Reproduction de : Thèse de doctorat : Science de la vie : Ecologie : Metz : 2004. / Titre provenant de l'écran-titre. Notes bibliographiques.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2004. / Bibliogr.: f. 118-125. Publié aussi en version électronique.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 1997. / Bibliogr.: f. [126]-129. Publié aussi en version électronique.

Thèse de mémoire (M.Ress.Renouv.)--Université du Québec à Chicoutimi, 1997. / Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

La foresterie est une industrie majeure dans plusieurs parties du monde. Elle dépend de l’inventaire forestier, qui consiste en la mesure des attributs des arbres. Dans ce mémoire, nous proposons l’utilisation de la cartographie 3D, basée sur l’algorithme itervative closest point, pour automatiquement mesurer des diamètres d’arbres à partir d’observations d’un robot mobile. Bien que des études précédentes démontraient le potentiel d’une telle technologie, elles présentaient des lacunes en terme de rigueur d’analyse et ne fonctionnaient pas dans des environnements forestiers difficiles. Nous avons validé plusieurs méthodes pour l’estimation de diamètre, dont deux nouvelles, avec un jeu de données nouveau et varié comportant quatre sites forestiers, 11 trajectoires de robot totalisant 1458 observations d’arbre et 1.4 hectares de forêt. De plus, nous faisons des recommendations sur le déploiement de robots mobiles dans un contexte forestier. Nous concluons que notre méthode de cartographie est utilisable dans le contexte de l’inventaire forestier automatisé, avec notre meilleure méthode donnant une erreur quadratique de 3:45 cm pour notre jeu de données en entier et 2:04 cm dans des conditions idéales, c’est-à-dire une forêt mature et espacée. / Forestry is a major industry in many parts of the world. It relies on forest inventory, which consists of measuring tree attributes. In this thesis, we propose the use of 3D mapping, based on the iterative closest point algorithm, to automatically measure tree diameters in forests from mobile robot observations. While previous studies showed the potential for such technology, they lacked a rigorous analysis of diameter estimation methods in challenging forest environments. Here, we validated multiple diameter estimation methods, including two novel ones, in a new varied dataset of four different forest sites, 11 trajectories, totalling 1458 tree observations and 1.4 hectares. We provide recommendations for the deployment of mobile robots in a forestry context. We conclude that our mapping method is usable in the context of automated forest inventory, with our best method yielding a root mean square error of 3:45 cm for our whole dataset, and 2:04 cm in ideal conditions consisting of mature forest with well spaced trees.

