Offre de stage de master sur la cartographie d'occupation du sol au Zimbabwe

Évaluation des dynamiques paysagères et agricoles par télédétection dans le district de Murewha au ZimbabweOffre de stage de Master

Contexte

Le secteur agricole au Zimbabwe emploie entre 60 et 70% de la population, mais sa faible productivité provoque des taux d’insécurité alimentaire élevés dans le pays. De plus, les rapports du GIEC estiment que le changement climatique pourrait causer une baisse de plus de 30% des rendements du maïs d’ici 2050, et l’augmentation démographique en zones rurales accentue les pressions sur les terres cultivables. Il est donc essentiel d’intensifier de manière durable les systèmes agricoles afin d’assurer la sécurité alimentaire et de renforcer la résilience face aux risques climatiques. Une des options est d’engager les territoires dans une transition agro-écologique. Dans ce contexte, le paysage joue un rôle central car c’est à cette échelle qu’ont lieu de nombreux processus écologiques pouvant impacter les systèmes agricoles. C’est aussi une échelle pertinente pour comprendre les changements d’usage et d’occupation des sols qui expliquent les configurations spatiales actuelles des systèmes agricoles.

La projet Raiz dans lequel s’inscrit ce stage vise à proposer des scénarios d’évolution du paysage favorisant la transition agro-écologique. Pour cela, il est nécessaire de comprendre au préalable l’organisation spatio-temporelle des systèmes agraires et leurs dynamiques passées. La zone d’étude couvre le district de Murewha situé à proximité de la capitale Harare. Elle présente une forte diversité de paysages agricoles, entre terres communales dominées par une agriculture familiale, avec des parcelles dépassant rarement les 1 ha ; et des zones d’agriculture commerciales présentant des grandes parcelles de monoculture irriguées.

En apportant des informations continues et objectives sur les différents éléments des surfaces continentales, la télédétection satellitaire est un outil privilégié pour l’analyse des dynamiques spatiales. Elle permet l’identification des modes d’occupation et d’utilisation du sol (zones de cultures, pâturages, savanes de miombo…) et également le suivi historique d’évolution des paysages au travers l’analyse de séries temporelles. La télédétection permet également de dériver des indicateurs socio-économiques et environnementaux spatialisés, pour éclairer les dynamiques paysagères, telles que la détection des feux en zones de savanes, l’état du couvert forestier et boisé, les dynamiques bocagères, les zones d’habitat humains etc.

Le stage s’inscrit dans le cadre d’un travail de thèse en cours « Modélisation prospectives des configurations paysagères possibles pour la transition agro-écologique au Zimbabwe » qui s’intègre dans le projet DeSIRA RAIZ coordonné par le CIRAD, le CIMMYT et l’Université du Zimbabwe.

Objectif du stage

L’objectif du stage est de cartographier l’occupation du sol actuelles (2023) et passées pour ensuite évaluer les dynamiques des paysages dans le district de Murewha.

Méthode

Dans un premier temps, le.la stagiaire effectuera une analyse de la bibliographie sur les différentes méthodes de cartographie automatique de l’utilisation du sol à partir de données à haute résolution spatiale, avec une attention particulière portée sur les approches récentes proposées en contexte de paysages agricoles africains. Dans un second temps, à partir d’une base de relevés de terrain sur l’occupation et l’utilisation du sol récoltée dans le cadre du projet RAIZ, le.la stagiaire devra dériver une carte d’occupation du sol actuelle (début 2023) à partir d’images très haute et haute résolution spatiale (e.g. Pléiades, Spot 6/7, Planet ou Sentinel 2). Pour ce faire différents types d’indicateurs (spectraux, texturaux, temporels) pourront être dérivés des images à haute résolution et la comparaison de plusieurs algorithmes de classification (e.g. Random Forest, SVM, GBM ...) pourra être envisagée. La deuxième étape consiste à l’élaboration de cartes historiques (2000, 2010) d’occupation du sol en s’appuyant sur une classification des images d’archives (Landsat). Pour ce faire, une base de données de vérification devra être mise en place à partir de la photo-interprétation d’images d’archive. Il s’agira ensuite de produire des cartes de changement d’occupation du sol ainsi que des graphiques présentant les dynamiques observées sur les vingt dernières années.  En parallèle le.la stagiaire pourra faire l’inventaire et la collection de données socio-économiques, environnementales issues des méthodes de télédétections afin de proposer des indicateurs pertinents pour comprendre les facteurs de changements à l’origine des dynamiques observées.

Profil de stagiaire recherché

Étudiant·e en Master 1 ou 2, ou ingénieur·e en fin d’étude, de préférence spécialisé·e en télédétection ou géomatique, ou en géographie avec des bonnes compétences en SIG. La maîtrise des outils SIG et d’analyse d’images satellitaires est un prérequis. La maîtrise d’un langage de programmation (R ou Python) est un plus.

Organisation et candidature

Le stage se déroulera à la Maison de la Télédétection (Montpellier) sur une durée de 4 à 6 mois à partir de mars ou avril 2023. Le stage sera rémunéré selon l’indemnité légale de gratification de stage.

Le stage sera encadré par en présentiel par Adrien Coquereau (doctorant au CIRAD) et Camille Jahel (chercheuse spécialisée en modélisation spatiale au CIRAD) et en distanciel par Louise Leroux (chercheuse spécialisée en télédétection au CIRAD).

Mandataire du stage : CIRAD – UMR TETIS (Territoire, Environnement, Télédétection et Information Spatiale)

Les candidatures (CV et lettre de motivation) sont à envoyer par mail à l’adresse suivante : adrien.coquereau@cirad.fr