Exploitation des séries temporelles d'images satellite à haute résolution spatiale par fusion d'informations multi-sources pour le suivi des opérations culturales

Exploitation des séries temporelles d'images satellite à haute résolution spatiale par fusion d'informations multi-sources pour le suivi des opérations culturales PDF Author: Mahmoud El Hajj
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Exploitation de séries temporelles d'images satellites à haute résolution spatiale pour le suivi des prairies en milieu agricole

Exploitation de séries temporelles d'images satellites à haute résolution spatiale pour le suivi des prairies en milieu agricole PDF Author: Pauline Dusseux
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Languages : fr
Pages : 263

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En milieu agricole, on observe depuis plusieurs décennies une régression des prairies ainsi qu’uneévolution de leur mode de gestion liées à l’intensification de l’agriculture. Face aux enjeux que ces changementsimpliquent tant sur le plan environnemental qu’économique, l’estimation de la place des prairies dans les systèmes de production et la détermination des pratiques agricoles qui leur sont associées sont stratégiques. Avec l’arrivée de nouveaux capteurs de télédétection à Haute Résolution Spatiale (HRS) caractérisés par une résolution temporelle élevée, il est désormais possible d’envisager l’étude des couverts prairiaux à une échelle fine et à partir d’observations régulières dans le temps. L’objectif de cette thèse est d’identifier les couverts prairiaux à l’échelle des territoires agricoles et de déterminer leurs modes de gestion à partir de paramètres dérivés de séries temporelles d’images de télédétection à HRS. Pour cela, plusieurs séries intra–annuelles d’images à haute résolution spatiale optiques et radars ont été constituées afin de recenser les prairies et d’identifier trois de leurs modes de gestion : le pâturage, la fauche et l’exploitation mixte, sur un bassin versant dont le système d’exploitation dominant est l’élevage laitier. Les résultats obtenus à partir du traitement et de l’analyse des séries temporelles optiques ont permis de montrer qu’il est possible d’estimer avec une bonne précision la biomasse des prairies, de les identifier et de les caractériser. Ils mettent aussi en évidence le fait que les images radars améliorent l’identification des prairies sans pouvoir discriminer leurs modes de gestion, l’utilisation combinée des deux types d’images augmentant encore le taux d’identification des prairies. Par ailleurs, les résultats montrent que les méthodes de classification s’appuyant sur des critères de comparaison adaptés aux séries temporelles (distances élastiques) produisent des résultats nettement plus satisfaisants pour discriminer les modes de gestion des prairies que les méthodes de classification standards.

Exploitation de séries temporelles d'images multi-sources pour la cartographie des surfaces en eau

Exploitation de séries temporelles d'images multi-sources pour la cartographie des surfaces en eau PDF Author: Filsa Bioresita
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Languages : fr
Pages : 0

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Les eaux de surface sont des ressources importantes pour la biosphère et l'anthroposphère. Elles favorisent la préservation des habitats, le développement de la biodiversité et le maintien des services écosystémiques en contrôlant le cycle des nutriments et le carbone à l'échelle mondiale. Elles sont essentielles à la vie quotidienne de l'homme, notamment pour l'irrigation, la consommation d'eau potable, la production hydro-électrique, etc. Par ailleurs, lors des inondations, elles peuvent présenter des dangers pour l'homme, les habitations et les infrastructures. La surveillance des changements dynamiques des eaux de surface a donc un rôle primordial pour guider les choix des gestionnaires dans le processus d'aide à la décision. L'imagerie satellitaire constitue une source de données adaptée permettant de fournir des informations sur les eaux de surface. De nos jours, la télédétection satellitaire a connu une révolution avec le lancement des satellites Sentinel-1 (Radar) et Sentinel-2 (Optique) qui disposent d'une haute fréquence de revisite et d'une résolution spatiale moyenne à élevée. Ces données peuvent fournir des séries temporelles essentielles pour apporter davantage d'informations afin d'améliorer la capacité d'observation des eaux de surface. L'exploitation de telles données massives et multi-sources pose des défis en termes d'extraction de connaissances et de processus de traitement d'images car les chaines de traitement doivent être le plus automatiques possibles. Dans ce contexte, l'objectif de ce travail de thèse est de proposer de nouvelles approches permettant de cartographier l'extension spatiales des eaux de surface et des inondations, en explorant l'utilisation unique et combinée des données Sentinel-1 et Sentinel-2.

