Jordi Inglada, Athur Vincent, Santiago Peña Luque

iota2 est le logiciel de cartographie à grande échelle développé par le CESBIO. iota2 utilise séries temporelles d’images satellite (STIS) à haute résolution, notamment Sentinel (1 et 2) ou Landsat, pour produire des cartes sur de grandes étendues. Des cartes des variables d’intérêt en télédétection peuvent être produites, car iota2 peut utiliser des fonctions définies par les utilisateurs, peut calculer des régressions et faire des classifications. L’atout principal de iota2 n’est pas ce qui est calculé, mais la possibilité de le calculer sur des grands volumes de données (des séries temporelles longues, des étendues géographiques importantes). En effet, iota2 gère les données découpées en tuiles, les séries temporelles, les données de référence pour entraîner des modèles, la stratification spatiale, etc.

Dans le cadre du programme SWOT Aval, une carte d’occupation des sols du Sahel à 10 m de résolution a été produite avec iota2 en utilisant des STIS Sentinel-2 acquises sur la totalité de l’année 2018. Cela correspond à 290 tuiles ou environ 3 millions de km².

Objectifs du travail

Les cartes d’occupation des sols fournissent des entrées importantes pour la modélisation hydrographique. Par exemple, la connaissance de l’occupation des sols permet une meilleure estimation du ruissellement. Différents types de végétation ou des compositions des sols différentes sur les plaines fluviales peuvent être utilisées pour estimer la rugosité en cas d’inondations. Dans le cas de la mission SWOT et sa couverture globale, l’occupation des sols à grande échelle facilite la recherche en hydrologie et les applications associées.

L’objectif de ce travail était d’évaluer la capacité de iota2 à produire des cartes à échelle continentale à haute résolution spatiale. Nous voulions aussi déterminer les sources de données disponibles pour la calibration des modèles de classification ainsi que la nomenclature cible de la carte pour les applications en hydrologie. Enfin, une validation de la qualité de la carte a été aussi réalisée.

La région d’évaluation inclut 3 bassins versants importants de l’Afrique de l’Ouest : Sénégal, Niger et Tchad. Ces bassins versants s’étendent sur plusieurs pays et, en général, les données hydrologiques in situ ne sont pas d’accès ouvert. Dans certains cas, les bassins versants ne sont pas suffisamment instrumentés. Dans ces cas, les données d’observation de la Terre par satellite peuvent fournir des informations pertinentes pour une meilleure compréhension de la dynamique des bassins. Étant donné qu’ils sont affectés par des saisons très pluvieuses et des inondations, une carte de l’occupation des sols récente à haute résolution spatiale peut aider à améliorer la modélisation du ruissellement et des inondations.

Données utilisées

iota2 utilise des algorithmes de classification supervisée qui nécessitent des données de référence. L’entraînement des modèles de classification consiste à établir une fonction que relie les valeurs des pixels des images avec les classes observées dans les données de référence.

Images satellite

Nous avons utilisé des STIS du système Sentinel-2 à cause de leurs hautes résolutions spatiale (10 m), spectrale (10 bandes) et temporelle (5 jours de revisite). Les données ont été produites par le pôle Theia. Il s’agit de réfléctances de surface produites par la chaîne MAJA. La zone est composée de 290 tuiles MGRS et nous avons utilisé toutes les acquisitions disponibles entre janvier et décembre 2018. Cela constitue environ 58 Tera-octets (environ 200GO par tuile).

Données de référence

Obtenir des données de référence sur une zone aussi large est très difficile. Les campagnes terrain seraient trop longues et coûteuses. Des projets importants et bien financés, comme CGLS ou WorldCover utilisent la photo-interprétation, ce qui réduit les coûts, mais, malgré tout, a recours à des opérateurs bien formés.

Nous avons décidé d’utiliser des cartes existantes à une résolution plus grossière et avons choisi CGLS comme notre source de données de référence. Étant donné que CGLS est une carte avec une résolution de 110 m, son utilisation introduit des erreurs dans l’entraînement d’un modèle qui vise à produire des cartes à 10 m de résolution. Cependant, ceci n’est pas très différent de ce qui est déjà fait pour le produit OSO de Theia, où les données de référence pour certaines classes sont issues de Corine Land Cover.

Résultats

Une validation quantitative de la carte produite a été réalisée en prenant la carte CGLS comme référence. La carte produite par iota2 avec les données Sentinel-2 a un taux de bonne classification de l’ordre de 71%. L’analyse détaillée peut être consulté ici.

Conclusions

Nous avons développé une solution innovante pour produire des cartes d’occupation des sols sur des grandes étendues sans besoin de campagnes terrain coûteuses ou des travaux de photo-interprétation. En effet, l’utilisation de cartes existantes de résolutions plus grossières permet d’atteindre des résultats similaires à d’autres produits qui utilisent des données de référence produites sur mesure.

Il faut cependant souligner que la validation du produit est limitée à cause du manque de disponibilité des données de validation utilisées pour les produits avec lesquels nous avons comparé.

Du point de vue hydrologique, la carte produite par iota2 semble fournir une meilleure cartographie des surfaces en eau, notamment autour des lits des rivières et des zones humides. Ceci pourrait aider dans la construction de modèles de rivières et des zones inondables.

Crédits

Ce travail a été réalisé dans le cadre du programme SWOT Aval en utilisant le centre de calcul du CNES et avec l’appui de ses équipes techniques.

