Etude de l évolution de l imperméabilisation du sol en Région de Bruxelles-Capitale

Etude de l évolution de l imperméabilisation du sol en Région de Bruxelles-Capitale Etude réalisée par l ULB-IGEAT pour le MRBC, AED/Direction de l eau Octobre 2006

Introduction Objectif : Estimer évolution imperméabilisation depuis années 1950 Zone d étude: RBC, limite des bassins versants (270 km²)

Le + efficace = images satellitaires mais Images satellitaires à haute résolution disponibles depuis années 1980 seulement Images satellitaires à très haute résolution disponibles depuis 1999 seulement Méthode adaptée en fonction de la disponibilité des données 2 périodes distinctes: années 1950 à 1980 et années 1980 à nos jours

Première période Inventaire de l utilisation du sol MURBANDY/MOLAND 3 inventaires : 1955, 1970, 1985 Légende: 33 classes dans la zone d étude 18 classes partiellement imperméables, 15 classes perméables Objectif : estimer le % de surfaces imperméables au sein de chaque classe partiellement imperméable, pour chacune des 3 dates

MURBANDY/MOLAND 1985 Tissu urbain résidentiel continu dense Tissu urbain résidentiel continu moyennement dense Tissu urbain résidentiel discontinu Tissu urbain résidentiel clairsemé discontinu Zones industrielles Zones commerciales Zones de services publics et privés Autoroutes Autres routes Chemins de fer Zones portuaires Aéroports Extraction de matériaux Décharges Chantiers Zones stériles Espaces verts urbains Equipements sportifs et de loisirs Terres arables hors périmètres d'irrigation Vergers et petits fruits Prairies Systèmes culturaux et parcellaires complexes Territoires principalement occupés par l'agriculture, avec présence de végétation naturelle importante Forêts de feuillus Forêts de conifères Forêts mélangées Pelouses et pâturages naturels Landes et broussailles Forêts et végétation arbustive en mutation Marais intérieurs Canaux Rivières Plans d'eau Km

Classes partiellement imperméables: 1.1.1.1 Tissu urbain résidentiel continu dense 1.1.1.2 Tissu urbain résidentiel continu moyennement dense 1.1.2.1 Tissu urbain résidentiel discontinu 1.1.2.2 Tissu urbain résidentiel clairsemé discontinu 1.2.1.1 Zones industrielles 1.2.1.2 Zones commerciales 1.2.1.3 Zones de services publics et privés 1.2.2.1 Autoroutes 1.2.2.2 Autres routes 1.2.2.3 Chemins de fer 1.2.3 Zones portuaires 1.2.4 Aéroports 1.3.1 Extraction de matériaux 1.3.2 Décharges 1.3.3 Chantiers 1.3.4 Zones stériles 1.4.1 Espaces verts urbains 1.4.2 Equipements sportifs et de loisirs

Acquisition des données: 1955 et 1970 : cartes topographiques 1 : 25 000 et 1 : 5 000 (photos aériennes qualité insuffisante) 1985 : cartes topographiques 1:25 000 et photos aériennes -> collecte de données, scannérisation, géoréférencement, découpage

Méthode : Pour chaque date et pour chacune des classes: Échantillonnage de mailles de 100m*100m ou 25m*25m selon la classe Analyse de 10 mailles par classe (davantage pour la classe 1122 aux 3 dates, et quelques autres classes) Pour chaque maille: digitalisation des polygones perméables/imperméables et calcul de la superficie de tous les polygones = > surface imperméable par maille et par classe

Résultats Exemple : classe 1122-1985 Moy. % surface imperméable 100 90 80 70 60 50 Moy. % surface imperméable 40 30 20 10 0 0 5 10 15 20 25 30

