LA DÉTECTION DE BÂTIMENTS DANS LES IMAGES SATELLITAIRES DE TRÈS HAUTE RÉSOLUTION SPATIALE

LA DÉTECTION DE BÂTIMENTS DANS LES IMAGES SATELLITAIRES DE TRÈS HAUTE RÉSOLUTION SPATIALE

IKONOS

   Le satellite commercial IKONOS est commandé par la compagnie GeoEye établie en Virginie aux États-Unis. Il fut mis en service en 1999. Par la suite, le satellite OrbView-3 fut lancé en 2003. Par contre, à la suite d’une défaillance du système de caméras, ce satellite cessa d’acquérir de nouvelles images en 2007 selon SpaceToday.net (2007). Le satellite GeoEye-1 (anciennement OrbView-5) fut mis en orbite en septembre 2008.

   Le satellite IKONOS a une résolution spatiale de 1 m en panchromatique et 4 m en multispectral. Les bandes multispectrales captées sont le bleu, le vert, le rouge et le proche infrarouge. Le temps de revisite est de trois à cinq jours. GeoEye offre différents produits d’imagerie provenant d’IKONOS comme les images orthorectifiées et les images stéréoscopiques.

AVHRR Le satellite à radiométrie de très haute résolution (« Advanced Very High Resolution Radiometer ») ou AVHRR est plus spécialisé que les satellites décrits précédemment. En effet, il sert principalement à déterminer les couches nuageuses et la température des différentes surfaces acquises par le capteur (nuage, eau, terre). Le premier de la série comportait un capteur à quatre bandes et fut mis en service en 1978. Le second. AVHRR/2, fut lancé en 1981 et était composé d’un capteur à cinq bandes. Le plus récent de la série, AVHRR/3, fut placé en orbite vingt ans après le premier et est capable d’acquérir des données sur six bandes spectrales.

   AVHRR/3 capte des données principalement dans la région infrarouge ainsi que dans le rouge et une faible partie du vert dans le spectre visible. Sa résolution spatiale de 1 km est très loin des résolutions offertes par les autres satellites. Par contre, ce satellite offre une meilleure couverture de l’infrarouge et ceci permet entre autre un suivi des changements climatiques, mais aussi la détection de neige et de glace, l’obtention de la température de l’eau et la détection de zones nuageuses

RADARSAT-2

Ce satellite fut mis en orbite en décembre 2007. Il s’agit d’un satellite appartenant à la compagnie MacDonald Dettwiler and Associates (MDA) qui en assure aussi l’opération et la commercialisation des images capturées. Il s’agit du second satellite radar canadien après RADARSAT-1 lancé en 1995 et toujours en opération. RADARSAT-2 remplit diverses fonctions telles que la détection d’éléments polluants, le suivi du développement des cultures agricoles et l’acquisition de cibles pour l’armée. Ce satellite opère dans la bande radar C.

L’Agence Spatiale Canadienne partage un partenariat financier avec MDA afin de fournir au gouvernement canadien des données provenant de RADARSAT-2. Puisque l’acquisition d’images radars ne se fait pas en fonction de bandes spectrales, le tableau présentant les différentes résolutions offertes par RADARSAT-2 diffère légèrement de ceux présentés précédemment. Ainsi, la première colonne présentera le mode d’acquisition, la seconde décrira la finesse du balayage et la dernière donnera la résolution métrique.

Ilwis

  Ce logiciel disponible gratuitement offre plusieurs fonctionnalités utiles au projet global. Premièrement, il contient plusieurs algorithmes de traitement d’images ainsi que quelques algorithmes de classification. Son interface est simple et facile d’utilisation. Ilwis permet la manipulation d’un grand nombre de formats de fichier, grâce à l’utilisation d’un module d’importation faisant appel à GDAL7. Les données vectorielles ainsi que le géoréférencement sont pris en charge sans problème.

  L’installation ne requiert que la décompression du contenu d’un fichier d’archives dans un répertoire sur le disque dur. De plus, ce logiciel contient une très bonne documentation sur ses fonctionnalités et son utilisation. Pour ce qui est des points faibles, notons qu’Ilwis n’est disponible que sous Windows. Les développeurs offrant du support pour ce logiciel n’ont pas fait de mise à jour depuis plus d’une année, mais il est possible pour un utilisateur d’ajouter lui-même des fonctionnalités ou d’appeler des applications externes pour traiter les images.