Détection de changements et analyse des séries temporelles d’images 2

Détection de changements et analyse des séries temporelles d’images 2 PDF Author: Abdourrahmane M. Atto
Publisher: ISTE Group
ISBN: 1789480574
Category : Science
Languages : fr
Pages : 296

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Cet ouvrage traite de l’analyse des séries temporelles d’images de télédétection par apprentissages statistique, automatique et/ou profond. Détection de changements et analyse des séries temporelles d’images 2 présente un éventail de modèles et de méthodes supervisées d’analyse, d’extraction d’informations spatio-temporelles et de classification, à partir de séries chronologiques d’observations des états de la surface terrestre par télédétection spatiale. L’ouvrage met en lumière des contributions sur la détection de changements multidates dans des données mono- et multi-modales, sur les classes de transitions et d’entités dynamiques, sur l’analyse des tendances et des fluctuations spatio-temporellles, ou encore sur le suivi et l’analyse prédictive d’évolution. De nombreuses applications illustrent les études sur l’évolution de la surface terrestre (cartographie d’exploitation des terres, analyse de l’état des glaciers, dynamique urbaine, évaluation de la neige, etc.) et sur les risques naturels (évaluation des inondations, activités volcaniques, surveillance des avalanches, etc.). Les orientations futures sont également exposées.

Détection de changements et analyse des séries temporelles d’images 1

Détection de changements et analyse des séries temporelles d’images 1 PDF Author: Abdourrahmane M. Atto
Publisher: ISTE Group
ISBN: 1789480566
Category : Science
Languages : fr
Pages : 324

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Cet ouvrage traite des avancées en analyse des séries chronologiques d’images de télédétection par apprentissages statistique, automatique et/ou profond. Il présente un éventail de modèles mathématiques, de méthodes d’extraction d’informations spatio-temporelles et d’applications en observation de la Terre. Détection de changements et analyse des séries temporelles d’images 1 est structuré selon les stratégies d’apprentissage supervisé, semi-supervisé et non supervisé sur les séries temporelles d’images optiques et radar à synthèse d’ouverture. L’ouvrage met en lumières des contributions sur la détection de changements multidates dans des données mono- et multi-modales, sur les classes de transitions et d’entités dynamiques, sur l’analyse des tendances et des fluctuations spatio-temporelles, ou encore sur le suivi et l’analyse prédictive d’évolution. De nombreuses applications illustrent les études sur l’évolution de la surface terrestre (cartographie d’exploitation des terres, analyse de l’état des glaciers, dynamique urbaine, évaluation de la neige, etc.) et sur les risques naturels (évaluation des inondations, activités volcaniques, surveillance des avalanches, etc.). Les orientations futures sont également exposées.

Fusion d'informations multi-sources pour la classification d'images satellite

Fusion d'informations multi-sources pour la classification d'images satellite PDF Author: Ludovic Roux
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Languages : fr
Pages : 160

