Massili — Dynamiques spatio-temporelles de l'occupation du sol
Classification supervisée SVM d'images Landsat multi-dates (2000, 2015, 2025), détection de changements et Indice de Pression Urbaine sur le sous-bassin du Massili, Plateau Central du Burkina Faso, sous l'influence directe de Ouagadougou.
Zone d'étude
Le Massili est un sous-bassin versant du bassin de la Volta Blanche (Nakambé), situé dans le Plateau Central du Burkina Faso, entre les latitudes 11°45' et 12°45' Nord et les longitudes 1°15' et 2°15' Ouest, pour une superficie d'environ 2 080 km². Il englobe des portions des provinces du Kadiogo, du Ganzourgou et de l'Oubritenga, ce qui le place sous l'influence directe de l'agglomération de Ouagadougou. Sodrotenga, Boukou et Ziniaré en sont les principaux pôles urbains secondaires.
Méthodologie
La démarche est organisée de manière séquentielle, chaque étape mobilisant les résultats de la précédente.
Données satellitaires
Trois scènes Landsat en saison sèche, Collection 2 Level-2 : 21 mars 2000 (Landsat 7 ETM+), 07 mars 2015 (Landsat 8 OLI), 19 mars 2025 (Landsat 9 OLI), path/row 195/051, résolution 30 m.
Prétraitement sous ENVI Classic 5.3
Empilement des bandes (Layer Stacking), découpage à l'emprise du sous-bassin (délimitation hydrologique sous ArcGIS Pro), calcul de 4 indices spectraux (NDVI, NDWI, MNDWI, NDBI).
Classification supervisée SVM
5 classes (bâti, végétation, agriculture, sol nu, plan d'eau), noyau RBF, paramètres C=100 et gamma=1/n optimisés par validation croisée à 5 plis. Minimum 100 ROI par classe, séparabilité vérifiée par distance de Jeffries-Matusita.
Validation
Matrice de confusion sur 30 % des ROI réservés, précision globale et indice Kappa de Cohen — seuils de validité : précision ≥ 85 %, Kappa ≥ 0,80.
Détection de changements
Comparaison post-classification (Change Detection Statistics, ENVI Classic) sur 2000-2015 et 2015-2025, puis taux de changement annuels selon la formule de Puyravaud (2003), automatisés sous Python.
Indice de Pression Urbaine (IPU)
Grille régulière d'1 km² (2 227 cellules) sous ArcGIS Pro (Create Fishnet, Clip, Tabulate Area), seuils déterminés par ruptures naturelles de Jenks ; corrélations de Spearman entre IPU et évolution des autres classes.
Validation des classifications
Les trois classifications SVM ont été validées avec des indices Kappa supérieurs à 0,90, témoignant d'une excellente concordance selon l'échelle de Landis et Koch (1977).
| Date | Précision globale | Indice Kappa | Statut |
|---|---|---|---|
| 2000 | 95,01 % | 0,9374 | ✓ Validé |
| 2015 | 92,65 % | 0,9046 | ✓ Validé |
| 2025 | 93,79 % | 0,9027 | ✓ Validé |
Occupation du sol, 2000 → 2025
Les zones bâties progressent de 30 449 ha (14,6 % du bassin) en 2000 à 64 415 ha (31,0 %) en 2025, avec une accélération marquée sur 2015-2025. Ce gain s'opère surtout au détriment des sols nus (35,1 % → 16,7 %) et, plus récemment, de la végétation naturelle.
| Classe | 2000–2015 (%/an) | 2015–2025 (%/an) | 2000–2025 (%/an) |
|---|---|---|---|
| Zone bâtie | +2,34 | +3,98 | +3,00 |
| Végétation | +1,10 | -0,96 | +0,27 |
| Sol nu | -3,00 | -2,97 | -2,99 |
| Plan d'eau | -1,68 | -1,00 | -1,41 |
| Terre agricole | -3,32 | +2,31 | -1,07 |
Indice de Pression Urbaine
Calculé sur une grille de 2 227 cellules d'1 km², l'IPU spatialise l'intensité de l'expansion urbaine. Les valeurs s'étendent de -72,4 % à +99,6 %, avec un arc continu de forte pression dans le secteur sud et sud-est, matérialisant le front d'avancée de Ouagadougou vers Ziniaré.
| Niveau de pression | Plage IPU | Cellules | % du bassin |
|---|---|---|---|
| Régression / déclin urbain | < -14 | 101 | 4,5 % |
| Très faible pression | -14 à 10 | 986 | 44,2 % |
| Faible pression | 10 à 29 | 684 | 30,6 % |
| Pression modérée | 29 à 56 | 333 | 14,9 % |
| Forte pression | > 56 | 129 | 5,8 % |
Sur l'ensemble de la période, la zone bâtie a consommé 32 587 ha de végétation naturelle (34,3 % du bâti gagné) et 22 697 ha de sols nus (23,9 %) — la végétation, davantage que les sols nus, constitue donc la principale ressource foncière du front d'urbanisation.
Corrélations spatiales (Spearman, n = 2 227)
Des tests de corrélation de Spearman quantifient la relation entre expansion urbaine et évolution des autres classes, cellule par cellule.
| Paire analysée | rho | p-value |
|---|---|---|
| Expansion urbaine ↔ Végétation naturelle | -0,473 | < 0,001 |
| Expansion urbaine ↔ Sol nu | -0,459 | < 0,001 |
| Expansion urbaine ↔ Terre agricole | +0,155 | < 0,001 |
La végétation naturelle est la ressource foncière la plus fortement mobilisée par le front d'urbanisation (rho = -0,473), suivie de près par les sols nus (rho = -0,459). La faible corrélation positive avec les terres agricoles (rho = +0,155, 2,4 % de variance expliquée) traduit surtout la coexistence spatiale de l'agriculture péri-urbaine et de l'habitat, non une relation structurante.
Limites méthodologiques
- Étude conduite à distance depuis le Nigeria, sans accès terrain au Burkina Faso — validation reposant sur une interprétation visuelle d'images à haute résolution (Google Earth Pro).
- Confusion spectrale entre bâti traditionnel (banco, tôle) et sols latéritiques nus en saison sèche, affectant la précision de la classe « zone bâtie » (PA = 64 % en 2000, UA = 57 % en 2025).
- Résolution Landsat (30 m) limitant la discrimination fine des jachères récentes et de la végétation naturelle.
Conclusion
Le sous-bassin du Massili connaît une urbanisation rapide et continue, portée par la proximité de Ouagadougou : les zones bâties ont plus que doublé en 25 ans, avec une accélération nette depuis 2015. L'IPU et les corrélations de Spearman confirment que cette expansion consomme prioritairement la végétation naturelle et les sols nus, avec des implications directes pour la régulation hydrologique du bassin versant. Ces résultats constituent un outil d'aide à la décision pour la gestion intégrée du territoire.