CCI Biomass

À l'échelle mondiale, le projet BIOMASS de l'Initiative sur le Changement Climatique (CCI) de l'Agence Spatiale Européenne (ESA) a fourni 18 estimations annuelles de la biomasse aérienne (AGB) à une résolution de 100 m. La dernière version (v7.0) couvre les deux époques 2005-2012 et 2015-2024, et fournit les écarts-types (SD) de ces estimations annuelles, ainsi que les changements d'AGB sur une base annuelle et décennale sous forme de cartes distinctes.

Mis à jour en août 2026

Description du jeu de données

Pour les époques 2005-2012 et 2015-2024, CCI Biomass v7 fournit des estimations spatialement explicites de l'AGB, exprimées en tonnes (t) ou mégagrammes (Mg) par hectare (ha ; équivalent à 100 m) et définies comme la masse, exprimée en poids sec au four des composants (tronc, écorce, branches, ramilles ; à l'exclusion des souches et des racines) de toutes les plantes ligneuses vivantes (principalement les arbres). Des cartes à des résolutions spatiales plus grossières de 1 km, 10 km, 25 km et 50 km sont également disponibles.

Chaque carte annuelle est accompagnée d'une couche d'écart-type (SD) correspondante qui fournit une estimation de l'incertitude par pixel. Les produits de changement d'AGB sont fournis sur une base annuelle et décennale, exprimés comme la différence entre les cartes d'AGB pour deux années consécutives (ex. 2020-2019) ou sur une décennie (2020-2010). Le SD du changement d'AGB estimé et une carte d'indicateurs de qualité sont fournis, suggérant la fiabilité de l'estimation du changement d'AGB.

Utilisation

Lors de l'utilisation des produits BIOMASS d'ESA CCI, il est conseillé aux utilisateurs de noter ce qui suit :

• Les cartes d'AGB et de changement d'AGB ne sont pas masquées pour les forêts. Les utilisateurs souhaitant obtenir des statistiques sur les surfaces forestières sont invités à appliquer leur propre jeu de données forêt/non-forêt aux produits de données CCI BIOMASS.
• Un pixel avec une valeur égale à 0 signifie que l'AGB est égale à 0 Mg/ha.
• Les valeurs d'AGB et de changement d'AGB sont représentatives de la surface du pixel (c'est-à-dire qu'elles ne tiennent pas compte de la couverture forestière partielle ou totale dans la surface du pixel). Le stock de biomasse dans un pixel s'obtient en multipliant la valeur d'AGB par la surface du pixel (REMARQUE : la surface du pixel varie selon la latitude).
• L'AGB se réfère à la biomasse sèche VIVANTE aérienne. Cependant, l'AGB est dérivée d'observations de rétrodiffusion de radar à synthèse d'ouverture (SAR) spatial qui sont sensibles à la densité du bois et à l'humidité de la végétation, d'où la présence de valeurs supérieures à 0 Mg ha^-1 pouvant correspondre à du bois mort sur pied.
• Les arbustes et prairies ne sont pas pris en compte. Toutes les estimations d'AGB ont été obtenues à l'aide d'un modèle d'inversion reliant la rétrodiffusion radar à l'AGB de la végétation ligneuse.
• La biomasse du sous-bois et des lianes n'est pas prise en compte car il est supposé que les données de télédétection utilisées pour estimer la biomasse ne contiennent pas suffisamment de signal diffusé par les couches situées sous la canopée supérieure.
• L'utilisation des estimations d'AGB de pixels individuels à pleine résolution doit être évitée car elles présentent une incertitude très élevée.
• Les cartes sont globales et peuvent être biaisées au niveau régional. Les utilisateurs ayant l'intention d'adopter le produit CCI BIOMASS pour des études nationales ou sub-nationales sont invités à vérifier la qualité du produit CCI en le comparant aux données locales (ex. leurs propres inventaires de terrain, inventaires forestiers nationaux, jeux de données aéroportés, etc.).
• Les jeux de données CCI BIOMASS n'ont pas été croisés avec d'autres jeux de données CCI.
• L'AGB dans chaque carte annuelle correspond à une valeur moyenne pour l'année correspondante. Par conséquent, la valeur d'AGB dans les zones affectées par des changements au cours d'une année donnée peut ne pas être représentative de l'AGB avant ou après le changement.
• Les cartes annuelles de 2015-2024 sont tout aussi fiables et remplacent toute publication antérieure. Les cartes annuelles de 2015 et 2016 ont des qualités différentes par rapport aux années ultérieures en raison d'un nombre plus restreint d'observations satellitaires.
• La carte annuelle de 2022 présente une qualité différente par rapport aux années précédentes en raison du nombre réduit d'observations satellitaires. Dans la zone boréale, les cartes de 2023 et 2024 peuvent ne pas être totalement cohérentes avec les années précédentes en raison d'un plus grand nombre d'observations en bande L utilisées.
• Le jeu de données de 2010 est une version améliorée des anciennes publications et du jeu de données GlobBiomass AGB (http://globbiomass.org), qui est remplacé.
• Les jeux de données pour 2005, 2006, 2011 et 2012 sont basés uniquement sur la bande C et pourraient ne pas être cohérents avec ceux de 2007-2010. Dans les régions où les estimations d'AGB reposent uniquement sur des données en bande L (ex. forêt tropicale humide), les estimations ont été extrapolées et peuvent donc ne pas représenter la tendance correcte.
• Le jeu de données 2005-2012 peut indiquer une AGB > 0 correspondant à des zones non forestières au lieu d'une AGB = 0 comme pour les années plus récentes. Cela est attribué à la qualité inférieure des données d'observation de la Terre (EO) utilisées. Il est conseillé aux utilisateurs de masquer les zones non forestières pour éviter une interprétation erronée des tendances temporelles.
• Des fluctuations des valeurs d'AGB d'une année sur l'autre peuvent se produire dans les paysages mixtes, les terres agricoles et les zones arides en raison de la variabilité interannuelle du nombre d'observations radar. Les tendances dans les séries temporelles de cartes d'AGB n'ont pas été analysées et doivent donc faire l'objet d'examens critiques, en particulier lors de la comparaison des données de 2005-2012 avec des années plus récentes en raison du jeu d'observations EO différent.