La carte peut être citée comme ceci : /Vincent, Arthur, Inglada, Jordi, & Peña Luque, Santiago. (2022). Sahel Land Cover OSO 2018 [Data set]. Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.7373166/

¹/ Basu, A.S.; Gill, L.W.; Pilla, F.; Basu, B. Assessment of Variations in Runoff Due to Landcover Changes Using the SWAT Model in an Urban River in Dublin, Ireland. Sustainability 2022, 14, 534. https://doi.org/10.3390/su14010534

²/ Wilson, M.D. and Atkinson, P.M. (2007), The use of remotely sensed land cover to derive floodplain friction coefficients for flood inundation modelling. Hydrol. Process., 21: 3576-3586. https://doi.org/10.1002/hyp.6584

³/ Hydrogeomorphological parameters extraction from remotely sensed products for SWOT Discharge Algorithm, C.Emery et al, 2021, Geoglows-Hydrospace Conference 2021, https://az659834.vo.msecnd.net/eventsairwesteuprod/production-nikal-public/337418d22c894025a144f8d96b2d4d8e

⁴/ Buchhorn, M. ; Smets, B. ; Bertels, L. ; De Roo, B. ; Lesiv, M. ; Tsendbazar, N. – E. ; Herold, M. ; Fritz, S. Copernicus Global Land Service: Land Cover 100m: collection 3: epoch 2018: Globe 2020. DOI 10.5281/zenodo.3518038

Auteurs : Anne Jacquin, Sébastien Bosch, Sylvain Baradat, Fahd Benatia, Philippe Nonin, Hervé Poilvé, Alexis Barot, Janos Balazs – AIRBUS Defense & Space

La disponibilité d’archive d’images satellites à large échelle et l’essor des méthodes de traitement de gros volumes de données sur le cloud ont permis la mise à disposition de nombreuses mosaïques à l’échelle globale. Beaucoup de ces mosaïques sont utilisées comme des fonds cartographiques.

Elles sont développées pour être sans couverture nuageuse, livrées en bandes Bleu-Vert-Rouge et avec application de post-traitements pour un rendu visuel clair et homogène. Très souvent, les nuages sont masqués en utilisant 1) des techniques de compositage comme EOX Sentinel2 image composite à partir d’images de niveau L1C ou 2) des lignes de raccord pour des mosaïques avec des images à haute résolution spatiale comme les fonds cartographiques d’AIRBUS DS, Maxar ou Planet.

Pour éviter les nuages, ce type de mosaïques utilise des images acquises à des dates différentes mais principalement au cours des saisons où le couvert nuageux est faible (printemps/été). Ainsi, les variations saisonnières dues aux changements de conditions climatiques sont rarement explorées ou alors seulement localement comme le produit « Select Basemap » de Planet.

Dans ces approches, l’utilisateur choisit la période d’acquisition des images satellites utilisées pour réaliser la mosaïque saisonnière. Le produit final est donc orienté, subjectif. Pour adresser cette limite, AIRBUS a développé une chaîne de traitement autonome reposant sur trois principales étapes.

Dans un premier temps, il s’agit de sélectionner les images satellites adaptées à caractériser les saisons sèches et humides en tout point du globe où de telles variations modifient le paysage.

La deuxième étape consiste à gérer les problèmes liés aux conditions atmosphériques dans les images sélectionnées. Plus particulièrement, il convient de garantir :

1. un alignement géométrique des images avec un ajustement bundle global,
2. une stabilité radiométrique entre années et saisons et inter-capteurs.

Troisièmement, les nuages et leurs ombres sont masqués en utilisant un algorithme basé sur le paradigme des lignes de raccords.

Cette chaîne de traitement a ensuite été mise en œuvre en utilisant l’archive d’environ 400 000 images satellites SPOT6/7 couvrant la période 2013 à 2020. Pour gérer le volume d’images à traiter dans un temps/délai raisonnable, la chaîne développée est quasi déportée sur le cloud sauf pour la partie amont de sélection des images. Ainsi, 3 millions de km2 de mosaïques à l’échelle métrique ont été produits sur le continent africain à des fins de validation. Cette surface couvre des zones biogéographiques hétérogènes et des paysages très variés. Deux types d’analyse ont été faites.

La mosaïque en saison humide produite à partir d’images SPOT a été comparée avec :

1. une mosaïque en saison humide produite à partir d’images Sentinel2 ;
2. une mosaïque en saison sèche produite à partir d’images SPOT.

Les résultats montrent les performances d’une chaîne de mosaïquage de bout-en-bout. L’algorithme de sélection des images satellites permet de valoriser au mieux les quelques 400.000 images d’archive SPOT6/7 et de sélectionner les plus pertinentes par saison. Les étapes de débrumage et compositage améliorent les aspects radiométriques et sont efficaces pour réduire au minimum le couvert nuageux.

Ce travail a été présenté à l’occasion de la conférence IGARSS23 les 16-21 Juillet 2023. Un article présentant dans le détail la méthodologie sera prochainement publié dans la revue de la SFPT.

Le CNES, opérateur avec Bpifrance du volet spatial de France 2030, a lancé le 11 avril 2023 un appel à manifestation d’intérêt (AMI) destiné à recenser les besoins des acteurs publics français en données spatiales et services innovants intégrant des données spatiales. Les cas d’usages les plus prometteurs pourront bénéficier d’un soutien de France 2030, sous la forme du financement d’une commande publique dédiée opérée par le CNES pour le compte d’un ou plusieurs utilisateurs.

Une première relève des réponses a eu lieu le 22 mai 2023. Vous avez été très nombreux à répondre avec près de 120 besoins exprimés par 83 entités publiques différentes : administrations centrales, déconcentrées, collectivités territoriales, établissements publics, associations chargées d’une mission de service public.

De nombreux cas d’usage émergent, certains proches du marché et d’autres en phase de développement plus amont. L’analyse du CNES portera notamment sur la priorisation de ces besoins vis-à-vis des objectifs de France 2030. En particulier, dans une logique d’amorçage, ces premières références publiques devront permettre aux entreprises innovantes de se positionner sur de nouveaux marchés commerciaux, en France comme à l’export. Les premiers AO pourraient être lancés d’ici la fin de l’année.

