Colloque

Synthèse sur les approches de classification ponctuelle et contextuelle des images satellitaires

Aichouche Belhadj-Aïssa

Radja Khedam

Membre a labase

Aichouche Belhadj-Aïssa

Résumé du colloque

Les principales applications de l’imagerie satellitaire optique et radar sont la caractérisation et la cartographie thématique des états de surface. Les approches de classification et de fusion des données satellitaires et aériennes sont les traitements qui répondent à ces objectifs. Nous présentons dans cette communication, une synthèse sur les méthodes de classification ponctuelle et contextuelle, en se basant sur la modélisation de l’information ponctuelle et son contexte, les modèles utilisés, les critères de convergence et l’analyse de précision. A partir de nos travaux dans cet axe, nous présentons quelques résultats de classification d’images multisources, sur des régions algériennes, par les approches qui sont opérationnelles au niveau de notre laboratoire. L’intensification de la recherche de nouvelles méthodes de fusion contextuelle et de classification pour la modélisation de l’information et l’optimisation de la classification est incité par la haute résolution spectrale et spatiale des capteurs satellitaires et aéroportés actuels. Aussi la périodicité d’acquisition qui devient de plus en plus courte avec la politique de constellation, offre un moyen efficace pour la cartographie des changements. A travers cette étude nous avons défini deux types de classification : la classification ponctuelle pour laquelle la règle de décision d’affectation d’un pixel à une classe ne dépend que de l’attribut du pixel traité et la classification contextuelle ou la règle de décision d’affectation à une classe est basée sur la fusion des attributs (spectraux, spatiaux ou temporels) du pixel traité et de ses voisins. En effet, l’attribut d’un pixel n’est parfaitement défini qu’une fois placé dans son contexte. Nous définissons trois types de contextes : spectral, spatial et temporel. Ainsi, la fusion des informations issus de ces trois contextes permet : la caractérisation par l’hyper spectrale, la caractérisation par la texture ou enfin la cartographie des changements par le contexte temporel. Selon les hypothèses sur la modélisation de l’information satellitaires optique et radar, nous avons décomposé les méthodes de classification ponctuelle et contextuelle en trois approches : I) les méthodes basées sur les mesures de similarité utilisant les distances radiométriques. Elles dépendent du noyau initial et du seuil de similarité, nous citons les méthodes de classification non supervisée, de classification supervisée non paramétrique. II) les méthodes probabilistes ou l’attribut du pixel ou / et son contexte sont modélisés par des fonctions de probabilité. Dans le cas de la classification contextuelle, ces méthodes font appel à des algorithmes d’optimisation de la réponse d’affectation dans le contexte choisi. Nous exposons les méthodes: bayesiennes, de markov, et les méthodes dérivées basées sur la théorie des possibilités et la théorie d’évidence. Nous donnons ensuite, quelques algorithmes d’optimisation en décrivant le principe et en précisant les critères de convergence. III) les méthodes connexionnistes et les méthodes basées sur la logique floue. Ces méthodes ne font pas appel à des modèles et des hypothèses sur la distribution des variables images, mais elles sont décrites par des architectures connexionnisme imitant les réseaux de neurones biologiques, une fonction d’évaluation est choisie pour faire converger la sortie du réseau à la réponse désirée. Nous pouvons améliorer cette réponse, qui est binaire, par l’introduction de la logique floue afin de décomposer l’intervalle binaire par des fonctions flou. Une étude comparative de ces approches sera donnée dans cette présentation. IV) Une nouvelle tendance de recherche de méthodes de classification et de fusion contextuelle, dites algorithmes évolutionnaires, est en pleine exploration, elle est fondée sur l’imitation des systèmes biologiques de l’être humain et l’observation de l’organisation des insectes. Dans ce volet, nous avons abordé les méthodes génétiques, les méthodes issues du système immunitaire et enfin la méthode des colonies de Fourmies. Nous présentons le principe de base de chaque méthode, en insistant sur l’analogie en terme de variables, de critères et de précision.