Projets environnementaux

Earth Engine crée une carte dynamique de la déforestation

Décembre 2016
Technicien debout devant le mur d'un centre de données

En 2005, une ingénieure Google du nom de Rebecca Moore a reçu un courrier l'informant du projet de création d'une exploitation forestière près de sa maison dans les monts Santa Cruz. Le courrier comprenait une carte en noir et blanc floue qui ne montrait en rien les implications du projet. Mécontente, Rebecca Moore a décidé de créer une nouvelle carte en superposant les détails du plan avec les images satellite 3D de Google Earth. Sa représentation a mis en relief les véritables implications du projet : l'emplacement exact des 400 hectares de l'exploitation forestière, les menaces pesant sur l'eau et les vieux séquoias, et même les routes de montagne étroites où les camions de l'exploitation forestière négocieraient des virages sans visibilité à proximité d'enfants se rendant à pied à l'école.

La carte a ébranlé la communauté, et l'inspection minutieuse du projet a finalement conduit le ministère californien des Forêts à considérer la proposition comme irrecevable. Ce succès local a été une étape clé du cheminement de Rebecca Moore et de l'équipe de Google Earth vers un plus grand défi. Si l'impact sur une zone pouvait être si rapidement et puissamment visualisé, n'était-il pas envisageable de surveiller l'évolution des forêts en haute résolution dans le monde entier?

Vue aérienne d'un paysage verdoyant

Avant 2013, la réponse était non. Les écologistes ont longtemps cherché à sensibiliser à la déforestation et ont longtemps eu du mal à le faire. Toutefois, les facteurs de la déforestation sont complexes, et les informations à son sujet sont généralement inexactes, incomplètes et obsolètes. Des images des forêts transmises par les satellites de la NASA existaient depuis des décennies, mais les données n'étaient ni en haute résolution, ni globalement cohérentes. L'équipement nécessaire pour les consulter les rendait inaccessibles aux pays tropicaux, aux organisations de défense et aux autres groupes qui en avaient le plus besoin.

Il manquait une plate-forme permettant à n'importe qui de consulter ces images sans ressources techniques importantes. Lors de la Conférence des Nations unies sur les changements climatiques (COP15) de 2009 à Copenhague, une équipe menée par Rebecca Moore a trouvé la solution en créant Google Earth Engine. Ce prototype était capable d'utiliser les données, les ressources de stockage et les technologies Google pour analyser des ensembles de données à l'échelle mondiale, comme des images de la NASA demeurées longtemps inaccessibles. Il a permis de visualiser l'ampleur de la déforestation en une fraction de seconde1.

Cette avancée majeure a attiré l'attention de Matt Hansen, un scientifique spécialiste de la télédétection à l'Université du Maryland, qui fait désormais partie des principaux contributeurs du projet. Avant que Google entre en scène, Matt Hansen se souvient que les cartes de la surface de la Terre étaient un "véritable flou artistique"2. Intrigué par le potentiel du prototype Earth Engine, il a travaillé avec les ingénieurs de Google pour tester la plate-forme sur un territoire suffisamment vaste. Ils ont choisi le Mexique, où Google Earth Solidarité était en cours de lancement. Le résultat ? Une carte des forêts de l'ensemble du pays dont la résolution de 30 mètres était mille fois meilleure que tout ce qui avait été fait jusqu'alors. Après cela, l'équipe a inévitablement songé à cartographier l'ensemble du globe.

Vue aérienne de l'Amérique du Sud
Interface de Global Forest Watch présentant la diminution de la forêt amazonienne en 2014

C'est le cloud qui a permis ce prodige. La création d'une carte haute résolution de toute la surface terrestre nécessite des pétaoctets de traitement de données, impliquant une puissance de calcul bien supérieure à celle d'une seule machine. Pour créer la carte mondiale des forêts, Earth Engine a utilisé un réseau de serveurs basés sur le cloud afin de traiter 650 000 images sur 10 000 ordinateurs travaillant en parallèle.3 Il aurait fallu 15 ans à un seul ordinateur pour effectuer ce travail. Cela n'a demandé que quelques jours à Earth Engine. "Quand nous l'avons fait démarrer pour la première fois, les lumières chez Google ont vacillé !", explique Rebecca Moore4.

