L IMAGERIE SATELLITAIRE POUR LA CONSOMMATION DE L ESPACE

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1 L IMAGERIE SATELLITAIRE POUR LA CONSOMMATION DE L ESPACE Magali Di-Salvo 1, Anne Misseri 2, Jacques Bouffier 3 1. Dreal Rhône Alpes, Unité des données géographiques 2. Cerema/Direction Territoriale Centre Est, DETC-CTCS 3. Cerema/Direction Territoriale Sud-Ouest, Groupe Satellite et Climat 1 er Juillet 2014 Toulouse

2 I. BESOINS ET ATTENTES DES UTILISATEURS 1 er juillet 2014 Toulouse 2

3 LA RÉGION RHÔNE-ALPES des sols en Rhône-Alpes en 2006 selon Corine Land Cover 1% 2ème région métropolitaine par sa taille et sa population 6 ème région la plus consommatrice de foncier Plus 6% de 80 % de la population habite dans une aire urbaine Artificialisation des Cover terres ces 10 dernières années : + 0,4 % par an (moyenne nationale : +0,15 %) Occuption des sols en Rhône-Alpes en 2006 selon Corine Land 53% 1% 6% 40% 40% Territoires artificialisés Territoires agricoles Forêts et milieux semi-naturels eau Territoires artificialisés Territoires agricoles Forêts et milieux semi-naturels eau Occupation des sols en Rhône Alpes en 2006 selon Corinne Land Cover Sources : Étude CGDD CLC Etude agence d urbanisme de Lyon pour CR Le développement urbain en 36 cartes, DREAL Conséquences sur l'environnement en termes de : - fragmentation des espaces agricoles ou naturels, - érosion de la biodiversité, - augmentation de la circulation et de la pollution, - imperméabilisation des sols et exposition aux risques, - conflits d usage... 1 er juillet 2014 Toulouse 3

4 UN CONTEXTE RÉGLEMENTAIRE NATIONAL GESTION ECONOME DE L ESPACE LOI SRU (2000) Plan de COHÉSION SOCIALE (2005) LOI GRENELLE 2 (2010) LOI ALUR (2014) PRESERVATION DES TERRES AGRICOLES LOI DE MODERNISATION DE L AGRICULTURE ET DE LA PÊCHE (2010) TAXE SUR LES SURFACES IMPERMEABILISEES (2011) PRESERVATION ET RESTAURATION DES CONTINUITES ECOLOGIQUES Trames Vertes et Bleues Schéma Régional de Cohérence Ecologique LOI GRENELLE 2 (2010) DISPOSER DE MESURES OBJECTIVES DU PHÉNOMÈNE DE CONSOMMATION D'ESPACE ET LE SUIVRE DANS LE TEMPS 1 er juillet 2014 Toulouse 4

5 LA GESTION DURABLE DU FONCIER EN RHÔNE-ALPES QUI? État et Conseil Régional OBJECTIFS? Réduire l augmentation de l artificialisation des sols Diminuer de moitié l'artificialisation des sols en Rhône-Alpes d ici 2020 Préserver les espaces naturels et agricoles Appliquer «éviter, réduire, compenser» à la gestion des ressources foncières Partenariats entre les acteurs publics et privés Lutter contre l étalement urbain et favoriser le développement économique Combattre le déficit de logements Rééquilibrer les usages du sol en secteur de montagne METHODE? disposer de mesures objectives du phénomène de consommation d'espace partager ces données avec l ensemble des partenaires concernés 1 er juillet 2014 Toulouse 5

6 ORIGINE DU PROJET RÉGIONAL «OCCUPATION DES SOLS À GRANDE ÉCHELLE» QUI? le réseau des géomaticiens DRAAF DREAL DDT + la Région + l IGN OBJECTIFS? Apporter une réponse homogène Sur toutes les échelles d étude de la région METHODE? Le produit à définir doit être peu couteux et open data, avec une méthodologie reproductible et accessible 1 er juillet 2014 Toulouse 6

