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Détection et classification d’objets en environnement naturel à partir de données géospatiales massives

ÉG

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Éric Guilbert : Université Laval

Résumé de la communication

Les données d’observation de la terre permettent la modélisation d’éléments naturels comme les forêts, les cours d’eau et les formes de relief. Il s’agit souvent d’objets difficiles à délimiter cependant les données massives limitent les interventions manuelles. Nous présentons deux projets de recherche traitant de la construction de réseaux hydrographiques et de la classification de formes de relief.

Le premier projet propose une approche d’extraction des réseaux hydrographiques en forêt partant de nuages de points lidar bruts jusqu’à l’identification des cours d’eau. Nous présentons d’abord une approche de classification des points lidar en forêt. Ensuite, nous présentons une méthode de construction des réseaux hydrographiques à partir des points au sol. Afin d’éviter les opérations altérant le modèle de terrain, une approche de calcul distribué s’appuyant sur la détection des talwegs est mise en place.

L’objectif du deuxième projet est d’extraire des formes de relief. Les formes n’étant pas précisément délimitées, l’approche est basée sur la détection de saillances plutôt que sur une segmentation du terrain. Afin de faciliter la recherche de formes, nous introduisons le concept de géosystème. Le géosystème est modélisé à partir de ses éléments structurants définis par l’expert. Le modèle est implanté dans une base de données graphe intégrant à la fois le modèle conceptuel et les données spatiales. Les cartes de géosystèmes sont ensuite générées à l’aide de requêtes.

Résumé du colloque

L’observation de la Terre (OT) a depuis longtemps fait ses preuves en appui à la prise de décisions éclairées dans de multiples champs, dont l’agriculture, l’hydrologie, la foresterie et la sécurité civile. Par ailleurs, au cours de la dernière décennie, un essor technologique et conceptuel intense a amené une multiplication des capteurs, un raffinement majeur des résolutions autant spatiales que temporelles, certes signes précurseurs de développement, mais aussi d’enjeux sociétaux.

S’inscrivant dans la foulée du colloque Acfas 2021, L’observation de la Terre à l’ère de la 4e révolution industrielle, cette édition se concentre sur quatre tendances clés : 1) l’introduction de nouveaux capteurs et plateformes innovantes; 2) les défis posés par les données massives; 3) l’utilisation de l’intelligence artificielle; et 4) la démocratisation de l’accès et de l’analyse des données.

En premier lieu, les nouveaux capteurs (LiDAR, hyperspectral) et plateformes (drones, CubeSat) repoussent les frontières radiométriques et spatiales, permettent la concrétisation de séries temporelles fiables et encouragent l’entrée de nouveaux joueurs dans le milieu. La multiplication des données d’OT nécessite quant une gestion de mégadonnées pour lesquelles les requêtes et l’analyse exigent des compétences complexes et un savoir-faire unique. Par ailleurs, l’IA s’étant rapidement imposée comme incontournable en OT, ses capacités d’automatisation et d’analyse révolutionnent le domaine du traitement des images, mais, en contrepartie, provoquent des questionnements éthiques et sociétaux importants. Enfin, l’accès et l’analyse de données d’OT se sont démocratisés grâce à l’infonuagique : ce nouveau paradigme ouvre la porte à une nouvelle clientèle de praticiens et praticiennes multidisciplinaires.

Ces avancées scientifiques et techniques constituent des tremplins d’innovation et de collaboration d’une valeur inestimable pour notre communauté et sont, comme il est déjà possible de l’observer, une voie d’avenir prometteuse.

Contexte

section icon Thème du congrès 2022 (89e édition) :
Sciences, Innovations, Sociétés
section icon Date : 9 mai 2022

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