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LA CLASSIFICATION D'IMAGES SATELLITE CONSISTE A AFFECTER CHAQUE PIXEL D'UNE IMAGE A UNE CLASSE PARTICULIERE (VEGETATION, CULTURES, RIVIERES). DANS UN SOUCI D'AMELIORATION DE LA CLASSIFICATION, IL CONVIENT D'UTILISER TOUTES LES INFORMATIONS DISPONIBLES POUR PRENDRE LA MEILLEURE DECISION POSSIBLE. DANS LE CAS D'UNE IMAGE SATELLITE, ON PEUT FAIRE APPEL AUX DIFFERENTES BANDES SPECTRALES D'UNE IMAGE, ET AUX DONNEES EXOGENES RELATIVES AU CONTEXTE GEOGRAPHIQUE DE LA REGION ETUDIEE TELLES QUE LA CARTE DES ROUTES, DES RIVIERES, DES VILLES, LES ALTITUDES, L'ORIENTATION DES PENTES POUR DISPOSER D'UN NOMBRE IMPORTANT D'INFORMATIONS SUR CHAQUE PIXEL. LA MISE EN COMMUN DE TOUTES LES INFORMATIONS DISPONIBLES EST LA FUSION D'INFORMATIONS. DANS CE RAPPORT, NOUS PRESENTERONS TOUT D'ABORD LES DIFFERENTS OPERATEURS DE FUSION PROPOSES DANS LES THEORIES DES PROBABILITES (REGLE DE BAYES), DES CROYANCES (REGLE ORTHOGONALE DE DEMPSTER-SHAFER), ET DES POSSIBILITES (T-NORMES, OPERATEURS ADAPTATIFS, OPERATEURS A PRIORITE). NOUS NOUS INTERESSERONS ALORS AUX DIFFICULTES RENCONTREES LORS DE LA MISE EN UVRE DE CES DIFFERENTS OPERATEURS POUR TRAITER UN PROBLEME DE CLASSIFICATION D'IMAGE SATELLITE LANDSAT. ENFIN, NOUS TERMINERONS CE MEMOIRE PAR UNE ETUDE COMPARATIVE PORTANT SUR LES DIFFERENTS OPERATEURS QUE NOUS AVONS MIS EN UVRE

Development of an Innovative System for the Reconstruction of New Generation Satellite Images

Development of an Innovative System for the Reconstruction of New Generation Satellite Images PDF Author: Luca Lorenzi
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Languages : fr
Pages : 117

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Les satellites de télédétection sont devenus incontournables pour la société civile. En effet, les images satellites ont été exploitées avec succès pour traiter plusieurs applications, notamment la surveillance de l'environnement et de la prévention des catastrophes naturelles. Dans les dernières années, l'augmentation de la disponibilité de très haute résolution spatiale (THR) d'images de télédétection abouti à de nouvelles applications potentiellement pertinentes liées au suivi d'utilisation des sols et à la gestion environnementale. Cependant, les capteurs optiques, en raison du fait qu'ils acquièrent directement la lumière réfléchie par le soleil, ils peuvent souffrir de la présence de nuages dans le ciel et / ou d'ombres sur la terre. Il s'agit du problème des données manquantes, qui induit un problème important et crucial, en particulier dans le cas des images THR, où l'augmentation des détails géométriques induit une grande perte d'informations. Dans cette thèse, de nouvelles méthodologies de détection et de reconstruction de la région contenant des données manquantes dans les images THR sont proposées et appliquées sur les zones contaminées par la présence de nuages et / ou d'ombres. En particulier, les contributions méthodologiques proposées comprennent: i) une stratégie multirésolution d'inpainting visant à reconstruire les images contaminées par des nuages ; ii) une nouvelle combinaison d'information radiométrique et des informations de position spatiale dans deux noyaux spécifiques pour effectuer une meilleure reconstitution des régions contaminés par les nuages en adoptant une régression par méthode a vecteurs supports (RMVS) ; iii) l'exploitation de la théorie de l'échantillonnage compressé avec trois stratégies différentes (orthogonal matching pursuit, basis pursuit et une solution d'échantillonnage compressé, basé sur un algorithme génétique) pour la reconstruction d'images contaminés par des nuages; iv) une chaîne de traitement complète qui utilise une méthode à vecteurs de supports (SVM) pour la classification et la détection des zones d'ombre, puis une régression linéaire pour la reconstruction de ces zones, et enfin v) plusieurs critères d'évaluation promptes à évaluer la performance de reconstruction des zones d'ombre. Toutes ces méthodes ont été spécialement développées pour fonctionner avec des images très haute résolution. Les résultats expérimentaux menés sur des données réelles sont présentés afin de montrer et de confirmer la validité de toutes les méthodes proposées. Ils suggèrent que, malgré la complexité des problèmes, il est possible de récupérer de façon acceptable les zones manquantes masquées par les nuages ou rendues erronées les ombres.