Cartes de changement d'AGB

• Le CRDP de CCI Biomass fournit l'écart-type de la valeur de changement et un indicateur de qualité pour interpréter la fiabilité de cette valeur.
• Les cartes de changement d'AGB doivent être interprétées avec précaution. Il est fortement conseillé d'utiliser la couche d'indicateurs de qualité pour comprendre la fiabilité des valeurs. Les valeurs de changement correspondant aux pixels étiquetés "changement improbable" peuvent être irréalistes. Les valeurs étiquetées "gain" ou "perte" sont réalistes, bien que la carte d'écart-type du changement doive également être prise en compte.
• Soyez extrêmement prudent lors de l'utilisation des cartes CCI BIOMASS pour évaluer les changements d'AGB. Nous conseillons vivement de valider les changements avant toute analyse ultérieure des données.

Produits de données agrégés

• Les valeurs d'AGB et d'erreur type d'AGB s'appliquent à la surface du pixel à l'échelle d'agrégation (c'est-à-dire l'échelle du calcul de la moyenne).
• Les valeurs de changement d'AGB à des résolutions plus grossières sont dérivées des cartes d'AGB agrégées par différenciation. L'erreur type de la carte de changement d'AGB s'obtient en faisant la somme des carrés des cartes d'erreur type d'AGB puis en prenant la racine carrée.

Méthodologie

Une description de ces couches de données est disponible dans le document ATBD (Algorithm Theoretical Basis Document) du projet CCI BIOMASS. Notez que la phase d'entraînement du modèle ne nécessite pas d'observations in situ, telles que les données de parcelles d'AGB. Les estimations d'AGB sont dérivées d'observations spatiales comprenant des données SAR en bande C d'Envisat ASAR (2005–2012) et Sentinel-1 (à partir de 2015), ainsi que des données SAR en bande L d'ALOS-1 PALSAR-1 (2007–2010) et ALOS-2 PALSAR-2 (à partir de 2015). Initialement, un algorithme unique, appelé BIOMASAR, est appliqué pour obtenir des cartes globales distinctes d'AGB à partir des jeux de données en bande C et bande L. BIOMASAR inverse un modèle semi-empirique qui relie la rétrodiffusion forestière à la densité et à la hauteur de la canopée. Le modèle utilise deux fonctions reliant la densité de la canopée à la hauteur (basées sur des mesures LiDAR spatiales) et la hauteur de la canopée à l'AGB (basées sur des métriques de hauteur LiDAR spatiales et des statistiques globales d'AGB produites par les Inventaires Forestiers Nationaux). Le modèle d'inversion contient trois paramètres inconnus correspondant à la rétrodiffusion du sol et de la canopée, ainsi qu'à l'atténuation forestière. Ces paramètres sont estimés à l'aide de jeux de données auxiliaires, incluant des informations sur la densité de la canopée, la transmissivité hyperfréquence et la biomasse maximale. Une description détaillée de ces jeux de données et du cadre d'inversion est fournie dans l'ATBD. Notez que le processus d'entraînement du modèle ne nécessite pas de mesures de parcelles d'AGB in situ.

