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Partout en Afrique, les lacs et les zones humides soutiennent discrètement les systèmes dont les populations dépendent au quotidien. Ils maintiennent les écosystèmes, soutiennent l'agriculture, régulent les débits d'eau et offrent des moyens de subsistance aux communautés voisines. Pourtant, nombre de ces plans d'eau sont en mutation. Certains rétrécissent, d'autres fluctuent plus dramatiquement qu'auparavant, et dans de nombreux endroits, les tendances à long terme ne sont pas toujours faciles à discerner depuis le sol. L'observation de la Terre par satellite offre un moyen de prendre du recul et de visualiser ces changements au fil du temps.
À l'aide des données et des outils disponibles via Digital Earth Africa, le chercheur Nancy Wayua analysé les changements à long terme de l'étendue des eaux de surface du lac Sulunga, en Tanzanie centrale. Son travail démontre comment des décennies d'imagerie satellitaire peuvent révéler des schémas dans la dynamique de l'eau qui seraient autrement difficiles à suivre.
Le lac Sulunga joue un rôle important dans le paysage environnant. Comme de nombreux lacs d'Afrique de l'Est, il soutient les écosystèmes et les communautés avoisinantes tout en réagissant aux régimes de précipitations saisonnières et aux pressions environnementales plus larges. Les changements de précipitations, d'utilisation des terres dans le bassin versant et d'extraction d'eau peuvent tous influencer l'expansion ou la contraction du lac au fil du temps. Comprendre ces dynamiques est important pour une gestion durable de l'eau, mais les données cohérentes à long terme sont souvent limitées.
Pour examiner ces changements, Wayua a utilisé Observations de l'eau depuis l'espace (WOfS), un jeu de données disponible via Digital Earth Africa qui cartographie les eaux de surface à travers le continent. WOfS est dérivé d'images capturées par des satellites Landsat et fournit un enregistrement historique des endroits où l'eau a été détectée en Afrique au fil du temps. Pour l'analyse du lac Sulunga, des données sommaires annuelles couvrant plus de trois décennies, de 1990 à 2024, ont été explorées en utilisant le Bac à sable de la Terre numérique Afrique, un environnement d'analyse basé sur le cloud qui permet aux utilisateurs de traiter de grands volumes de données satellitaires.
Le flux de travail a commencé par la définition de la limite géographique autour du lac Sulunga et l'extraction des données WOfS pour cette région. En découpant l'ensemble de données sur la zone d'intérêt précise du lac, l'analyse s'est concentrée uniquement sur le plan d'eau lui-même. À l'aide d'outils basés sur Python disponibles dans l'environnement Sandbox, le flux de travail a ensuite calculé l'étendue annuelle de l'eau du lac en identifiant et en comptant les pixels classés comme eau pour chaque année.
Les résultats offrent une image claire de l'évolution de la superficie des eaux de surface du lac Sulunga au fil du temps. Une série chronologique de l'étendue annuelle de l'eau montre des fluctuations notables entre 1990 et 2021, avec des périodes où le lac s'est étendu et d'autres où sa couverture d'eau s'est contractée. Ces variations reflètent l'interaction complexe des régimes de précipitations, de la variabilité climatique et des pressions environnementales qui affectent la région.
La comparaison d'années spécifiques a permis de mettre en évidence les endroits où ces changements se sont produits à la surface du lac. Par exemple, une analyse comparant l'étendue de l'eau en 2019 et 2021 a révélé des zones où l'eau s'était étendue, des zones où des zones auparavant humides s'étaient asséchées, et des endroits où l'eau est restée stable au cours des deux années. Ces aperçus spatiaux aident à illustrer non seulement l'ampleur des changements du lac, mais aussi l'endroit où ces changements se sont produits.
Pour explorer davantage ces dynamiques, l'analyse a également produit une visualisation animée montrant la fréquence annuelle de l'eau dans le lac. Observer les schémas évoluer d'année en année permet de mieux visualiser comment la présence de l'eau du lac a varié au fil des décennies, offrant ainsi une perspective visuelle puissante sur l'évolution de l'environnement.
Cette analyse souligne la valeur de la combinaison de données satellitaires à long terme avec des plateformes d'analyse accessibles. Avec des outils comme Digital Earth Africa, les chercheurs, les gouvernements et les praticiens de l'environnement peuvent surveiller les plans d'eau de manière cohérente au fil du temps et générer des preuves pour étayer une meilleure prise de décision.
L'approche utilisée pour le lac Sulunga ne se limite pas à un seul endroit. Comme l'ensemble de données WOfS couvre l'ensemble du continent africain, des flux de travail similaires peuvent être appliqués pour surveiller d'autres lacs, zones humides, rivières et réservoirs. Alors que les pressions sur les ressources en eau continuent de croître, la capacité de suivre les changements dans ces écosystèmes critiques deviendra de plus en plus importante.
En transformant des décennies d'observations satellitaires en perspectives claires, des analyses comme celle-ci montrent comment les données d'observation de la Terre peuvent aider à approfondir notre compréhension des paysages africains en mutation et à soutenir une gestion plus éclairée des ressources en eau vitales du continent.
Essayez par vous-même
L'environnement Sandbox de Digital Earth Africa et le jeu de données WOfS Annual Summary sont disponibles gratuitement pour toute personne travaillant sur la surveillance de l'eau, l'évaluation environnementale ou l'analyse des changements d'utilisation des terres en Afrique. Que vous soyez un analyste gouvernemental, un chercheur ou un praticien de la conservation, la plateforme fournit les outils nécessaires pour transformer des décennies de données satellitaires en informations exploitables.
Pour commencer avec DE Africa et explorer le produit WOfS, visitez :
https://www.digitalearthafrica.org
Des notebooks, de la documentation et des ressources de formation sont disponibles via la Sandbox DE Africa pour vous aider à reproduire et à enrichir des flux de travail comme celui-ci.