Titre de l'écran-titre (visionné le 10 janvier 2024) / La composition en espèces et la structure des écosystèmes forestiers sont le résultat d'interactions complexes entre les processus de recrutement, de croissance et de mortalité, influencés par les conditions environnementales. Les changements actuels du climat, combinés à l'augmentation de la fréquence et de l'intensité des perturbations, engendrent de l'incertitude quant à la productivité des forêts canadiennes dans le futur. Face à cette incertitude, il devient impératif d'adopter des pratiques d'aménagement forestier axées sur l'atténuation des risques, afin d'assurer le maintien des services écologiques offerts par ses écosystèmes, tout en répondant aux besoins en ressources de la société. Dans ce contexte, une prise de décision éclairée nécessite des informations précises et à jour sur l'état des forêts canadiennes. Historiquement, notre connaissance de l'état des forêts reposait sur les inventaires forestiers réalisés dans les provinces et territoires canadiens, qui fournissent des informations sur la disponibilité de la ressource, sa qualité et le rendement attendu. Les perturbations plus fréquentes et la réaction variable des forêts aux changements dans les conditions de croissance rendent toutefois difficile une évaluation complète et précise de la situation des forêts par l'intermédiaire des données issues des réseaux de placettes-échantillon. Les informations contenues dans les cernes de croissance des arbres permettent de mieux comprendre l'influence du climat et des perturbations sur la croissance. Toutefois, les limites imposées par la disponibilité de ces données et l'impossibilité de les collecter en continu sur l'ensemble du territoire forestier rendent leur utilisation peu pratique pour un suivi en temps réel de l'état des forêts. Ces défis peuvent toutefois être relevés par un recours accru aux technologies de télédétection. Les séries temporelles d'imagerie satellitaire, en particulier, fournissent une information en continu sur l'état des forêts, permettant la détection des perturbations ainsi que des changements graduels causés par l'action de stress climatiques. Alors que la plupart des études précédentes sur le sujet se sont principalement concentrées sur la détection et la cartographie de ces changements, peu d'attention a été accordée à la compréhension des causes sous-jacentes et à la quantification de leur impact sur la croissance forestière. Pourtant, ces informations sont cruciales pour mieux prévoir les conséquences des perturbations et des stress induits par le climat, puisque des réductions de croissance prononcées peuvent indiquer une mortalité imminente. Des données précises sur la croissance des forêts sont également essentielles pour une prise de décision éclairée en ce qui concerne les calendriers de récolte et les interventions sylvicoles. L'objectif général de ce projet de recherche était de caractériser l'impact des perturbations partielles et de fournir des informations spatialement explicites sur la croissance des forêts canadiennes en intégrant les données de séries temporelles Landsat et des données collectées sur le terrain. Les deux premiers chapitres de cette thèse ont exploré l'influence des perturbations partielles sur l'état de la canopée forestière et sur la croissance des peuplements affectés, en utilisant des données de placettes-échantillon permanentes et des carottes d'accroissement récoltées dans divers écosystèmes forestiers. Le troisième chapitre a intégré des mesures répétées de placettes-échantillon permanentes et des séries temporelles Landsat pour estimer le taux de croissance annuel net d'une forêt boréale en l'absence de perturbation. Les résultats présentés dans les trois chapitres de cette thèse montrent que des modèles statistiques basés sur des séries temporelles Landsat et calibrés à l'aide de mesures de placettes-échantillon permanentes ou de données de cernes annuels permettent de mesurer la croissance des forêts ainsi que les changements provoqués par des perturbations partielles. L'intégration d'autres sources de données de télédétection telles que le LiDAR facilite l'application des méthodes utilisant l'imagerie satellitaire dans un contexte d'aménagement forestier et permet de prendre en compte de l'influence de facteurs biophysiques et écologiques qui ne peut être captée par l'imagerie satellitaire. Les méthodes et approches proposées dans cette thèse ont le potentiel d'être étendues à un plus large éventail de biomes forestiers en tirant parti de bases de données existantes, améliorant ainsi notre capacité à suivre l'état des forêts canadiennes dans un contexte de changements climatiques. / The species composition and structure of forest ecosystems are shaped by complex interactions between biotic and abiotic drivers that influence recruitment, growth, and mortality processes. Current climate changes, along with the increasing frequency and intensity of disturbances, introduce uncertainty about the future productivity and vigour of Canadian forests. In the face of such uncertainty, adopting forest management practices centred on stewardship and risk mitigation becomes imperative to preserve ecosystem functions while addressing society's resource demands. In this context, informed decision-making requires up to date and accurate information about the condition of Canadian forests. Historically, our knowledge on forest condition relied on field inventories conducted across all provinces and territories, providing information on resource availability, quality, and expected yield. However, intensified disturbances and the variable growth response of forests to climate change make it challenging to comprehensively assess forest situations through sample plot networks. While tree ring data is highly valuable, collecting such data consistently across Canadian forests is impractical. Addressing the challenges of assessing temporal and spatial changes in forest condition can be achieved through remote sensing technologies. Satellite imagery time series, in particular, offer continuous information on forest conditions for detecting disturbances and gradual ecosystem changes. While previous studies primarily focused on detecting and mapping disturbances and related changes in forest condition, less emphasis was given to understanding the underlying causes and quantifying their impact on forest growth. This information is yet critical to forecast the impacts of disturbances and climate-induced physiological stress, as growth declines can indicate imminent mortality. Accurate forest growth data is also crucial for making informed decisions regarding harvest schedules and silvicultural interventions. The general objective of this research project was to characterise the impact of non-stand replacing disturbances and provide spatially explicit information on forest growth across Canadian forests by integrating Landsat time series and field data. The first two chapters of this thesis explored the influence of non-stand replacing disturbances on forest canopy condition and growth rates, using data from permanent sample plots and increment cores collected in diverse forest ecosystems. The third chapter incorporated repeated measurements from permanent sample plots and Landsat time series to estimate the annual net forest growth rate in boreal forests in the absence of disturbance. The results presented in the three thesis chapters demonstrate that statistical models involving Landsat time series and calibrated using permanent sample plot measurements or tree-ring data can effectively assess canopy and forest structure changes caused by non-stand replacing disturbances and measure forest growth under both disturbance and undisturbed conditions. Integrating other remote sensing data sources like LiDAR enhances the applicability of these methods in forest management contexts and allows accounting for the effect of biophysical and ecological factors not captured solely by satellite imagery. The approaches proposed in this thesis have potential for expansion to cover a broader range of forest biomes by leveraging existing datasets, enhancing our ability to monitor Canadian forests response to climate change.