Les cartes d'AGB produites indépendamment à partir des observations en bande C (BIOMASAR-C) et en bande L (BIOMASAR-L) sont ensuite fusionnées en utilisant un ensemble de règles de pondération conçues pour minimiser les erreurs systématiques. Un poids plus important est généralement attribué aux estimations en bande L dans les forêts à forte biomasse en raison de la sensibilité réduite de la rétrodiffusion en bande C dans les canopées plus denses et plus matures. Dans les forêts à plus faible biomasse et en régénération, l'estimation finale de l'AGB reflète généralement une combinaison des deux inversions. Les estimations d'incertitude par pixel sont générées par propagation des incertitudes associées aux mesures SAR, au modèle d'inversion et à la procédure de fusion.

Résultats de validation à 0,1° dans différentes classes d'AGB. La taille des classes est basée sur le nombre de parcelles dans la classe. Les barres d'erreur indiquent les 25e et 75e quantiles de la valeur de la carte.


Résultats de validation à 0,1° dans des classes d'AGB de 25 Mg ha^-1. Le nombre de parcelles dans chaque classe est indiqué par la taille du point. Les barres d'erreur indiquent les 25e et 75e quantiles de la valeur de la carte.

Incertitude et Précision

La validation de la carte ESA CCI 2020 pour l'année 2020 a utilisé un outil dédié (plot2map) permettant d'effectuer la comparaison avec un vaste jeu de données de mesures d'arbres sur le terrain. Ces mesures proviennent de parcelles de recherche de petite taille (moyenne de 0,15 ha ; n > 70 549), moyenne (0,9 - 3 ha ; n > 462) et grande taille (> 6 ha ; n > 20) (niveaux 1 à 3 respectivement), avec des ajustements pour les écarts temporels et les fractions de forêt partielles. La comparaison avec les parcelles de niveau 1 et 2 a indiqué qu'à l'échelle globale, les cartes CCI Biomass à leur résolution originale de 1 ha avaient tendance à surestimer légèrement jusqu'à 300 Mg ha-1 et à sous-estimer au-delà. Ces différences ont été attribuées en partie à l'erreur d'échantillonnage intra-pixel, l'AGB d'une seule petite parcelle pouvant différer significativement de la moyenne de la population du pixel. L'agrégation spatiale des données de parcelles et de cartes dans des cellules de 0,1° (niveau d'agrégation adapté à la plupart des modélisateurs du climat) a considérablement amélioré l'accord. En général, entre 50 Mg ha-1 et 400 Mg ha-1, les différences moyennes entre l'AGB cartographiée et la référence étaient largement inférieures à 20 % au niveau de la cellule de 0,1°. La validation à 0,1° de la carte Biomass CCI 2020 et la comparaison avec les validations des cartes CCI précédentes sont présentées ci-dessous. La validation des produits 2010, 2017 et 2018 est disponible dans le PVIR du projet.

Pérennité du jeu de données

Les produits annuels continueront d'être publiés (par exemple pour 2025), accompagnés d'une étude de faisabilité sur les produits des années passées (2005/7 et 2015/16). Des cartes de changement ont été produites pour 2010-18 et 2017-18, et continueront d'être développées et améliorées.

Caractéristiques techniques

Résolution spatiale : ~100 m à l'Équateur

Couverture géographique : Mondiale

Couverture temporelle : 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011, 2012, 2015, 2016, 2017, 2018, 2019, 2020, 2021, 2022, 2023 et 2024

Fréquence de mise à jour : Annuelle

Format : NetCDF (un fichier global) et GeoTiff (tuiles de 10° x 10°)

Politique de données : Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY-4.0)

Guide associé ou manuel de l'utilisateur

Site web du projet: Lien

Guide de l'utilisateur (v7.0): Lien

Rapport de validation disponible sur: Lien

Accès aux données CCI Biomass Version 7.0:
Lien

Contacts pour toute question

Maurizio Santoro
GAMMA RS
Suisse
E-mail: santoro@gamma-rs.ch