L’AMI est ouvert jusqu’en avril 2024. Une deuxième relève est prévue le 20 novembre prochain. Les réponses à l’AMI sont à renseigner au travers d’un formulaire disponible en ligne.

Initiative internationale créée en 2019, l’Observatoire Spatial pour le Climat SCO propose d’exploiter au mieux le potentiel des données spatiales dans la lutte contre le changement climatique. Avec une approche fondée sur les besoins avérés des territoires, il mutualise données et acteurs pour accélérer le développement d’outils d’aide à la décision capables d’éclairer les choix des politiques et stratégies d’adaptation aux impacts du changement climatique.

Pour cela, il labellise, accompagne et valorise des projets scientifiques suffisamment matures pour devenir des applications opérationnelles en 24 mois maximum. En 2023, le SCO lance son appel à projets annuel du 1er septembre au 17 novembre. Deux webinaires d’informations sont organisés les 28 septembre et 19 octobre pour les partenaires français.

N’attendez pas, consultez l’appel à projets du SCO France et participez à transformer le paysage de l’action climatique.

Le 8e colloque scientifique du Groupe Hyperspectral de la SFPT (SFPT-GH) s’est déroulé à Paris les 5 et 6 juillet 2023, dans les locaux d’Université Paris Cité sur le campus des Grands Moulins, avec le soutien du CNES, du CEA, de l’ONERA, de l’IPGP, d’Université Paris Cité et de la SFPT.

Huit sponsors ont aussi participé, avec un stand dédié et une session de présentation de
leurs activités en télédétection hyperspectrale : Bonsai Advanced Technologies, Hytech-imaging, NV5 Geospatial, Optoprim, Pro-Lite Technology, Quantum Design, Sophia Engineering et Telops.

Le colloque a rassemblé 97 participants sur les deux jours, une participation record par rapport aux précédentes éditions, qui ont compté entre 60 et 90 participants. Cela confirme l’engouement des utilisateurs pour l’utilisation de la donnée hyperspectrale, et s’est traduit par une grande diversité des participants : institutionnels, scientifiques, industriels, civils et militaires, couvrant de la définition des missions spatiales aux applications avales en passant par l’instrumentation.

Le colloque a permis d’assister à 31 présentations orales réparties sur 9 sessions dédiées aux thèmes suivants : institutionnels & exposants, missions spatiales, instrumentation & méthodologie, milieux littoraux, atmosphère, planétologie, végétation et milieux anthropisés. En outre, 13 posters ont été présentés lors d’une session dédiée.

A notre invitation, nous avons eu le plaisir d’écouter Sabine Chabrillat (GFZ Potsdam), PI scientifique de la mission hyperspectrale EnMAP (Environmental Mapping and Analysis Program), qui a exposé le statut de la mission, du point de vue scientifique et des applications.

Notons qu’il s’agit du premier colloque scientifique du Groupe Hyperspectral où des données spatiales provenant des satellites PRISMA et EnMAP ont été présentées. Cette manifestation a donc permis de rassembler une partie de la communauté nationale du domaine de l’hyperspectral, réjouie de se réunir après une pause de quatre ans depuis la précédente édition. La diversité des présentations a montré le dynamisme de cette communauté, au travers des projets de missions spatiales, applications et instruments innovants.

Ce colloque nous a aussi donné l’opportunité de décerner deux prix étudiants à l’issue d’un vote ouvert aux participant : Louis Zaugg (CEA-Bruyères-le-Châtel) a remporté le prix étudiant oral et Léa Schamberger (LIS-Toulon) a remporté le prix étudiant poster. Félicitations à tous les deux!

Les présentations orales et les posters seront mis en ligne prochainement sur le site de la SFPT-GH.

Nous donnons rendez-vous à la communauté scientifique pour l’édition 2024 qui sera Nous donnons rendez-vous à la communauté scientifique pour l’édition 2024 qui sera accueillie à Rennes les 30 et 31 mai, et organisée par Jean Nabucet et Thomas Corpetti du LETG (Littoral, Environnement, Télédétection, Géomatique).

Le tableau de bord de suivi satellitaire des taux de remplissage des retenues a été actualisé jusqu’à début août 2023 pour 374 retenues (il intègre 64 nouvelles retenues).

Ce tableau de bord est un démonstrateur, développé en partenariat entre l’IGEDD (Inspection générale de l’environnement et du développement durable) et le CNES (Centre national d’études spatiales) à la demande de la DEB (Direction de l’Eau et de la Biodiversité du Ministère de la Transition écologique) dans le cadre de la mission « Inventaire National des Plans d’Eau ».

Illustration

Le graphique ci-dessous illustre l’évolution des taux de remplissage des retenues de Lavaud et Mas Chaban (Charente) jusque fin juillet 2023. Les dynamiques de remplissage de ces barrages voisins sont très similaires. Après un étiage 2022 prononcé (taux de remplissage de 25% en novembre 2022, comparable aux étiages 2017 et 2019) le remplissage 2022-23 a été retardé par rapport à la moyenne annuelle (taux de remplissage de 90% atteint en mai 2023, comparable à l’année 2019).

Explications

Le tableau de bord est issu de travaux menés par l’IGEDD et le CNES avec l’appui de la DREAL Occitanie. La méthode repose sur (1) la mesure satellitaire de la superficie en eau (passage hebdomadaire des satellites), (2) l’établissement de la relation superficie-volume par traitement d’un modèle numérique de terrain environnant (RGE Alti de l’IGN), (3) la conversion des superficies en volumes et taux de remplissage.