Mémoire (M.Ress.Renouv.)--Université du Québec à Chicoutimi, 1996. / Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

De nos jours, les centres de transformation primaire de produits forestiers doivent adapter rapidement leurs approvisionnements afin d’être en mesure de satisfaire les besoins du marché. Pour répondre promptement aux commandes passées par les usines, les équipes de récolte doivent être déployées dans des peuplements forestiers possédant les caractéristiques désirées. Toute déviation à cet égard entraîne des coûts supplémentaires liés à la mise en place de mesures correctives. Ces mesures se traduisent habituellement par une augmentation des stocks coupés en forêt ou encore par des déplacements plus nombreux des équipements de récolte. Une pénurie, c’est-à-dire un manque de matière première à l’usine ou encore l’impossibilité de satisfaire la demande des clients sont d’autres effets possibles. Une connaissance adéquate de la distribution du volume des arbres sur pied par espèce et par classes de diamètres à hauteur de poitrine (DHP) pour les principales strates forestières apparaît donc comme une première étape pour améliorer la précision des approvisionnements. Cette connaissance semble en effet nécessaire pour être en mesure d’améliorer la gestion de la chaîne d’approvisionnement (ou de création de valeur) mais aussi pour mieux protéger l’environnement. Or, la forêt est très variable et il est difficile de prédire de manière précise la distribution des diamètres des tiges des peuplements qui la composent. L’erreur générée par cette variabilité engendre une incertitude quant à ces prédictions de ces distributions. Ce projet vise à évaluer la faisabilité de développer un système spatial qui puisse permettre de répondre à une demande pour un produit donné dans un délai court et motivé par les besoins des clients. Pour y arriver, des fonctions graphiques de distribution du volume cumulé en fonction du diamètre (DHP) pour chacune des strates forestières ont été développées et par la suite regroupées. À ces fonctions ont été appliquées des équations de régression basées sur le DHP afin de valider celles qui étaient significatives. Par la suite, un lien a été fait avec la carte forestière dans un logiciel SIG pour obtenir la probabilité de trouver le produit recherché. Ces étapes ont été réalisées avec succès donnant ainsi la possibilité de créer un outil pour le planificateur forestier qui lui permet de mieux tenir compte de la variabilité des stocks ligneux en forêt. Ce projet a ainsi démontré qu’il est possible d’utiliser l’information des inventaires forestiers pour développer des relations entre les données forestières et l’erreur qu’elles génèrent. Il a été possible d’intégrer ces informations pour créer un outil informatique fonctionnel qui présente une probabilité de trouver dans la forêt un produit spécifique donné. / Presently forest products transformation centers must be able to quickly adapt their resource supply in order to satisfy market needs. In order to react quickly to mill demands, forest harvesting activities must be deployed directly in forest stands that contain standing timber with the characteristics necessary to meet processing requirements. An inability to do this engenders involves additional costs related to the installation of corrective measures. Such measures usually result in an increase in forest stocks cut and/or in additional displacements of forest harvesting equipment. A shortage of supply -- i.e. a lack of raw material at the processing plant -- or difficulty in satisfying market needs are other possible effects. An adequate knowledge of standing tree distributions by species and diameter classes for the principal forest strata being harvested thus seems to be a useful way of ensuring adequate product-specific supply. Such knowledge indeed would seem to be required to improve forest management across the entire supply chain, and would also provide for better environmental protection. However, because forests are intrinsically highly variable, it is difficult to predict in a precise manner species and diameter distributions for specific stands in a given forest. This inherent forest variability generates uncertainty when these distributions are estimated or predicted. This project evaluates the developmental feasibility of a spatial system that can enable an immediate response in harvesting operations to a request for a specific species and size of tree by a processing facility that is motivated by clients’ needs. To accomplish this, species-specific graphic functions of volumes based on tree diameter distributions for each forest stratum were developed and compiled. Regression equations based on tree diameter were applied to these functions in order to validate those that were significant. Subsequently a link was established between the diameter distribution functions and a map of forest strata in a GIS software tool to obtain the probability of finding a sufficient volume of the desired tree type. The functionality discussed has been successfully implemented in this project in order to create a tool for forest planners that takes into account the variability of timber stocks in forests. This project has demonstrated that it is possible to use existing forest inventory information to develop relations between the forest data and the error it generates. Moreover, it was possible to integrate this information to create a functional GIS-based tool that indicates the likelihood of finding a desired quantity of a specific product in the forest.