7 TRAVAUX PASSÉS, PRÉSENTS ET FUTURS... CDCEA Besoin de connaissance de la consommation d espace Etude DRAAF LR Avec IRSTEA Sur valeur agronomique Des terre Travaux maison Télédetection : repérer espaces artif images satellite Même demande du réseau SIG RA à IRESTEA Projet MAAF Production données test sur dept AIN Constat On peut avoir «plus» Que l artificialisation Besoin OCS Demande du réseau SIG RA à CEREMA Offre Etude méthodo 2012 De service 2013 MEDDE Production Zone test Validation méthode GT national Production Autres tests Rédaction méthode Production d un département Production couverture régionale Travail en ode projet 2014 production er juillet 2014 Toulouse 7

8 UNE CONVERGENCE D OPPORTUNITÉS... Des images satellites plus facilement accessibles grâce à GEOSUD Un groupe de travail national, Des spécification nationales Produire une OCS régionale à grande échelle par télédétection Des technologies arrivées à maturité Mutualisation de travaux régionaux Partenariats naissants Une demande forte d indicateurs que les données actuelles ne peuvent pas produire Un accompagnement de l IRSTEA puis du CEREMA 1 er juillet 2014 Toulouse 8

9 L OBJECTIF CONDITIONNE LA MÉTHODE UTILISER DES DONNÉES LIBRES OU ACCESSIBLES MINIMISER LES COÛT DE PRODUCTION UTILISER DES LOGICIELS LIBRES images satellites disponibles dans le cadre du projet GEOSUD : RapidEye à 5m + BDForêt, BDTopo, Majiic, RPG Télédétection + Utilisation de données exogènes existantes pour l apprentissage, le contrôle et l affinage de la nomenclature OTB, QGIS, Grass 1 er juillet 2014 Toulouse 9

10 LES LIVRABLES Le livrable «données» est le cœur, MAIS besoin aussi d autres livrables => Méthodologie précisément écrite pour reproductibilité et traçabilité => Mesure de l incertitude du résultat, qualification des résultats et de la méthode => Être en capacité d expliquer les limites quand on fournit un indicateur 1 er juillet 2014 Toulouse

11 (Jacques ) II. L APPORT DE L IMAGERIE SATELLITAIRE 1 er juillet 2014 Toulouse 11

12 LES IMAGES SATELLITES LE CONTEXTE SATELLITAIRE DEVIENT MATURE ACCES FACILITE A LA DONNEE PERFORMANCES TECHNIQUES ADAPTEES A DE NOMBREUX BESOINS ET APPORTE DES AVANTAGES IMPORTANTS COUVERTURE LARGE CAPACITE DE REVISITE ÉLEVÉE POSSIBILITE D EXTRACTION AUTOMATIQUE D INFORMATIONS Magali Jacques Di-Salvo, BOUFFIER Anne Misseri, Jacques Bouffier Toulouse Séminaire Space de sensibilisation Show des services 124 er mars juillet 2014 Lyon Toulouse 12

13 LE POLE APPLICATIONS SATELLITAIRES ET TELECOMMUNICATIONS SERVICES INSTITU- TIONNELS POLE SATELLITAIRE DU MEDDE (Ministère du Développement Durable) Localisé à la Direction Territoriale Sud Ouest du CEREMA APPLICATIONS SATELLITAIRES AIDER LES SERVICES INSTITUTIONNELS A REPONDRE A LEURS BESOINS EN INTEGRANT LES TECHNOLOGIES SATELLITAIRES DANS LEURS METHODES DE TRAVAIL 1 er juillet 2014 Toulouse 13

14 UTILISATION DES IMAGES - PRINCIPE GENERAL 1 OBTENTION ET MISE EN FORME DES DONNEES SATELLITAIRES 2 EXTRACTION D INFORMATIONS (ASPECTS «TELEDETECTION») 3 DONNEES POUR L UTILISATEUR (ASPECTS «SIG») INFORMATION RADIOMETRIQUE INFORMATION LABELLISEE INFORMATION «PRÊT A L EMPLOI» NOMBREUSES POSSIBILITES EN FONCTION DU CONTEXTE: Pléiades, SPOT 6-7, RapidEye etc ARCHIVES, PROGRAMMATION, PROGRAMME D ACQUISITIONS ET DE MUTUALISATION EXTRACTION MANUELLE OU AUTOMATIQUE DE L INFORMATION UTILISATION OU NON D INFORMATIONS EXOGENES SPECIFICATIONS A DEFINIR POST TRAITEMENTS POUR METTRE EN FORME L INFORMATION AFIN QU ELLE PERMETTE A L UTILISATEUR DE REPONDRE A SON BESOIN DENSITE SURFACIQ UE (en %) EXTRAIT D IMAGE PLEIADES (Résolution : 50 cm) CLASSIFICATION AUTOMATIQUE EN 4 CLASSES DETERMINATION DE LA DENSITE URBAINE 1 er juillet 2014 Toulouse 14