En l’état actuel le tableau de bord est limité à la métropole. Il fonctionne de façon indépendante et autonome, sans apport de données des gestionnaires de retenues (ses données issues de mesures satellitaires et d’estimations sont a priori moins précises que celles produites par les gestionnaires). Il suit 274 retenues en superficie (mesure), volume et taux de remplissage (estimation) au pas de temps hebdomadaire actualisé mensuellement (données actualisées au 31 juillet) et 100 retenues supplémentaires seulement en superficie et taux de remplissage (dans l’attente d’une relation plus précise entre superficie et volume).

En tant que « démonstrateur », ce tableau de bord présente des marges d’amélioration significatives qui sont en cours d’exploration :

• la précision est de l’ordre de 15% sur les taux de remplissage (performance atteinte pour 80% des 50 retenues du bassin Adour Garonne ayant servi à l’évaluation)
• les lois superficie-volume pourraient être améliorées à partir des tableaux niveau-volume des gestionnaires
• il n’exploite pas encore les données radar qui assureraient des données même en présence d’un couvert nuageux
• les plans d’eau gelés (notamment en altitude en période hivernale) ne sont pas correctement suivis

Vous pouvez zoomer sur la carte, choisir la retenue qui vous intéresse, cliquer dessus et accéder aux séries temporelles (janvier 2017 à juillet 2023 inclus) de superficie (dans tous les cas), de volume et de taux de remplissage.

Vous pouvez aussi passer en mode « année » qui permet de superposer les années (abscisses de janvier à décembre).

En 2023, les données sont actualisées chaque mois jusqu’en août inclus (en première quinzaine du mois suivant).

A partir de 2024 nous passerons à 3 000 retenues sur métropole et départements d’outremer actualisées de façon hebdomadaire, dans le cadre du Programme France 2030 Hydro piloté par le CNES et le MTECT/DEB.

Et si les logiciels 3D du CNES pouvaient être une aide supplémentaire dans la gestion des catastrophes naturelles ?

David Youssefi, Emmanuel Dubois et Dimitri Lallement, CNES

En février 2023, la Turquie et la Syrie ont été frappées par plusieurs tremblements de terre. Ces séismes ont eu des conséquences dévastatrices, provoquant d’énormes destructions.

Les secousses ont entraîné l’effondrement de bâtiments, de ponts et d’autres infrastructures, entraînant des pertes humaines et matérielles considérables.

Les autorités locales et les équipes de secours ont immédiatement réagi pour porter secours aux victimes, évacuer les zones à risque et fournir une assistance médicale d’urgence.

Ces événements ont mis en lumière la nécessité d’améliorer la préparation aux catastrophes et les mesures d’atténuation dans ces régions, afin de réduire les impacts futurs de tels tremblements de terre.

En quoi les logiciels 3D du CNES pourraient être une aide supplémentaire ?

Au Campus de la Donnée (DTN/CD) du CNES, des ingénieurs de différents services développent une suite d’outils 3D CNES. Ces outils combinés à l’agilité des satellites Pléiades permettent d’estimer de façon automatique et quantitative les changements entre deux dates, ce qui pourrait être une aide précieuse pour un service de cartographie rapide comme celui du SERTIT, qui crée des cartes des infrastructures en fonction de leur état de dégradation.

CARS (Chaine Automatique de Restitution Stéréoscopique) génère un Modèle Numérique de Surface (Digital Surface Model en anglais) à partir d’images satellites acquises de deux (ou plus) points de vue différents.

Un Modèle Numérique de Surface est une description altimétrique du sol et de ses superstructures, c’est-à-dire les objets qui occupent le sol, du fait de l’homme ou non (végétation, bâtiments…). Il est obtenu par photogrammétrie, principe équivalent à la vision humaine, qui détermine si un objet est plus ou moins proche en fonction du déplacement de ce dernier dans les deux acquisitions, comme le montrent les deux images de Pyramides ci-dessous :

Bulldozer extrait le Modèle Numérique de Terrain du Modèle Numérique de Surface.

Un Modèle Numérique de Terrain est un Modèle Numérique de Surface privé des éléments de « sursol » : végétation, bâtiments. Ces éléments de sursol peuvent alors être récupérés par soustraction du MNS et du MNT pour obtenir un Modèle Numérique de Hauteur (MNH).

DemCompare peut alors comparer le MNH obtenu à partir des images acquises avant la catastrophe et le MNH obtenu à partir des images acquises après la catastrophe et comparer les résultats.

Le résultat est une carte des bâtiments détruits et reconstruits : le schéma résumant les différents traitements ci-dessous montre les résultats sur un extrait.

Ces logiciels sont capables de traiter des données satellite type Pléiades. Sachant que ces données sont gigantesques (de taille 40000×40000 pixels), la carte produite pourrait alors être un guide pour l’annotation en cartographie rapide qui relève aujourd’hui à la main l’état de dégradation des bâtiments.

Ces logiciels sont open-source et l’accent a été mis sur la facilitation de leur utilisation pour développer leurs usages. Cela a été démontré en les présentant lors de la conférence FOSS4G Prizren 2023 au travers d’un workshop où de nouveaux utilisateurs ont pu mettre eux-mêmes en œuvre ces outils. Vous pourrez retrouver tout le matériel de ces travaux pratiques aux liens suivants :

• Le dépôt GitHub
• Les slides des travaux pratiques avec les présentations des trois outils :
  • CARS
  • Bulldozer
  • DemCompare

Cette suite de logiciels impulsée notamment par le projet CO3D sera au cœur de la chaine de traitement et du centre de calibration image développés par le CNES dans le cadre d’un partenariat public-privé avec AIRBUS pour produire massivement le monde en 3D et ainsi faciliter l’accès à cette 3e dimension pour de nouvelles applications.

