peu coûteux mais précis de la superficie. La précision des inventaires forestiers sera accrue s'il est possible de calculer rapidement et à peu de frais les superficies d'après les photos aériennes; il s'ensuit que, pour un degré de précision donné, le volume de travail sur place est moindre lorsqu'on se sert de photographies, que lorsqu'on travaille uniquement au sol.
Deuxièmement, les cartes de peuplement établies à partir de photographies aériennes sont extrêmement efficaces dans la préparation des études au sol. Elles permettent en effet de localiser les parcelles aux endroits où elles apporteront le maximum de précision statistique à l'exactitude de l'estimation. Elles permettent aussi d'éliminer les parcelles inutiles. Avec un nombre total de parcelles inférieur a celui qu'exigerait une exploration non contrôlée visant au même degré de précision, il devient possible de procéder à un échantillonnage plus copieux des types de volume et de valeur plus élevés, et de composition plus diversifiée, tout en le réduisant pour les types de volume et de valeurs inférieurs, et d'une composition plus homogène.
Troisièmement, la photo aérienne permet aux équipes au sol de recueillir les renseignements avec un maximum d'efficacité. Elle permet d'omettre les zones non-productives, d'exclure les marécages et autres zones ne présentant aucun intérêt et de se dispenser d'une grande partie des travaux d'orientation et d'arpentage. Armée de ses photographies, l'équipe sait toujours où elle se trouve et est à même de choisir le meilleur trajet d'un point à un autre. Il convient cependant d'ajouter ici un mot d'avertissement: quand on utilise la photo aérienne pour le contrôle des travaux au sol, il ne faut pas oublier que la photo n'est pas une carte précise. Voilà pourquoi il convient de se fier à des cartes de peuplement établies à partir des photos plutôt qu'aux photos elles-mêmes, sauf lorsqu'on dispose de vues de qualité supérieure et à faible inclinaison représentant un terrain plat. Quand il s'agit d'un terrain accidenté, les images photographiques sont souvent déplacées et l'échelle est variable. Si l'on utilise directement ces photos pour contrôler l'inventaire, on constatera que pour les grandes altitudes, les surfaces sont surévaluées et l'échantillonnage exagéré, tandis que pour les basses altitudes, les superficies sont sous-évaluées et l'échantillonnage insuffisant.
En résumé, l'utilisation des photos, soit directement pour les estimations volumétriques, soit indirectement dans le travail d'inventaire sur place, dépend d'un certain nombre d'éléments. Il semble que l'estimation volumétrique directe sur les photos aériennes s'avérera rapide et efficace a) quand le volume des peuplements se trouvera en corrélation étroite avec les éléments dont la mensuration est possible sur la photographie; b) quand on disposera des tableaux volumétriques nécessaires; et c) quand on se servira de clichés à échelle relativement élevée, de date récente et conformes aux conditions voulues. Dans ces conditions le degré de contrôle au sol se trouve réduit au minimum. Mais même lorsque les conditions sont moins satisfaisantes, les photographies constituent un outil essentiel pour l'inventaire forestier en raison des avantages qu'elles présentent pour la subdivision des forêts en unités homogènes, la préparation des travaux sur place, le contrôle des déplacements des équipes et l'obtention de renseignements précis sur les superficies.