15 TERRITOIRE DU SCoT DU ROVALTAIN IMAGE INITIALE IMAGE RAPIDEYE MONODATE à 5m ISSUE DE L EQUIPEX GÉOSUD 1 er juillet 2014 Toulouse 15

16 OCCUPATION DES SOLS EXEMPLE AVEC POST TRAITEMENTS 1 er juillet 2014 Toulouse 16

17 IMAGE RAPIDEYE RÉSOLUTION : 5m EXTRAIT SUR LE ROVALTAIN Source : Programme GEOSUD 1 er juillet 2014 Toulouse 17

18 OCCUPATION DES SOLS DEDUITES DE L IMAGE RAPIDEYE (EXTRAIT) 1 er juillet 2014 Toulouse 18

19 IMAGE SPOT 6 RÉSOLUTION : 1,5 m EXTRAIT SUR LE ROVALTAIN Source : Programme MYGIC 1 er juillet 2014 Toulouse 19

20 OCCUPATION DES SOLS DEDUITES DE L IMAGE SPOT 6 (EXTRAIT) 1 er juillet 2014 Toulouse 20

21 OCCUPATION DES SOLS DEDUITES DE L IMAGE RAPIDEYE (EXTRAIT) 1 er juillet 2014 Toulouse 21

22 IMAGE SPOT 6 RÉSOLUTION : 1,5 m EXTRAIT SUR LE ROVALTAIN Source : Programme MYGIC 1 er juillet 2014 Toulouse 22

23 OCCUPATION DES SOLS DEDUITES DE L IMAGE RAPIDEYE (EXTRAIT) 1 er juillet 2014 Toulouse 23

24 OCCUPATION DES SOLS DEDUITES DE L IMAGE SPOT 6 (EXTRAIT) 1 er juillet 2014 Toulouse 24

25 COMPARAISON RAPIDEYE SPOT 6 AMELIORATION SIGNIFICATIVE DE LA QUALITE GEOMETRIQUE DU CONTOUR DES OBJETS (MEILLEURE PRECISION) AMELIORATION DE LA QUALITE SEMANTIQUE PLUS MESUREE (ETUDE A AFFINER) (LA SOLUTION SERAIT PLUTÔT LE MULTIDATE INTRA-ANNUEL : IMPOSSIBLE AUJOURD HUI SUR DES TERRITOIRES NATIONAUX A CETTE RESOLUTION ) TRAITEMENTS SUR DE GRANDS TERRITOIRES NECESSITENT UN MATERIEL INFORMATIQUE SPECIFIQUE : TEMPS DE TRAITEMENTS MULTIPLIES PAR 15 INTERET CERTAIN DE LA RESOLUTION SPOT 6 POUR LES PROBLEMATIQUES D AMENAGEMENT DES TERRITOIRES, D OCCUPATION DES SOLS ET DE GESTION ECONOME DES TERRITOIRES, MAIS LES RESSOURCES DE CALCUL PEUVENT ETRE UN FREIN BLOQUANT 1 er juillet 2014 Toulouse 25

26 TERRITOIRE FRANCO-VALDO-GENEVOIS Images satellite RapidEye OCS déduite 1 er juillet 2014 Toulouse 26

27 TERRITOIRE DE L ASSEMBLEE DU PAYS TARENTAISE VANOISE Images satellite RapidEye OCS déduite 1 er juillet 2014 Toulouse 27

28 Image RapidEye 1 28 er juillet 2014 Toulouse

29 COMPARAISON VISUELLE CORINE LAND COVER (EN FOND) ET RESULTAT DE CLASSIFICATIONS AUTOMATIQUES SUR IMAGES A 5 M CLC OCS «Télédétection» 1 29 er juillet 2014 Toulouse 29