Remerciements

Merci au projet Pléiades de nous avoir permis de mettre en open data les extraits pour la démonstration

Merci aux projets CO3D, Pléiades, S3D2, AI4GEO, Formater pour le soutien dans le développement de cette suite d’outils

Auteurs : Anne Jacquin, Clément Jeanbart, Loris Pineau (Airbus Defence and Space)

La traficabilité hors-piste estimée par combinaison de données géospatiales ; un produit géographique socle d’appui pour la connaissance du milieu;

Connaître la traficabilité d’une zone d’intérêt est une information clé pour toute force armée désireuse de déployer des moyens sur le terrain, voire capitale en période de conflit pour obtenir un avantage sur l’ennemi.

On entend par traficabilité la capacité du terrain à supporter le passage de véhicules. C’est un paramètre essentiel rentrant dans le calcul d’un itinéraire sur une large zone et de sa durée pour l’accomplir hors réseau aménagé et avec n’importe quel type de véhicules.

La traficabilité dépend de la praticabilité du terrain et de la mobilité du véhicule. Très souvent, les mesures de terrain in situ avec des matériels tels qu’un pénétromètre ou un scissomètre, ne permettent pas d’estimer la traficabilité correctement (information ponctuelle difficilement spatialisable) et nécessitent de mettre en œuvre des protocoles lourds et coûteux.

Par conséquent, des méthodes avancées basées sur des données géospatiales ont été développées. Cependant, en faisant intervenir un grand nombre de facteurs, elles ne sont pas toujours facilement reproductibles. Aussi, dernièrement, les travaux de recherche sur ce domaine ont été orientés à proposer des méthodes s’appuyant sur des règles expertes pour gagner en simplicité et en généricité. Elles utilisent, entre autres, des outils SIG (Système d’Information Géographique) permettant une automatisation et une simplification des calculs.

Dans ce contexte, depuis 2020, AIRBUS Defense and Space développe une chaîne de traitement de données géospatiales permettant de produire à un pas de temps mensuel, pour une résolution spatiale et une zone d’intérêt définies, un indice de traficabilité. Six facteurs sont pris en compte dans le modèle, cinq relatifs à la praticabilité du terrain (la pente, la texture de sol, l’humidité et la température du sol et l’occupation du sol) et un relatif à la mobilité du véhicule. Dans l’estimation de la praticabilité du terrain, si la pente et la texture de sol sont des caractéristiques du milieu peu variables d’un point de vue temporel, ce n’est pas le cas pour les trois autres facteurs. Ils sont en effet impactés par les variations saisonnières, intra et inter annuelles, de la couverture végétale, des précipitations et des températures.

Des tests ont été réalisés sur plusieurs zones géographiques en Afrique et en Europe présentant des conditions pédoclimatiques variées en utilisant des données couvrant la période 2017-2022. Les cartes de traficabilité produites sont analysées par confrontation et comparaison avec des données issues d’observation de terrain, lorsque cela existe, ou des dires d’experts. La figure ci-après illustre un exemple de carte de traficabilité sur le camp de manœuvre de Canjuers dans le sud-est de la France.

Un article présentant dans le détail toute cette étude sera prochainement publié dans la revue de la SFPT.

Le prochain appel à sujets de thèse du CNES sera ouvert du lundi 18 septembre 2023 au lundi 16 octobre 2023.

Le CNES invite les laboratoires à soumettre leurs propositions de sujets de thèses via la plateforme d’appels à contribution du CNES : https://appels-sciences.cnes.fr/fr.

Les sujets sélectionnés seront affichés à l’appel à candidatures qui sera ouvert du 1er février au 15 mars 2024.

Le programme d’allocations de recherche doctorales et postdoctorales du CNES est un des piliers de la préparation du futur au CNES. Il a pour objectif de :

• Former des jeunes chercheurs et des ingénieurs dans le domaine spatial
• Assurer un environnement scientifique d’excellence et une forte capacité d’innovation :
  • entretenir un riche vivier de compétences pour l’écosystème spatial national, académique et industriel,
  • fortifier les échanges entre jeunes chercheurs, industrie et laboratoires.
• Soutenir la recherche spatiale dans les domaines :
  • des sciences utilisatrices de moyens spatiaux : Univers, Terre et Environnement, Micropesanteur,
  • des sciences pour l’ingénieur : systèmes orbitaux et transport spatial,
  • des sciences humaines et sociales (droit, économie, gestion…)
• Renforcer les liens entre les jeunes chercheurs, le CNES et l’industrie :
  • organisation des journées d’Accueil Jeunes Chercheurs (JAJC ou JC1),
  • organisation des journées CNES Jeunes chercheurs (JC2), journées de rencontres et de présentation de leurs travaux de recherche,
  • organisation de rencontres avec les industriels sur le SIAE (Salon du Bourget).

Ce programme a pour objectif la formation par la recherche d’étudiants intéressés par les activités liées au spatial, tout en développant des recherches d’intérêt pour le secteur spatial.

Dans ce cadre, les thèses du CNES sont obligatoirement cofinancées par un partenaire (public ou privé), afin de s’assurer de l’intérêt des sujets dans cet écosystème, et afin de placer les doctorants dans un réseau propice à leurs perspectives d’emploi.

Cette formation par la recherche doit mener à l’obtention d’un doctorat en France. Elle se fait dans un cadre académique, les étudiants devant être inscrits en thèse auprès d’une école doctorale dans un organisme habilité à délivrer le diplôme de docteur.

