pdf - 2.17 Mo - Sciences et techniques

Détection automatique des lacs glaciaires à partir d'images
satellites SPOT
C. Chambeyron, M. Gay, J. Chanussot
Spot 1, 31/07/2000
~ 60 x 60 km
Michel Gay
SHF – Mars 2005
LIS - INPG
Objectifs : extraire et surveiller les lacs glaciaires, prévenir des
risques éventuels.
Submersion du barrage
Michel Gay
SHF – Mars 2005
LIS - INPG
Exemple : le lac de Rochemelon, vallée de Bessans, en
Haute Maurienne.
2003-2004 : Avancée de 17 mètres du lacs, ablation de 2m
glace, risque de vidange de ~ 500 000 m3 d’eau.
Michel Gay
SHF – Mars 2005
LIS - INPG
Méthode de classification supervisée
Spectral Angle Mapper
•
Images RGB + SAM
Image Spot 1 du 31/07/2000 à 10h35
16 km x 16 km
Michel Gay
SHF – Mars 2005
LIS - INPG
Méthode de classification supervisée
Spectral Angle Mapper
•
Images RGB + SAM
n


ti ri


∑
i =1

α = cos−1 
1/
2
1/
2
 n   n  
  ∑ t i2   ∑ ri2  
  i =1   i =1  
where
α
n =the number of bands
ti = test spectrum
ri = reference spectrum.
Michel Gay
SHF – Mars 2005
LIS - INPG
Méthode de classification supervisée
Spectral Angle Mapper
Image Spot 1 du 31/07/2000 à 10h35
Bruit
Lac d’Emosson
16 km x 16 km
Michel Gay
SHF – Mars 2005
LIS - INPG
Détection du lac proglaciaire de la
Mer de Glace
Michel Gay
SHF – Mars 2005
LIS - INPG
Méthode de la variance appliquée sur des images HLS
(méthode locale)
La forme d’un lac est quelconque, on repère un lac du fait de son
homogénéité => variance faible pour des teintes voisines.
On change d’espace des représentations
Conversion RGB – Hue Lightness
Saturation
16 km x 16 km
Michel Gay
SHF – Mars 2005
LIS - INPG
Variance de masque 3*3, 5*5, 7*7, …
1 9
2
Variance = ∑ ( Pi − m )
9 i =1
où m est la moyenne
Dilatation spectrale :
Michel Gay
SHF – Mars 2005
LIS - INPG
Ajout d’un attribut pour éliminer une partie du bruit.
Seuil sur la composante luminosité.
Exemple : Mer de Glace, avant et après avoir enlevé les éléments trop
lumineux.
Michel Gay
SHF – Mars 2005
LIS - INPG
Algorithme :
Image initiale SPOT, RGB ou PIR, …
Conversion HLS
Composante Lightness
SAM
Composante Hue
Variance
Egalisation
d’histogramme,
seuillage
Egalisation
d’histogramme,
seuillage
And
Image segmentée
(extraction des lacs de l’image)
Michel Gay
SHF – Mars 2005
LIS - INPG
Détermination du périmètre d’un lac :
Filtre de Roberts
P = 0.948* N p + 1.343* N i
Np : déplacements horizontaux ou verticaux
Ni : déplacements diagonaux.
(Estimateur optimal de Profitt)
Michel Gay
SHF – Mars 2005
LIS - INPG
Les résultats
Lac Vx Emosson
Aire (km²)
Spot
0.431
Carte IGN
0.536
Lac du vieux Emosson
16 km x 16 km
Michel Gay
SHF – Mars 2005
LIS - INPG
Les résultats
Spot 1, 31/07/2000
~ 60 x 60 km
Spot 1, 31/07/2000 après traitement
~ 60 x 60 km
Lac d’Emosson
Lac du vieux Emosson
Lac proglaciaire de la Mer de Glace
Lac de la Girotte
Michel Gay
SHF - LIS – INPG
Mars 2005
Résultats : 98 lacs détectés.
aires, périmètres… détection de changements
Michel Gay
SHF - LIS – INPG
Mars 2005
Perspectives :
Méthode de segmentation par approche région : la pyramide irrégulière.
- utilise une représentation par graphe
- adaptée aux relations d’adjacence qui unissent les régions
- nécessaire pour représenter des relations topologiques entre pixels ou régions
- structure irrégulière
- segmenter des images en niveaux de gris (haute résolution).
Une région de la pyramide irrégulière
Les graphes servent à modéliser l’information
Les champs récepteurs servent à la représenter
Michel Gay
SHF - LIS – INPG
Mars 2005
Perspectives :
SPOT 1 RGB : 4 km x 4 km
SPOT 1 panchromatique : 2 km x 2 km
Images SPOT 1, 2, 4, 5 RGB
résolution spot 5 : 10 m.
Images SPOT 1, 2, 4, 5 panchromatique
résolution spot 5 : 2.5 m.
Méthodes : Classification
SAM, Variance, Luminance.
Image Pelican
haute résolution : 0.7 m.
Méthode : Segmentation région
Pyramide irrégulière.
Fusion
Michel Gay
SHF - LIS – INPG
Mars 2005
Nous adressons tous nos remerciements au LEGOS et au
CNES de nous avoir donné des images SPOT.
Merci de votre
attention!
M. Gay, E. Trouvé, JM. Nicolas, P. Grussenmeyer
SHF - LIS – INPG
Mars 2005