30 III. L IMAGERIE SATELLITAIRE DANS UN ENVIRONNEMENT PLUS LARGE 1 er juillet 2014 Toulouse 30

31 L APPORT DES DONNÉES EXOGÈNES : APPRENTISSAGE Combinaison de l image satellite avec des BD exogènes Apprentissage et post traitement Apprentissage Les bases de données utilisées issues: de la gestion agricole : PAC, CVI De l IGN : BD topo, BD Forêt... Après traitements Entre 45 et 88 % du territoire des zones test 1 er juillet 2014 Toulouse 31

32 L APPORT DES DONNÉES EXOGÈNES : CONTRÔLE QUALITE Combinaison de l image satellite avec des bases exogènes : Concordance des informations à 80% L image satellite performante sur : Les surfaces en eau L anthropisé La végétation ligneuse : forêt La végétation en zone urbaine 1 er juillet 2014 Toulouse 32

33 L APPORT DES DONNÉES EXOGÈNES : CONTRÔLE QUALITE Les limites de la classification 75% des contrôles visuels donnent raison aux BD exogènes : effet de nomenclature 13 % donnent raison à la télédétection carrière et arbres en villes litige ligneux / non ligneux 12 % : aucune des deux n a raison / impossible à déterminer Pb de l eau, terres agricoles nues C est toujours l homme qui classe. litige artificialisé/ eau 1 er juillet 2014 Toulouse 33

34 L APPORT DES DONNÉES EXOGÈNES : AMÉLIORATIONS Combinaison de l image satellite avec des éléments exogènes : Post traitement Post-traitement Vignes Réseau routier Classification avant post traitement Apport des BD exogène sur les vignes 1 er juillet 2014 Toulouse 34

35 COLLABORATION ENTRE TÉLÉDÉTECTION ET GÉOMATIQUE Evolution technique : Changements techniques : le travail sur les images (raster) Augmentation des capacités de traitement de l information Évolution de la source : Exhaustive et plus objective Pb de l antériorité et articulation avec les OCS existantes 1 er juillet 2014 Toulouse 35

36 CONCLUSIONS L APPORT DE L IMAGERIE SATELLITAIRE POUR LA CONNAISSANCE DE LA CONSOMMATION D ESPACE 1 er juillet 2014 Toulouse 36

37 DES APPORTS Une donnée nouvelle, objectivée par des spécifications connues Une couverture homogène d un territoire régional Une grande précision dans la géométrie Un suivi temporel possible (Rhône Alpes: km²) La possibilité de produire en régie, ou à coût/délai raisonnable 1 er juillet 2014 Toulouse

38 DES LIMITES SÉMANTIQUES Une information essentiellement de couverture de niveau 1 L information d usage est apporté par des données exogènes mais des manques => Peut poser problème pour le suivi des espaces agricoles qui est un besoin essentiel Plus adapté au suivi de l artificialisation, ou des espaces naturels 1 er juillet 2014 Toulouse

39 DES LIMITES TECHNIQUES Gros volume des données produites, difficile encore à manipuler dans les services Un livrable raster et un livrable vecteur (qui agglomère la donnée raster) => Nécessite de se former à l exploitation des raster pour l analyse spatiale dans nos services déconcentrés 1 er juillet 2014 Toulouse

40 LES PERSPECTIVES EN RHÔNE-ALPES Produire la couche régionale en 2015 à partir des images 2011 Intégrer la production régionale à l OCS Nationale, la faire «labelliser» La diffuser librement sur GEORHONEALPES Définir des méthodes pour utiliser l OCS régionale comme «ossature» pour des productions locales par photointerprétation, pour affiner la nomenclature Rejouer la méthode en 2016 avec des données 2015 (4 ans) puis produire tous les 5 ans => Avec quelle source d image? => Par sous-traitant ou en régie? 1 er juillet 2014 Toulouse

41 MERCI POUR VOTRE ATTENTION Magali Magali Di-Salvo, Di-Salvo, Anne Anne Misseri, Misseri, Jacques Jacques Bouffier Bouffier Toulouse Toulouse Space Space Show Show 1 er er juillet juillet Toulouse Toulouse