Sommaire

• Editorial #51
• Séismes en Turquie : premiers champs de déplacements issus des services de calcul optique de ForM@Ter
• Au cœur de la télédétection par satellite : l’équipe Ayana de l’Inria
• Enquête sur les couleurs de la Dame à la licorne
• 8e colloque scientifique du Groupe Hyperspectral de la Société Française de Photogrammétrie et de Télédétection
• Séminaire de la SFPT : « Pléiades Neo : de nouveaux satellites pour de nouveaux usages »
• Prix du meilleur article étudiant 2021-2022
• Photogrammetric Computer Vision at CVPR2023
• Le site web du réseau GeoDEV évolue
• AFT – Forum de la topographie 2023
• Participez au 2è Congrès du SCO France
• Lancement du Plan d’Applications Satellitaires 2023-2027
• Ecole d’été IMPT et CNRS
• Satellite Microwave Remote Sensing course
• Offre de post-doctorat 2023 – Projet A*Midex TAIC2 « un Théâtre Antique Intelligent et Connecté » F/H
• Offre de stage Master 2 Année 2023 F/H
• Offre d’emploi : Ingénieur modélisation rayonnement F/H

Cher.e.s ami.e.s et collègues,

L’année est déjà entamée de quelques mois mais cela n’interdit pas de souhaiter qu’elle ait bien commencé pour vous et vos proches. J’espère qu’en dépit de notre contexte national morose et incertain, et de l’international dramatique, vous vivez des moments chaleureux, enthousiastes et enrichissants dans vos cercles amicaux, familiaux ou professionnels.

C’est aussi notre souhait au sein de notre grande famille SFPT et nous sommes ravis de vous proposer en 2023 plusieurs évènements pour nous retrouver et partager connaissances et expérience.

Le mercredi 5 avril à Toulouse, l’Assemblée Générale de notre association sera dédiée aux retrouvailles et échanges sur l’année écoulée, nos projets et notre fonctionnement. Je remercie le laboratoire CESBIO, membre de soutien de la SFPT qui nous accueillera pour cette occasion et présentera ses activités. Trois manifestations scientifiques nationales organisées ou co-organisées par la SFPT se tiendront au second semestre : le 8è colloque scientifique du groupe Hyperspectral de la SFPT les 5 & 6 juillet à Paris, le séminaire SFPT « Pléiades Néo : de nouveaux satellites pour de nouveaux usages » le 5 octobre à Toulouse et le colloque « l’imagerie spatiale au service du patrimoine culturel » du groupe archéologie de la SFPT au mois de novembre. Vous trouverez plus d’information et les appels à communication dans les articles dédiés.

Au niveau international, la SFPT co-organise, en juin 2023 à Vancouver (Canada) et conjointement avec la conférence CVPR, un workshop sur la photogrammétrie et vision par ordinateur.

Dans notre newsletter vous trouverez bien sûr aussi de l’actualité scientifique.

L’équipe de l’EOST Strasbourg dans le cadre du pôle Form@ter de DataTerra a produit des cartes de déplacements horizontaux le long des failles lors des séismes qui ont récemment frappé la Turquie et la Syrie du Nord, identifiant des décalages spatiaux de 3 à près de 10m. L’équipe exploratoire Ayana de l’INRIA quant à elle, nous présente une nouvelle méthodologie de détection et suivi de véhicules qu’elle a développée. Enfin nous vous proposons une courte vidéo CNRS qui illustre les capacités de l’imagerie hyperspectrale pour l’étude des couleurs dans le cadre de la restauration d’œuvres patrimoniales. Notre Revue a de son côté décerné en début d’année le prix du meilleur article étudiant 2021 – 2022.

Concernant les prochains évènements d’intérêt pour notre Communauté, vous pourrez noter le lancement du 3è Plan d’Applications Satellitaires (2023 – 2027) du MTECT le 13 avril et le deuxième Congrès du SCO France le 28 mars à Paris.

Au nom du Conseil d’Administration et du bureau, je vous remercie de votre fidélité et de vos contributions à la vie de notre association. N’hésitez pas à adresser au bureau les informations scientifiques ou évènementielles que vous souhaitez diffuser à notre communauté. Et maintenant bonne lecture, et rendez-vous début avril pour notre prochaine Assemblée Générale !

Aurélie Sand
Présidente de la SFPT

Information reprise de ForM@Ter / 18 Février 2023
doi:10.25577/EWT8-KY06 : https://doi.data-terra.u-strasbg.fr/GDM_OPT_Turkey_Syria/

Le lundi 6 février 2023, deux grands séismes Mw7+ ont frappé la Turquie et la Syrie du Nord. Le premier événement s’est produit le long de la faille Est Anatolienne t (EAF) (N60) et de son prolongement vers la faille de la mer Morte, la faille Karazu (N25), avec un épicentre à 30 km au sud-est de la zone de rupture principale. Le second événement est situé au nord du premier, le long de la faille N100 de Sürgü-Çartak. Les mécanismes focaux des deux chocs présentent une composante dominante de glissement latéral gauche sur des failles sub-verticales. Ces ruptures et mécanismes sont compatibles avec une extrusion de l’Anatolie vers l’ouest entre les failles Nord et Est de l’Anatolie en réponse à la convergence Arabie-Eurasie. La géométrie complexe des failles activées au cours de cette séquence sismique éclaire la manière dont la déformation est partitionnée et distribuée entre les failles de cette triple jonction reliant la Nubie, l’Arabie et l’Anatolie.

La constellation actuelle de satellites d’observation de la Terre a permis une acquisition rapide de l’ensemble de la zone touchée peu après les principales secousses. Le 9 février 2023, le satellite Copernicus Sentinel-2 a acquis plusieurs images optiques alors que la région était en grande partie dépourvue de nuages. Cet ensemble de données offre une couverture complète du système de failles activées lors de ces événements, à une résolution spatiale de 10 m.

