Extraction - fusion d'informations en imagerie radar multi-temporelle

par Florentin Bujor

Thèse de doctorat en Électronique, électrotechnique, automatique

Sous la direction de Vasile Buzuloiu, Philippe Bolon et de Emmanuel Trouvé.


  • Résumé

    Les travaux présentés dans cette thèse s'articulent autour de trois axes : deux axes méthodologiques, l'extraction ert la fusion d'informations en imagerie radar à synthèse d'ouverture (RSO) multi-temporelle, et un axe plus thématique, l'application des méthodes proposées à la détection de changements et d'objets géographiques stables. La stratégie "extraction-fusion" permet d'exploiter les données RSO multi-temporelles dans des contextes opérationnels tels que le suivi des déforestations ou la mise à jour de cartes dans des régions où l'imagerie satellitaire optique se heurte aux mauvaises conditions météorologiques. Les attributs développés dans l'axe extraction d'informations apportent une contribution originale à l'analyse des images RSO multi-temporelles. Ils s'appuient sur les paramètres existants pour les images mono-dates et les étendent au cas multi-temporel pour exploiter soit la redondance de l'information en vue d'améliorer la détection des structures stables, soit les modifications de la radiométrie pour détecter les changements survenus entre les acquisitions. Le second axe méthodologique consiste à fusionner les informations extraites sous forme d'attributs par une méthode adpatée au contexte de la élédétection spatiale. La collaboration avec des géophysiciens nous a conduit à développer une méthode de fusion interactive qui intègre la connaissance qu'ont les experts des zones recherchées et du comportement des attributs. Un système de fusion symbolique floue permet d'atteindre cet objectif au travers d'une interface graphique construite en IDL, langage du logiciel ENVI très répandu dans la communauté de la télédétection. Outre les fonctionnalités de réglage interactif des fonctions d'appartenance, l'interface dévelpppée incorpore un ensemble de fonctionnalités qui la rendent facilement utilisable pour des opérateurs appartenant aux domaines d'application. Sur l'axe thématique, trois exemples d'application illustrent l'approche extraction-fusion dans les deux principales directions d'exploitation de l'imagerie RSO multi-temporelle : la détection de changements et l'amélioration de la détection des structures stables. Les données utilisées sont des images RSO acquises dans des régions tropicales humides par les satellites ERS dont les archives importantes permettent aujourd'hui de disposer de nombreuses séries multi-temporelles. Les résultats obtenus mettent en valeur le potentiel des données RSO pour la détection de changements et l'intérêt d'une détection simultanée des discontinuités spatio-temporelles dans les volumes formés par les séries d'images. A terme, le développement et le tranfert vers les utilisateurs finaéux de "bibliothèques" d'attributs dédiés à l'extraction d'informations dans les séries d'images radar doit permettre une meilleure utilisation de ces données. Ce transfert doit également comporter des méthodes de fusion d'informations permettant de combiner un ensemble de paramètres sélectionnés par les experts. La méthode de fusion floue interactive proposée est une alternative à des méthodes de classification automatiques ou supervisées, qui permet d'intégrer les connaissances expertes et de laisser l'utilisateur final piloter la fusion vers une solution satifaisante.

  • Titre traduit

    Extraction-fusion of information in multitemporal radar imagery


  • Résumé

    The work presented in this thesis is articulated around three axis : two methodological axis, information extraction and fusion in multi-temporal synthetic aperture radar (SAR) imagery, and one more thematic axis, the application of the proposed methods for change detection and for detection of geographical stable objects. The "extraction-fusion" strategy allows the use of multi-temporal SAR data in the operational context of deforestation monitoring or geographical map updating, in regions where satellite optical imagery meets bad weather conditions. The attributes developed in the information extraction axis bring an original contribution to the multi-temporal SAR image analysis. Based on the existing parameters for the single-date images, the attributes are extended to the multi-temporl case to exploit either the information redundancy for the detection improvement of the stable structures, or the radiometry modificatins to detect the changes occured between acquisistions. The second methodological axis consists in fusing the extracted information in the form of attributes by an original method designed for the special context of spce-borne remote sensing. The collaboration with geophysicists led us to develop an interactive fusion method which integrates the expert knowledge of the researched zones and about the behavior of the attributes. A symbolic fuzzy fusion system allows to reach this objective through a graphical user interface (GUI) built in IDL, the programming language of ENVI, a widespread software in the remote sensing community. In addition to the functionalities of interactive adjustment of the membership functions, the developed GUI incorporates a set of functionalities which make it user-friendly for operators belonging to the application fields.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (206 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.175-186

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  • Bibliothèque : Université Savoie Mont Blanc (Le Bourget-du-Lac, Savoie). Service commun de la documentation et des bibliothèques universitaires. Section Sciences.
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  • Bibliothèque : Université Savoie Mont Blanc (Le Bourget-du-Lac, Savoie). Service commun de la documentation et des bibliothèques universitaires. Section Sciences.
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  • Cote : T L2004/23
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