Semi-automatic extraction of land cover themes in montainous areas out of aerial ortho-images and additional knowledge, in order to draw the national base map

Extraction semi-automatique de thèmes d’occupation du sol en milieu montagneux à partir d’ortho-images et de connaissances complémentaires, en vue de la production de la carte de base

Arnaud Le Bris (1)

1 MATIS - Méthodes d'Analyses pour le Traitement d'Images et la Stéréorestitution

Land cover themes “rocks”, “screes” and “glaciers” are missing in the digital databases of IGN, while they are necessary to be able to draw the national base map in mountainous areas. As a consequence, this necessary information have to be obtained otherwise. The proposed approach consists in extracting them out of aerial ortho-images thanks to supervised classification. However, in mountainous areas, the land cover extraction owing semi-automatic classification of ortho-images is limited by several factors (important shadows, radiometric similarities between different themes, variations of the radiometry among regions of the same class...). Nevertheless, improvements can be obtained by introducing external information such as knowledge concerning the links between relief and land cover, or another (older or more generalized) database. These knowledges are interpreted in terms of a priori probabilities which are introduced in a MAP classification process. Besides, the results of the classification can be improved by the use of channels calculated from the initial image. Once they have been detected, the new issue is to represent these three land cover themes on the map. In the case of screes ans rocks, this representation has also to show the underlying relief. Therefore, some caracteristic lines (slope lines, ridges, ...) can be drawn on the map. Besides, the representation for one theme can vary according to slope or orientation.

Les thèmes “rochers”, “éboulis” et “glacier” sont absents des bases de données numériques de l’IGN alors qu’ils sont nécessaires à la rédaction de la carte de base dans les zones de montagne. Il est donc nécessaire d’obtenir cette information à partir d’une autre source. La méthode mise en œuvre dans cette étude consiste à extraire ces thèmes à partir d’ortho-images par classification supervisée. Or, dans les zones de montagne, l’extraction de l’occupation des sols par classification semi-automatique d’ortho-images est gênée par différents facteurs (importance des ombres, thèmes différents de radiométrie semblable, variations de la radiométrie au sein d’une même classe...). Une amélioration est toutefois possible par l’apport d’informations complémentaires (ainsi que l’avait montré une étude précédente), telles que la connaissance des liens entre le relief et l’occupation du sol ou une autre base de données, plus ancienne ou plus généralisée. Ces connaissances sont interprétées en terme de probabilités a priori qui sont ensuite introduites dans un processus de classification de type MAP (Maximum A Posteriori). Par ailleurs, l’utilisation de canaux dérivés de l’image initiale peut également permettre d’améliorer les résutats de la classification. Une fois détectés, il s’agit de représenter sur la carte les trois thèmes qui nous intéressent. Dans le cas particulier des rochers et des éboulis, cette représentation doit laisser transparaître le relief sous-jacent. Ceci implique par exemple de représenter certaines lignes caractéristiques (lignes de pente, crêtes, ...) et d’avoir une représentation pouvant varier en fonction de la pente ou de l’orientation.

Domaines: Informatique [cs]; Vision par ordinateur et reconnaissance de formes [cs.CV]; Traitement des images [eess.IV]; Sciences de l'environnement

Arnaud Le Bris. Extraction semi-automatique de thèmes d’occupation du sol en milieu montagneux à partir d’ortho-images et de connaissances complémentaires, en vue de la production de la carte de base. [Rapport Technique] IGN - Laboratoire MATIS. 2010, pp.133. ⟨hal-02370247⟩