Le service GDM-OPT-ETQ du pôle de données ForM@Ter de l’Infrastructure de Recherche Data-Terra a été utilisé pour mesurer les déplacements co-sismiques entre les images du 25 janvier 2023 et du 9 février 2023. Le traitement massif de plusieurs tuiles Sentinel-2 a été effectué sur la plateforme de calcul GEP / Geohazards Exploitation Platform et à partir des webservices ForM@Ter. Ce service de calcul à la demande a été conçu pour quantifier les déformations co-sismiques déclenchées par des séismes de magnitude significative. Il offre un module pour la mesure du déplacement de sous-pixels entre une ou plusieurs paires d’images optiques (corrélation d’images sous-pixels) et un module pour la correction des résidus géométriques. Ces modules sont fondés sur la librairie de photogrammétrie open-source MicMac.

Les produits finaux du traitement sont des cartes de déplacements horizontaux Est-Ouest et Nord-Sud couvrant plus de 300 km le long des failles, à une résolution spatiale de 10 m.

Ces cartes contribuent de manière significative à l’identification et à la cartographie des ruptures de surface et déterminent le déplacement le long des failles. Des décalages spatiaux de l’ordre de 3 à près de 10 m sont identifiés avec une grande variabilité géographique le long des failles.

Le produit disponible en téléchargement sur le portail de ForM@Ter, en deux formats (grilles Geotiff, et grilles kmz).

Ce travail, opéré par l’EOST dans le cadre de ForM@Ter, a bénéficié du support du CNES, de l’ESA et du CNRS.

Auteurs : F. Provost, J.-P. Malet, D. Michéa, J. van der Woerd, E. Ostanciaux

Cet article évoque les travaux de Jules Mabon (Doctorant), Camilo Aguilar (Postdoc) et Josiane Zerubia (Directrice de recherche), en collaboration avec Mathias Ortner (Expert senior en data science et intelligence artificielle chez Airbus D&S). Il a été écrit par Louis Hauseux (Ingénieur de recherche) et Josiane Zerubia.

Le secteur aérospatial a été bouleversé au début du XXIe siècle par ce que l’on a appelé le New Space, c’est-à-dire l’irruption d’intérêts économiques privés dans le domaine spatial où les états détenaient autrefois un monopole. Il est depuis lors en pleine extension et connaît de nombreuses mutations. Mutations économiques, donc, inséparables de mutations technologiques : tant au niveau des capteurs (IRT non refroidi, Ultra-Violet lointain etc.), des systèmes embarqués ou des satellites eux-mêmes.

L’équipe exploratoire Ayana de l’Inria, dont une partie des ressources provient du contrat LiChIE signé en 2020 avec Bpifrance et Airbus D&S, est dirigée par Josiane Zerubia et s’occupe de traitement d’image pour la télédétection. Airbus D&S fournit à l’équipe Ayana des images ou de courtes séquences vidéo obtenues par les satellites des constellations Pléiades, Pléiades Neo ainsi que des simulations de CO3D (pour COnstellation 3D), la constellation qui devrait être mise en orbite en mars 2024 – nous allons revenir sur cette COnstellation-3D. Pour donner un exemple du type de données qu’Ayana reçoit : les deux satellites Pléiades Neo, depuis leur orbite polaire héliosynchrone à 620 km d’altitude, prennent des images sur 6 bandes spectrales d’une très haute résolution native (30 cm pour la panchromatique) avec une fauchée de 14 km. Lorsque d’autres satellites fournissent des données vidéo, leur rafraîchissement peut varier entre 1 et 60 Hertz (les satellites de CO3D seront d’ailleurs dotés de capteurs matriciels qui permettent la capture vidéo).

L’équipe Ayana conçoit des programmes informatiques à partir de modèles stochastiques et d’apprentissage profond visant à automatiser le plus possible la détection d’objets d’intérêt tels que des véhicules présents sur de telles images. Dans le cas des vidéos, le défi est double : il s’agit non seulement de détecter les véhicules qui apparaissent, mais encore de les suivre à la trace jusqu’à ce qu’ils disparaissent de la vidéo. Pour ce faire, les chercheurs d’Ayana mettent au point des solutions originales et spécialement appropriées aux problèmes qui lui sont posés.

On imagine aisément les nombreuses applications, tant civiles que militaires, permises par ce genre d’imagerie satellitaire.

S’inscrivant dans la logique du New Space, et afin de pouvoir répondre à des publics différents (notamment des acteurs privés), le CNES a initié en 2019 le programme CO3D. Le lancement de cette constellation comportant quatre satellites à faible coût est prévu pour mars 2024. La réalisation en a été confiée à Airbus D&S. Une fois en orbite, la constellation fournira des images tridimensionnelles et multi-spectrales (rouge, vert, bleu ainsi que proche infrarouge, ou NIR en anglais ; bande spectrale particulièrement utile pour l’observation de la végétation). La résolution sera de 50 cm pour les bandes-couleurs, 1 m pour le proche infrarouge. La reconstruction tridimensionnelle des images permettra d’obtenir une « résolution verticale » de 1 m. Ces données pourront aussi bien servir à la France pour des applications duales (notamment celles requérant une cartographie 3D) qu’à des acteurs internationaux via la filiale Airbus D&S Geo.

C’est avec le même souci de s’adapter aux nouvelles demandes toujours plus exigeantes que l’Inria a signé en 2020 le contrat LiChIE avec Bpifrance en collaboration avec Airbus D&S impliquant huit de ses équipes dont Ayana. Cette dernière reprend la suite de l’équipe Ayin, également dirigée par Josiane Zerubia, dont le contrat avec Airbus D&S sur un sujet de recherche proche était arrivé à terme à la fin de l’année 2015. Les modèles stochastiques de suivi d’objets proposés par l’équipe Ayin supposaient que lesdits objets ne subissaient pas de trop fortes accélérations ; ces modèles se sont révélés insuffisants lorsqu’il a fallu se mettre à suivre des « go fast cars » ou autres « speed boats ».