 

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Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE 1 ACQUISITION ET TRAITEMENT DES IMAGES SATELLITAIRES À TRÈS HAUTE RÉSOLUTION SPATIALE
1.1Introduction
1.2Les satellites optiques en fonction
1.2.1Landsat
1.2.2Spot
1.2.3Quickbird
1.2.4IKONOS
1.2.5AVHRR
1.3Les satellites radars
1.3.1RADARSAT-2
1.3.2TerraSAR-X
1.3.3Utilisation des images radars
1.4Les images satellitaires
1.4.1Géoréférencement
1.4.2Projection cartographique
1.4.3Image de base
1.4.4Image standard
1.4.5Image orthorectifiée
1.4.6Couples stéréoscopiques
1.5Les types de données contextuelles
1.5.1Données matricielles
1.5.2Données vectorielles
1.6Segmentation et extraction des primitives
1.6.1Méthodes basées sur les pixels directement
1.6.2Utilisation d’information contextuelle 1.6.3Analyse de la texture
1.6.4Autres méthodes
1.7Classification
1.7.1Réseaux de neurones
1.7.Machine à vecteur de support
1.7.3Méthodes hybrides
1.8Conclusion
CHAPITRE 2 CHARTE INTERNATIONALE « ESPACE ET CATASTROPHES MAJEURES »
2.1Introduction
2.2La Charte
2.2.1Début
2.2.2But de la Charte
2.2.3Services offerts
2.3Membres de la Charte
2.3.1Agence spatiale européenne (ESA)
2.3.2Centre national d’études spatiales (CNES) 2.3.3Agence spatiale canadienne (ASC)
2.3.4Autres membres
2.4Étapes du processus d’activation
2.4.1Désastre
2.4.2Appel par un utilisateur autorisé
2.4.3Obtention des données disponibles
2.4.4Préparation des cartes
2.4.5Distribution aux utilisateurs finaux
2.5Types de catastrophes couvertes par la Charte
2.5.1Cyclone
2.5.2Tornade
2.5.3Tremblement de terre
2.5.4Éruption volcanique
2.5.5Inondation
2.5.6Feu de forêt
2.5.7Pollution par hydrocarbures
2.5.8Substances toxiques
2.5.9Substances radioactives
2.6Activations récentes
2.6.1Ouragan en France
2.6.2Inondation au Brésil
2.6.3Incendie en Argentine
2.7Conclusion
CHAPITRE 3 ÉVALUATION DES LOGICIELS
3.1Introduction
3.2Détermination des besoins
3.3Éléments à quantifier pour évaluer les logiciels
3.4Obtention d’images satellitaires
3.5Description des logiciels
3.5.1Logiciels commerciaux
3.5.2Logiciels source libre
3.6Résultats
3.6.1Valeurs des critères
3.6.2Tests logiciels
3.6.3Retour sur les résultats
3.7Discussion
3.7.1Analyse des résultats
3.7.2Recommandation
3.7.3Conclusion
CHAPITRE 4 ENVIRONNEMENT LOGICIEL DE DÉVELOPPEMENT POUR LE PROJET GLOBAL
4.1Introduction
4.2Principes de programmation
4.2.1Structure d’OTB
4.2.2Programmation générique
4.2.3Lecture en continu et enchaînement des opérations
4.3Gestions des paramètres d’une application
4.3.1Ligne de commande
4.3.2Interface graphique dynamique
4.4Interface de programmation visuelle
4.4.1Principes
4.4.2Exemples
4.4.3Ce qu’il faut faire
4.5Conclusion
CHAPITRE 5 EXEMPLE D’APPLICATION : LA DÉTECTION DE BÂTIMENTS DANS LES IMAGES SATELLITAIRES DE TRÈS HAUTE RÉSOLUTION SPATIALE
5.1Introduction
5.2Problématique
5.3Fonctionnalités disponibles
5.4Fonctionnalités manquantes
5.5Processus de détection des bâtiments
5.5.1Premier niveau : classification de la couverture terrestre
5.5.2Second niveau : qualification des zones habitées
5.5.3Troisième niveau : détection des bâtiments
5.6Résultats obtenus
5.6.1Premier niveau : classification de la couverture terrestre
5.6.2Second niveau : qualification des zones habitées
5.6.3Troisième niveau : détection des bâtiments
5.7Conclusion
CONCLUSION.

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