Depuis 2003, la CPPTM est inscrite dans le Manuel d'aménagement forestier comme une alternative opérationnelle à la CPRS. Ce mémoire évalue le potentiel à la CPPTM des strates écoforestières de la région 02 Saguenay-Lac-St-Jean. Dans l'optique de diminuer les coûts des inventaires d'intervention, il évalue également le potentiel des images satellitaires Ouickbird pour caractériser, à une échelle locale, le potentiel à la CPPTM des peuplements forestiers. Les placettes-échantillons provenant du 3ème programme d'inventaire d'aménagement forestier ont été analysées afin de déterminer lesquelles étaient aptes ou non à la CPPTM. Seules les strates résineuses matures ont été considérées dans cette étude. Selon cette première analyse, 35,4% des placettes de la région Saguenay-Lac-St-Jean répondaient à tous les critères dendrométriques en lien avec un traitement de CPPTM. Des régressions logistiques ont permis d'identifier les variables de la strate cartographique qui présentent une corrélation avec l'aptitude à la CPPTM. À première vue, on remarque que les strates résineuses ayant une composante de sapin (SS-SEES) présentent un meilleur potentiel que les strates d'appellation EE. Les variables qui apparaissent discriminantes quant au potentiel d'aptitude à la CPPTM sont : la région écologique, les classes de densité, d'âge et de hauteur, le dépôt de surface, la série évolutive et la présence d'épidémie légère. Sur la base de ces variables déterminées, l'aptitude des strates écoforestières a été évaluée pour toute la région du SaguenayLac- St-Jean. Les développements récents en télédétection offrent un fort potentiel en foresterie. Les images à haute résolution Ouickbird atteignent une résolution de l'ordre de 0,6 m, rendant maintenant possible la délimitation automatique des cimes d'arbres et des trouées. L'unité d'aménagement forestier 27-51, où Bowater Canada inc. était le principal bénéficiaire, a été étudiée dans le but d'évaluer l'apport de l'imagerie satellitaire pour cibler à une échelle locale les peuplements aptes à une CPPTM. Pour ce faire, deux images satellitaires Ouickbird d'une superficie d'environ 200 km² chacune ont été acquises à l'été 2005 et 135 placettes-échantillons d'une superficie de 900 m² ont été implantées entre 2004 et 2006. Des régressions linéaires multiples ont été calibrées afin d'estimer les critères discriminant l'aptitude à la CPPTM à l'aide des variables extraites des images satellitaires. Tout comme pour le potentiel établi à l'aide des données de la région Saguenay-Lac-StJean provenant du 3eme programme d'inventaire d'aménagement forestier, l'analyse des images satellitaires indique que . les strates à composante de sapin possèdent une aptitude à la CPPTM supérieure à celles d'appellation EE. Pour les pessières pures (EE), les régressions permettent de bien identifier les sites aptes à un traitement de CPPTM (sensibilité moyenne), mais certains sites inaptes sont mal classés par les modèles (faible spécificité). À l'opposé, pour les groupements d'essences SS-SE-ES, les régressions permettent de bien identifier les sites inaptes à un traitement de CPPTM (bonne spécificité), mais certains sites aptes sont mal classés par les modèles (sensibilité moyenne). L'imprécision dans la classification pourrait être en partie attribuable à la faible superficie des cimes et à la structure irrégulière des peuplements qu'on retrouve sur le territoire à l'étude. En effet, la combinaison de ces facteurs favorise la délinéation d'îlots d'arbres plutôt que de cimes individuelles. [CPPTM = Coupe avec Protection des Petites Tiges Marchandes].

Cette étude vise à définir, classifier et cartographier les groupements forestiers du Parc national Forillon. Leur connaissance plus approfondie s'est montrée indispensable pour l'aménagement du Parc, étant donné que la forêt occupe la plus grande partie de son territoire. L'étude de la végétation et celle de son habitat nous a permis de reconnaître 61 groupements forestiers, de déterminer leur distribution et d'esquisser leur dynamisme. Parmi ceux-ci, 22 associations, 16 sous-associations et 3 variantes ont été décrites pour la première fois. La grande variété de la végétation et la présence de groupements forestiers méridionaux militent en faveur d'un zonage adéquat qui permettrait à la fois la protection et l'utilisation de cette richesse naturelle du Parc pour fins d'interprétation écologique et de récréation éducative.