Fusion d'images en télédétection satellitaire

Fusion d'images en télédétection satellitaire PDF Author: Miloud Chikr El Mezouar
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Languages : fr
Pages : 154

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Les satellites d'observation de la Terre fournissent des données multi-spectrales et panchromatiques ayant différentes résolutions spatiales, spectrales, temporelles, et radiométriques. La fusion d'une image panchromatique ayant une haute résolution spatiale, mais une basse résolution spectrale avec une image multi-spectrale ayant une basse résolution spatiale mais une haute résolution spectrale est très utile dans de nombreuses applications de télédétection nécessitant à la fois de hautes résolutions spatiales et spectrales. Dans l'image fusionnée les structures et les objets sont bien rehaussés, et la classification de ces objets devient plus précise. Ces techniques de traitement d'image sont connues sous le nom de pansharpening ou les techniques de fusion de résolutions. Dans cette thèse, trois algorithmes sont proposés pour la fusion dont deux dans la catégorie de substitution de composants où nos principales contributions consistent à utiliser la transformée IHS et rehausser la bande verte dans les zones de végétation. Dans le premier algorithme, la végétation est détectée en utilisant l’indice NDVI et le rehaussement de la végétation est effectué avant le processus de fusion. En revanche, pour le second algorithme le rehaussement de la végétation se fait après le processus de fusion et la végétation est délimitée à l'aide d'un nouvel indice (HRNDVI) proposé pour des images de hautes résolutions. HRNDVI est utilisé dans l'extraction de la végétation, même dans le cas complexe des zones urbaines où la végétation est dispersée. Ainsi, en utilisant HRNDVI, une nouvelle méthode a été proposée et testée pour extraire la végétation. Le troisième algorithme pansharpening est inclus dans la catégorie multi-résolution basée sur la transformée NSCT. L'amélioration des résultats est assurée par l’utilisation d'un nombre de niveaux de décomposition réduit pour les images multi-spectrales et un nombre plus élevé de niveaux de décomposition pour l'image panchromatique . Cette stratégie permet d’aboutir à des résultats visuels et quantitatifs satisfaisants. En outre, la contribution de la thèse considère aussi l'évaluation de la qualité des images fusionnées. En fait, un nouveau protocole pour l'évaluation de la qualité est proposé. En fonction de l'application à utiliser, il peut être réglé pour favoriser la qualité spectrale ou spatiale.

Water

Water PDF Author:
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Category : Water
Languages : fr
Pages : 201

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Développement et automatisation de méthodes de classification à partir de séries temporelles d'images de télédétection

Développement et automatisation de méthodes de classification à partir de séries temporelles d'images de télédétection PDF Author: Antoine Masse
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Category :
Languages : fr
Pages : 223

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La quantité de données de télédétection archivées est de plus en plus importante et grâce aux nouveaux et futurs satellites, ces données offriront une plus grande diversité de caractéristiques : spectrale, temporelle, résolution spatiale et superficie de l'emprise du satellite. Cependant, il n'existe pas de méthode universelle qui maximise la performance des traitements pour tous les types de caractéristiques citées précédemment; chaque méthode ayant ses avantages et ses inconvénients. Les travaux de cette thèse se sont articulés autour de deux grands axes que sont l'amélioration et l'automatisation de la classification d'images de télédétection, dans le but d'obtenir une carte d'occupation des sols la plus fiable possible. En particulier, les travaux ont portés sur la la sélection automatique de données pour la classification supervisée, la fusion automatique d'images issues de classifications supervisées afin de tirer avantage de la complémentarité des données multi-sources et multi-temporelles et la classification automatique basée sur des séries temporelles et spectrales de référence, ce qui permettra la classification de larges zones sans référence spatiale. Les méthodes ont été testées et validées sur un panel de données très variées de : capteurs : optique (Formosat-2, Spot 2/4/5, Landsat 5/7, Worldview-2, Pleiades) et radar (Radarsat,Terrasar-X), résolutions spatiales : de haute à très haute résolution (de 30 mètres à 0.5 mètre), répétitivités temporelles (jusqu'à 46 images par an) et zones d'étude : agricoles (Toulouse, Marne), montagneuses (Pyrénées), arides (Maroc, Algérie). Deux applications majeures ont été possibles grâce à ces nouveaux outils : l'obtention d'un bilan carbone à partir des rotations culturales obtenues sur plusieurs années et la cartographie de la trame verte (espaces écologiques) dans le but d'étudier l'impact du choix du capteur sur la détection de ces éléments