Coefficients et surfaces imperméables (en ha), par classe Classe 1955 1970 1985 1111 0.90 0.91 0.87 1112 0.88 0.82 0.81 1121 0.64 0.66 0.68 1122 0.26 0.33 0.33 1211 0.30 0.40 0.61 1212 0.68 0.75 0.82 1213 0.56 0.58 0.53 1221 0.00 0.41 0.34 1222 0.52 0.81 0.86 1223 0.19 0.10 0.16 123 0.28 0.27 0.98 124 0.11 0.34 0.37 131 0.02 0.08 0.04 132 0.00 0.00 0.00 133 0.32 0.25 0.12 134 0.00 0.04 0.00 141 0.10 0.07 0.06 142 0.02 0.03 0.02 Classe 1955 1970 1985 1111 149 120 81 1112 670 638 583 1121 1300 1721 1809 1122 1264 2055 2448 1211 251 440 813 1212 23 65 130 1213 423 730 940 1221 0 41 195 1222 338 673 783 1223 147 76 116 123 50 57 206 124 31 40 50 131 1 1 1 132 0 0 0 133 156 159 19 134 0 5 0 141 132 100 89 142 12 18 14 4946 6938 8276

Surfaces imperméables (en ha), pour la totalité de la zone d'étude Superficie totale Superficie imperméable 1955 Superficie imperméable 1970 Superficie imperméable 1985 Ha Ha % du total Ha % du total Ha % du total 26905 4946 18 6938 26 8276 31

Pourcentage de surfaces imperméables, 1955

Deuxième période Utilisation d images satellitaires Très Haute Résolution : 2006 Haute Résolution : 1986/1987, 1993, 2003/2005 Objectif : estimer le % de surfaces imperméables à chaque date

Données: images satellitaires Contraintes de dates, de saison, de qualité, de résolution -> Recherches dans catalogues + programmation d une acquisition THR Année Image(s) Résolution spatiale HR/THR 1986 1987 Landsat TM Landsat TM 30m (B, V, R, PIR, MIR), 120m (TIR) 30m (B, V, R, PIR, MIR), 120m (TIR) HR HR 1993 Landsat TM 30m (B, V, R, PIR, MIR), 120m (TIR) HR 2003 Landsat ETM+ 30m (B, V, R, PIR, MIR), 60m (TIR), 15m (pan) HR 2005 2003 Spot HRV Spot HRG 20m (V, R, PIR) 2,5m (pan - supermode) HR HR 2006/2004 QuickBird UrbOrtho 2,4m (B,V,R, PIR), 0,6m (pan) 0,6 m (B,V,R) THR THR

Haute résolution : Landsat (30m)

Haute résolution : SPOT (10m)

Haute résolution : Landsat (30m)

Haute résolution : SPOT (10m)

Très haute résolution : QuickBird (0,60m)

Très haute résolution : UrbOrtho (0,60m)

QuickBird : brume Traitement des bandes multispectrales : atténuation Utilisation des données UrbOrtho en remplacement de la bande panchromatique

Données: vecteurs UrbIS

Méthode : Voir diagramme Classification 2006 polygone jaune : QuickBird + UrbOrtho + vecteurs UrbIS - polygones fuschia : UrbOrtho + vecteurs UrbIS - polygone rouge : SPOT

Complémentarité classification et masques UrbIS UrbIS : masque surfaces imperméables Classification : surfaces imperméables Surfaces perméables Eau

diagramme

Binarisation de la classification = > carte des surfaces imperméables Calcul du %age de surfaces imperméables dans des mailles de 30m x 30m (ajustées Landsat)

Variables prédictives : bandes spectrales et indices Landsat Indice de brillance Indice de végétation

Construction du modèle avec Cubist

Résultats de la régression 1986/87

Résultats de la régression 1993

Résultats de la régression 2003

Années 1980 : Comparaison des résultats - Première méthode (Murbandy) : les surfaces imperméables représentent 31 % de la zone d'étude - Deuxième méthode (Régression) : les surfaces imperméables représentent 30 % de la zone d'étude Années 2000 : Comparaison des résultats - Classification: les surfaces imperméables représentent 38 % de la zone d'étude - Régression: les surfaces imperméables représentent 37 % de la zone d'étude

Résultats Surfaces imperméables (en ha), pour la totalité de la zone d'étude Superficie Superficie imperméable Superficie imperméable Superficie imperméable Superficie imperméable Superficie imperméable totale 1955 1970 1985 1993 2006 Ha Ha % du total Ha % du total Ha 26905 4946 18 6938 26 8276 31 9148 34 9955 37 % du total Ha % du total Ha % du total