Ce projet a permis une véritable percée en matière géographique. L'ensemble de données de l'Université du Maryland/Google représentait la première carte haute résolution, mondiale et exhaustive de l'évolution des massifs forestiers. Révélée par un article dans la revue scientifique Science en 2013, la plate-forme a été saluée et qualifiée de "projet génome humain pour l'écosystème mondial"5 en raison des performances de sa technique de cartographie systématique.

Pour créer la carte mondiale des forêts, Earth Engine a utilisé un réseau de serveurs basés sur le cloud afin de traiter 650 000 images sur 10 000 ordinateurs travaillant en parallèle. Il aurait fallu 15 ans à un seul ordinateur pour effectuer ce travail.

Depuis le lancement de son prototype, l'équipe Earth Engine s'engage à offrir gratuitement aux pays tropicaux un moyen de surveiller les forêts6. Pour tenir sa promesse, l'équipe s'est associée à Global Forest Watch (GFW), un réseau mis en œuvre par le World Resources Institute. En renforçant la plate-forme grâce à la richesse des données de GFW sur l'exploitation forestière dans le monde entier, la carte a révélé des zones touchées par la déforestation inconnues auparavant, y compris Madagascar, plusieurs pays d'Afrique de l'Ouest, la région du Mékong en Asie du Sud-Est et la région du Gran Chaco en Amérique du Sud. Les défenseurs de la forêt ont également été surpris de découvrir que l'Indonésie avait dépassé le Brésil en 2012 en tant que leader mondial de la disparition de la forêt tropicale.

GFW présente ces données lors de réunions internationales cruciales sur le climat, et exerce une surveillance active, fait des recherches et travaille directement avec les communautés affectées. Ses missions peuvent consister à s'assurer que les entreprises telles que United Cacao respectent leurs promesses de développement durable ou encore soutenir la législation en faveur de l'environnement. Cela s'est déjà traduit entre autres par un projet de loi pour protéger les palétuviers aux Philippines et un traité sur les nuages de pollution pour lutter contre les feux illégaux en Indonésie.

L'un des atouts les plus précieux de GFW est la vitesse. Pour ce faire, l'équipe se sert du cloud computing. Les données sont actualisées en permanence, et l'équipe travaille avec des informations presque en temps réel. En 2016, GFW a lancé des alertes GLAD (Global Analysis & Discovery Land), qui informent en temps opportun sur la déforestation. En cours de test dans quelques zones, le projet devrait être étendu à toutes les forêts tropicales humides du monde. Avec les alertes GLAD, la déforestation qu'il fallait des années pour détecter, souvent bien trop tard, est désormais visible en quelques semaines. Avec une telle fréquence et une résolution suffisamment précise pour détecter jusqu'aux activités agricoles des petits exploitants, les gestionnaires forestiers et les organismes d'application de la loi ont une chance de protéger les forêts menacées.

globalforestwatch.org

1 http://blog.google.org/2009/12/earth-engine-powered-by-google.html

2 http://america.aljazeera.com/articles/2013/11/14/scientists-googlecreatehighresmapofchangesinworldsforests.html

3 Ces images sont tirées de 12 années d'imagerie satellite Landsat. La carte initiale présentait l'évolution des forêts de 2000 à 2012. Le catalogue Landsat complet, inclus dans Earth Engine, couvre plus de 40 ans d'images.

4 http://www.nytimes.com/2013/11/15/science/earth/new-interactive-tool-helps-track-earths-forests.html?_r=0

5 http://www.nytimes.com/2013/11/15/science/earth/new-interactive-tool-helps-track-earths-forests.html?_r=0

6 http://blog.google.org/2009/12/earth-engine-powered-by-google.html