Traitement sous eCognition Developper

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Définitions des concepts de boqueteau et de Haie

Les boqueteaux

Historique des boqueteaux à Genève.

Les boqueteaux sont de petits massifs boisés d’une superficie inférieure à 500 m2. Au-delà, on parle de forêt. Dans notre étude, bosquet (avec des dimensions plus réduites) et boqueteau sont considérés comme appartenant à la classe des boqueteaux. Ce sont également des structures très importantes pour la faune et la flore.

Définition de boqueteaux selon la RCVA

Les boqueteaux ne pas sont explicitement définis dans le Règlement sur la conservation de la végétation arborée.Toutefois, l’article 3 dans ces aliénas 3 et 4 définit par omission le boqueteau.
3 « Ne sont pas considérés comme forêts les groupes d’arbres ou d’arbustes isolés, les haies, les allées, les jardins et les espaces verts, les cultures d’arbres en terrain nu destinées à une exploitation à court terme, ainsi que les buissons et les arbres situés sur ou à proximité immédiate des installations de barrages ».
4 « Les surfaces boisées qui atteignent ou dépassent les limites suivantes sont de la forêt :
a) Surface comprenant une lisière appropriée : 500 m2 ;
b) Largeur comprenant une lisière appropriée : 12 m ;
c) Âge du peuplement sur une surface conquise par la forêt : 20 ans.
Partant de cette définition de la forêt nous considérons comme boqueteau tout groupement d’arbres établi sur une surface inférieure ou égale à 500 m2 et d’une largeur inférieure à 12 m.

 Les Haies

Les haies vives sont des structures boisées de formes linéaires. D’origine anthropique, les haies ont été longtemps entretenues par l’homme avec comme objectifs principaux de délimiter les parcelles agricoles, de clôturer le bétail et de fournir une production de fruits, de fourrages et de bois.Le développement de l’agriculture intensive au milieu du XXe siècle dans les campagnes suisses a eu un impact très négatif sur ces éléments paysager. En effet, « Depuis les années 1950, l’agriculture a connu une mutation sans précédent de sa structure et de sa production. Des 200’000 exploitations agricoles présentent sur le territoire suisse dans les années 1950, il n’en reste plus que 60’000 environ aujourd’hui. Le modèle de production familiale, encore marqué par une certaine autarcie, a fait place à une grande spécialisation, qui a généré un développement considérable des techniques agronomiques »5

Méthodologies

L’analyse de la végétation arborée hors forêt des 4 communes s’est déroulée en trois phases principales. Nous avons d’abord utilisé les outils de ArcGIS Desktop 10.1 pour le traitement des tuiles (assemblage, extraction et radiométrie). La seconde étape est la segmentation et la classification orientée objet, nous utiliserons pour cela les outils du Logiciel eCognition Developper (version 8.9). Cet outil agit comme « la perception humaine qui interprète une image selon différents critères tels que la couleur, la forme, la taille, la texture et le contexte » (A. Harayama et al., 2004 : 503). Il permet de faire la segmentation et la classification en mode-objet des images à hautes résolutions, qu’elles soient satellitaires ou qu’elles soient de photographies aériennes.
Une fois les données traitées, segmentées, classifiées, une importante phase intervient. Il s’agit de réintroduire ces données dans ArcGIS afin de recouper, supprimer et/ou reclasser certains objets mal classifiés.

Données à disposition

Nous avons récupéré les jeux de données auprès de la Direction de la Mensuration Officielle du Canton de Genève (http://ge.ch/mensuration-officielle/). Les données sont essentiellement des photos aériennes, panchromatiques c’est-à-dire acquises dans un seul canal. Les images sont par conséquent en noir et blanc et codées sur 8 bits, visualisables en 255 niveaux de gris. Comparées aux données actuelles pouvant disposer jusqu’à 8 canaux, les images panchromatiques sont moins efficace pour l’analyse de l’utilisation au sol.Toutefois, comme le souligne J.-P. Richard et al (2008) : « les photographies aériennes panchromatiques […], sont une source potentielle d’information sur la couverture au sol à une époque donnée. […] Au-delà d’un simple usage illustratif, tel qu’un fond de carte pour des couches vectorielles, l’imagerie aérienne (satellitaire ou aéroportée) peut servir de base à une véritable cartographie thématique de la couverture au sol. »6 .
Nos données sont constituées de:
– Année 1932 : 19 images .jpeg géo-référencées (tuiles) et d’une géodatabase (gdb). La gdb est mal géo-référencée. Les images pour les communes d’Avully, de Meyrin, de Genève
et de Collonges sont celles qui présentent le plus de données complètes datant de cette période pour les deux périodes (1932 et 1972) (Figure 1 ).
Figure 1 : Les 19 images du canton en 1932 et les 4 communes présentant des mosaïques complètes
La principale difficulté pour ces images se situe au niveau de la superposition des différentes photos aériennes prises durant des jours différents et à des heures différentes (Figure 2).
Ce qui induit à une absence de données pour certaines régions lors de création de Mosaïque superposant les images aériennes. Il faut également prendre en compte qu’à cette période, on ne disposait pas encore d’appareils de corrections des mouvements gyroscopiques.
Figure 2 : Erreur de superposition de photos aériennes
– Année 1972 : 17 tuiles et d’une gdb comportant une mosaïque sur l’ensemble du canton. Contrairement à la gdb de 1932, celle –ci est géo-référencée donc directement exploitable.
– La couche des communes du canton de Genève (SDO.CAD_COMMUNE)
– La couche du Lac comportant également le Rhône et l’Arve (SDO.GEO_LAC)

Traitement sous ArcGIS Desktop 10.1

Création de raster-Mosaïque

Pour commencer, nous avons travaillé au traitement des images. Il nous fallait d’abord disposer d’une couche qui regrouperait l’ensemble des tuiles de 1932. Pour ce faire, nous avons créé une Mosaïque qui assemble toute les photos aériennes du canton datant de 1932.

Extraction des zones d’étude

Une fois que les mosaïques des images de 1932 et de 1972 obtenues, nous avons extrait les images des 4 communes sur chaque Mosaïque. Nous avons maintenant à disposition les couches que nous avons nommé Geneve_1932, Geneve_1972 ; Avully_1932, Avully_1972 ; Geneve_1932, Geneve_1972 ; Collonges_1932, Collonges_1972 (voir Figure 1)

Radiométrie

Après observation des images aériennes, nous sommes rendus compte de l’extrême différence de luminosité pouvant exister entre objets appartenant à une même classe. Des arbres présentant une luminosité supérieure à 240 alors que la majorité a une valeur inférieure à 80 (Figure 5).
Ainsi, avec Photoshop, nous avons essayé de stretcher la radiométrie d’abord au sein des images et ensuite entre les images. Ce qui permettra une meilleure classification des objets segmentés.

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Table des matières

I. Présentation de la structure d’accueil
I.1. Cadre général
I.2. Cadre particulier
II. Missions du stage
II.1 Objectifs du stage
II.2 Problématique
II.2 Organisation des tâches
III. Définitions des concepts de boqueteau et de Haie
III.1 Les boqueteaux
III.2 Les Haies
IV. Méthodologies
IV.1. Données à disposition
IV.2. Traitement sous ArcGIS Desktop
IV.3. Traitement sous eCognition Developper
V. Résultats
V.1. Indice Kappa
V.2. Correction classes
V.3. Résultats de la classification orientée objet.
V.4. Evolution de la végétation arborée hors forêt entre 1932 et 1972
V.5. Perspectives
VI. Conclusion de stage
Bibliographie

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