Analyse de la structure spatiale de l’occupation du sol de la ville de Bukavu.

Abstract

The increasing expansion of urban areas influenced by demographic pressure is increasingly evident in developing countries. This situation leads to a marked degradation of vegetation cover as a result of spectacular land demand. The city of Bukavu, site of this study, is not excluded from this fatal finding, which undergoes a large migratory flow each year. Thus, our study set itself the objective of analyzing the spatial structure of the city of Bukavu in order to have a better knowledge of its land use. Remote sensing, geographic information system and landscape ecology were used as the main tools to carry out this study. Using the confusion matrix, the classification was deemed reliable at 78.89% (kappa coefficient). Four relevant land use classes were selected, including bare soil and beds, savannas (wooded, shrubby), grassy savannas and forests. It appears that bare soil and beds occupy 54.74% of the total area of study which is followed by savannas occupying 19.25%, grassy savannas occupying 15.11% and finally by forests occupying 10.92% of the total area of the study area. This confirms the intensification of anthropogenic activities in this study area, which is gradually altering natural environments. This situation can be reversed by adopting the best urbanization policy while integrating the notion of restoration and protection of vegetation cover, including the creation of ecological networks that connect habitat patches along the rural urban gradient, restoration public green spaces and the installation of green roofs and green walls.

Key words : Urbanization, remote sensing, GIS, Bukavu city, landscape ecology, degradation of vegetation cover.

V

Table des matières

EPIGRAHE I

Remerciements II

Résumé III

Abstract IV

Table des matières V

Liste des tableaux et figures VI

Introduction 1

Chapitre 1 . Revue de la littérature 4

1.1. Croissance urbaine et ses conséquences 4

1.2. La télédétection comme outils d'analyse du paysage 8

1.3 Principaux concepts de l'écologie du paysage 15

Chapitre 2 Milieu, matériels et méthodes 20

2.1. Milieu d'étude 20

2.2. Démarche méthodologique : outils et méthodes d'analyse du paysage 22

Chapitre 3 . Résultats 29

3.1 . Composition colorée 29

3.2 Classifications et cartographie de l'occupation du sol 31

3.3 . Ecologie du paysage 37

Chapitre 4 . Discussion 39

4.1 . Démarche méthodologique 39

4.2 . Analyse de la structure spatiale 41

Conclusion et perspectives 42

Références bibliographiques 44

VI

Liste des tableaux et figures

Tableau 1.1. Quatre types d'images satellitaires et leurs caractéristiques spécifiques (CCT,

1995). 12

Tableau 2.1. Données de la station météorologique de Bukavu (1478 m d'altitude). 21

Tableau 2.2. Caractéristiques du satellite d'observation de la terre Landsat 5

( https://fr.m.wikipedia.org/wiki/Programme_Landsat) 23

Tableau 3.1. Présentation des résultats de calcul de la matrice de confusion réalisée dans le

logiciel Envi4.7. 34

Tableau 3.2 Présentation des résultats des indices de structure de paysage 37

Figure 1.1. Population urbaine et rurale dans le monde, 1950-2050 (UN, 2014) 5

Figure 1.2. L'évolution de la population de Bukavu de 1958 à 1976 (Chamaa et al., 1981) 6

Figure 1.3.Schéma général de fonctionnement (source Manuel TELCAN, 2013) 8

Figure 1.4. Pourcentage du rayonnement absorbé par l'atmosphère (source Manuel TELCAN,

2013). 10

Figure 1.5. La signature spectrale de quatre surfaces source Manuel (TELCAN, 2013). 11
Figure 1.6. Les positions spatiales et les valeurs de niveau de gris dans une image satellitaire. Le niveau de gris d'un pixel est une grandeur proportionnelle à l'intensité du signal réfléchi par

ce pixel lorsqu'il est radié notamment par une onde électromagnétique. 11

Figure 1.7. Illustration d'une classification et analyse des images 14

Figure 1.8. Le paysage, niveau d'organisation des systèmes écologiques situés au-dessus de l'écosystème, mais en dessous de la région et du continent (Forman, 1995 dans Burel et Baudry,

1999). 16
Figure 1.9. Eléments de base d'une structure paysagère formant le paysage à savoir les taches,

les corridors et la matrice (Burel et Baudry, 2003). 17
Figure 1.10. Eléments clés d'un système écologique applicable à chaque échelle spatio-temporelle: la structure du paysage, la composition et les fonctions présentes dans le paysage

(Noon et al.,1997 in Bogaert et al., 2005). 18
Figure 2.1. Localisation de la ville de Bukavu dans la province du Sud Kivu en République

Démocratique du Congo. 20
Figure 2.2. Etapes principales pour la classification de l'image, depuis le choix de l'image

jusqu'à la classification acceptable. 26
Figure 3.1. Composition colorée en fausse couleurs de l'image TM de Landsat 5 de la zone

d'étude réalisée par la combinaison de bandes du rouge, du bleu et du proche Infrarouge 30

VII

Figure 3.2. Classification non supervisée de l'occupation du sol de Bukavu ayant 100 classes à

fusionner. 32
Figure 3.3. Regroupement des valeurs radiométriques des classes d'occupation du sol dans les canaux du Rouge et Proche-Infrarouge (PIR). Les traits horizontaux et verticaux représentent

les écarts-types des différentes classes autour de la moyenne. 33

Figure 3.4. Carte de l'occupation du sol dans la ville de Bukavu donnant quatre classes. 36

Figure 3.5. Distribution des différentes classes de l'occupation du sol dans la ville de Bukavu.

38

VIII