Analyse du bocage par imagerie de télédétection : Comparaison à l analyse manuelle. Dr Ludovic Journaux En collaboration avec David Michelin

Transcription

1 Analyse du bocage par imagerie de télédétection : Comparaison à l analyse manuelle Dr Ludovic Journaux En collaboration avec David Michelin Comité de pilotage du Réseau Bocages de Bourgogne du 4/12/2015

2 Contexte L étude du réseau Bocages de Bourgogne est une étude de grande ampleur La description manuelle du bocage et/ou l extraction d information sur ce dernier pose de nombreux problèmes: La subjectivité de l expert lors de l analyse La mauvaise reproductibilité du protocole d extraction Le coût financier, temporel et humain

3 Problématique Est-il possible d extraire automatiquement de l information pertinence sur le bocage à partir d images de télédétection?

4 Objectifs Protocole méthodologique adapté à l analyse du bocage à travers les outils de traitements d images de télédétection Linéaires bocagers Types de connexions des bocages (connexions de type 0 ou L ou T ou X ou plus)

5 Objectifs Comparaison des résultats : Analyse d images versus données mesurées manuellement

6 Sites d études 47 sites représentatifs du réseau bocager régional Pour chaque site : Linéaires bocagers Types de connexions des bocages (connexions de type 0 ou L ou T ou X ou plus) «A. LECA, Caractérisation des bocages de Bourgogne au regard des enjeux de biomasse et de biodiversité, Agrosup Dijon, 2013.»

7 Choix des images de télédétection Une image de télédétection c est quoi? Œil humain Capteur Image Chaque pixel possède un spectre associé, utilisable pour étudier les caractéristiques des matériaux de surface Dimension spectrale Réflectance

8 Choix des images de télédétection Objectif : détecter et extraire les pixels représentatifs du bocage sur les images

9 Choix des images de télédétection Résolution spectrale de l image Prendre compte la présence de nombreuses espèces végétales Proche infrarouge (750 et 900 nm)

10 Choix des images de télédétection Résolution spatiale de l image Le pixel = plus petit détail distinguable = Résolution spatiale Valeur numérique en niveau de gris = Intègre toutes les entités de la surface au sol couverte par le pixel

11 Choix des images de télédétection Echelle d'analyse Adaptée : à la dimension du site d étude à la dimension de l objet recherché

12 Choix des images de télédétection BD ORTHO IRC de l'ign résolution spatiale de 50 cm Bande spectrale dans le proche infrarouge 200 images sur les 47 sites

13 Extraction du bocage Opération de binarisation

14 Extraction du bocage Elimination des informations arborées

15 Extraction des paramètres Extraction des linéaires par squelettisation

16 Extraction des paramètres Extraction des points d intérêts par morphologie mathématique Fins de sections Connexions de type 0 Intersections et changements de direction

17 Extraction des paramètres Extraction des connexions

18 Extraction des paramètres Extraction des connexions connexions en L, T, X ou plus

19 valeurs des linéaires image (m) Analyse comparative des résultats Linéaires (terrain Vs automatique) y = 1,0126x - 364,66 R² = 0,9173 R² = 0,9173 test t de Student (p= 0,79) pas de différence significative valeurs des linéaires terrain (m)

20 nombre de connexion de type 0 (automatique) Analyse comparative des résultats Connexions de type y = 1,1448x + 6,7996 R² = 0,4089 R² = 0,4089 test t de Student (p= 0,003) 60 différence significative nombre connexion de type 0 (manuel) Binarisation: les linéaires sont parfois fortement fragmenté passant d un linéaire continue à un linéaire fragmenté

21 connexions de type L (automatique) Analyse comparative des résultats Connexions de type L y = 0,7782x + 0,1327 R² = 0,6714 R² = 0, test t de Student (p= 0,43) 20 pas de différence significative connexions de type L (terrain) Il existe un plus faible écart sur les images avec peu de connexions en L par rapport celles en contenant beaucoup plus

22 connexions de type L (automatique) Analyse comparative des résultats Connexions de type T y = 0,9195x + 0,2334 R² = 0, R² = 0,8632 test t de Student (p= 0,8) pas de différence significative connexions de type T (terrain)

23 connexions de type L (terrain) Analyse comparative des résultats Connexions de type X y = 0,5076x + 0,0732 R² = 0,3352 R² = 0, test t de Student (p= 0,3) pas de différence significative ,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 connexions de type X (terrain)

24 Conclusion Objectif : démontrer la capacité des outils de traitement d image à extraire «efficacement» un ensemble de paramètres représentatif des réseaux bocager

25 Conclusion Les outils offrent de bon résultats pour la majorité des paramètres Linéaires Connexions de type 0 Connexions de type L Connexions de type T Connexions de type X

26 Perspectives d améliorations Qualité des images Images prises durant des périodes d activité chlorophyllienne maximum Présence d ombres portées jouent un rôle perturbateur dans la bande du proche infra rouge BD ORTHO IRC

27 Perspectives d améliorations Qualité des images Approche multi dates Approche multi-spectrale (900 à 1000 nm)

28 Merci de votre attention!