Pourcentage de surfaces imperméables dans des mailles de 100m x 100m 1955

Résultats sur zones d'intérêt : communes

Résultats sur zones d'intérêt : communes Proportion de surfaces imperméables (en %) 1955 1970 1985 1993 2006 Anderlecht 19 29 38 42 49 Auderghem 11 20 22 24 29 Berchem Ste Agathe 19 30 39 40 48 Bruxelles 31 37 44 47 52 Etterbeek 60 65 65 70 76 Evere 16 33 41 41 48 Forest 32 41 49 51 63 Ganshoren 20 35 42 40 48 Ixelles 49 57 59 64 72 Jette 26 33 40 39 47 Koekelberg 48 59 61 62 69 Molenbeek 39 46 52 57 63 Saint Gilles 66 66 66 75 85 Saint Josse 68 67 65 71 80 Schaerbeek 49 56 59 63 68 Uccle 19 26 27 23 32 Watermael-Boitsfort 9 12 13 11 16 Woluwe-St-Lambert 20 34 42 41 50 Woluwe-St-Pierre 19 30 32 28 38

Résultats sur zones d'intérêt : communes Pourcentage surf. imperm. 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Evolution des surfaces imperméables, par commune 0 1955 1965 1975 1985 1995 2005 Année Anderlecht Auderghem Berchem Ste Agathe Bruxelles Etterbeek Evere Forest Ganshoren Ixelles Jette Koekelberg Molenbeek Saint Gilles Saint Josse Schaerbeek Uccle Watermael-Boitsfort Woluwe-St-Lambert Woluwe-St-Pierre

Résultats sur zones d'intérêt : Bruxelles 3 zones Evolution des surfaces imperméables, Bruxelles (3 zones) 90 80 P ou rcen tag e surf. im perm. 70 60 50 40 30 20 10 0 1955 1965 1975 1985 1995 2005 Année Bruxelles, Zone Nord Bruxelles, Zone Centre Bruxelles, Zone Sud Proportion de surfaces imperméables (en %) 1955 1970 1985 1993 2006 Bruxelles, Zone Nord* 22 29 39 41 43 Bruxelles, Zone Centre 65 67 64 74 82 Bruxelles, Zone Sud 28 32 31 30 42

Résultats sur zones d'intérêt : bassins eaux usées Evolution des surfaces imperméables, par bassin d'eaux usées 60 Pourcentage surf. imperm. 50 40 30 20 10 1 2 3 0 1955 1965 1975 1985 1995 2005 Année Proportion de surfaces imperméables (en %) 1955 1970 1985 1993 2006 1 19 27 32 32 40 2 10 18 23 26 31 3 32 40 45 49 55

Résultats sur zones d'intérêt : bassins eaux de surface Evolution des surfaces imperméables, par bassin d'eaux de surface 60 Pourcentage surf. imperm. 50 40 30 20 10 1 2 3 0 1955 1965 1975 1985 1995 2005 Année Proportion de surfaces imperméables (en %) 1955 1970 1985 1993 2006 1 10 18 22 26 30 2 32 39 45 49 55 3 15 21 25 26 30

Résultats sur zones d'intérêt : bassin d'orage Flagey Proportion de surfaces imperméables (en %) 1955 1970 1985 1993 2006 Bassin Flagey 49 53 53 58 68

Résultats sur zones d'intérêt : bassin d'orage Forest Proportion de surfaces imperméables (en %) 1955 1970 1985 1993 2006 Bassin Forest 40 49 51 52 66

Conclusion Différents types de données, deux méthodes distinctes mais estimation cohérente pour les dates étudiées Résultats : Evolution de l'imperméabilisation très marquée depuis années 1950 (de 18% à 37% de la zone d'étude) Touche toutes les zones étudiées à des degrés divers Se poursuit actuellement Précision des résultats : quelques % sur zones étudiées Résultats qui permettent d'étudier d'autres zones en fonction des besoins. Eviter les zones trop restreintes.