L’équipe exploratoire de recherche Ayana a développé une nouvelle méthodologie de détection et de suivi de véhicules. L’attache aux données ne consiste pas en la simple localisation des objets d’intérêt : ces objets étant des véhicules, l’on détermine aussi leurs dimensions et leur orientation. L’idée est alors d’introduire une certaine fonction de coût qui rende compte non seulement de la bonne localisation des véhicules, mais aussi de considérations d’ordre géométrique. Voici un bref résumé du protocole :

• pour la localisation, l’on recourt aux méthodes classiques d’apprentissage profond (par des réseaux neuronaux convolutifs, ou CNN en anglais). Ceci constitue l’attache aux données ;
• on introduit des a priori sur les configurations géométriques qui pénalisent des situations jugées peu vraisemblables comme des véhicules qui se superposeraient ou n’auraient pas des dimensions admissibles. Au contraire, on peut grâce à d’autres a priori privilégier certaines configurations où des voitures proches sur une même route seraient bien alignées ;
• il s’agit alors de trouver la solution (localisation + configurations) optimale, c’est-à-dire qui minimise la fonction de coût tenant compte de l’attache aux données et des a priori. Le calcul stochastique (et notamment un certain type de chaînes de Markov) nous permet d’en chercher une approximation.

La procédure mise en place pour le suivi des objets juxtapose de la même manière des outils d’apprentissage profond (ou deep learning) et d’autres tirés du calcul stochastique.

Cette stratégie originale a fait ses preuves et l’ « état de l’art » s’en est vu amélioré pour des situations jugées difficiles (ainsi de la détection de véhicules au niveau d’une zone d’ombre ou du bon suivi de véhicules au sein d’un trafic routier intense, avec de nombreuses intersections ou ronds-points).

Le lecteur peut s’en faire une idée en allant consulter les publications récentes de l’équipe Ayana à retrouver sur sa page internet (cf. le lien ci-dessous).

Un logiciel produit par Ayana de détection de véhicules et de leur suivi sera transféré à Airbus D&S pour être éprouvé dans le cadre de leur suite logicielle Open source PESTO. À terme, le but est que ce logiciel soit intégré à bord de l’un des quatre satellites de CO3D.

Liens :
https://team.inria.fr/ayana/
https://team.inria.fr/ayin/
Contact :
Josiane Zerubia
Inria, Université Côte d’Azur, France
josiane.zerubia@inria.fr
(+33) 4-92-38-78-65

Mystérieux chefs-d’œuvre anonymes du musée de Cluny, les six tapisseries qui composent la célèbre Dame à la licorne ont perdu une partie de leurs couleurs au fil des siècles et des restaurations. Dans ce reportage diffusé conjointement par la lettre n° 76 de CNRS Le journal, site d’information scientifique, et le journal Le Monde, découvrez comment les scientifiques du laboratoire Archéosciences de Bordeaux tentent d’en percer les secrets grâce à l’imagerie hyperspectrale et de recréer les recettes médiévales de colorants, avec l’aide d’une teinturière.

À propos de cette vidéo

Année de production : 2023
Durée : 7,29 min
Producteur : CNRS Images

Avec la participation de :

• Aurélie Mounier (CNRS) et Pauline Claisse (CNRS) du Laboratoire Archéosciences Bordeaux (CNRS / Université Bordeaux Montaigne / Université de Bordeaux)
• Béatrice de Chancel-Bardelot du Musée de Cluny
• Raphaëlle Dejean et Thalia Bajon-Bouzid, restauratrices indépendantes
• Charlotte Marembert de l’Atelier de teintures Myrobolan (Bruxelles)

https://lejournal.cnrs.fr/videos/enquete-sur-les-couleurs-de-la-dame-a-la-licorne

Le 16 décembre 2022, le jury composé de: Cécile GOMEZ (IRD, Inde), Thomas CORPETTI (LETG-Rennes, UMR6554) et Cyrielle GUERIN (CEA, France) s’est réuni pour sélectionner le meilleur article.  Jean-Paul Rudant a participé à la réunion en tant qu’observateur, représentant la SFPT.

Parmi les 6 articles candidats, le jury a décidé de retenir deux candidats pour se partager, à égalité, le prix annoncé :

Benjamin Messame Me Mba de l’UMR Espace-DEV, La Réunion, pour l’article :

Estimations, à partir de séries d’images LANDSAT, des évolutions de stocks de carbone de différentes formations en milieu équatorial côtier – cas de Libreville au Gabon. Revue Française de Photogrammétrie et de Télédétection, 223, 217–231, doi.org/10.52638/rfpt.2021.556

Nourdi Njutapvoui de Institut de Recherche Géologique et Minière de l’IRGM, Cameroun, pour l’article :

Évaluation du potentiel des séries d’images multi-temporelles optique et radar des satellites SENTINEL 1 & 2 pour le suivi d’une zone côtière en contexte tropical: cas de l’estuaire du Cameroun pour la période 2015-2020. Revue Française de Photogrammétrie et de Télédétection, 223, 88–103, doi.org/10.52638/rfpt.2021.586

Le jury a également distingué un troisième article porté par Siham ACHARKI, de Université Abdelmalek Essaadi, Tanger Maroc, en lui attribuant un statut de finaliste :

Complémentarité des images optiques SENTINEL-2 avec les images radar SENTINEL-1 et ALOS-PALSAR-2 pour la cartographie de la couverture végétale : application à une aire protégée et ses environs au Nord-Ouest du Maroc via trois algorithmes d’apprentissage automatique. Revue Française de Photogrammétrie et de Télédétection, 223, 143–158. https://doi.org/10.52638/rfpt.2021.599

La rédactrice en chef de la RFPT et le bureau de la SFPT adressent leurs remerciements aux membres du jury qui ont bien voulu consacrer une part de leur temps à la lecture des 6 articles candidats puis à la réunion qui a permis de retenir le classement définitif.