Filmer la Terre en relief : Reconstruction 3D et détection de changement – Filmer la Terre en relief

Le but du projet est de définir la chaîne algorithmique complète qui, partant d’ensembles de paires ou triplets d’images stéréo de la Terre obtenues par satellite, recrée le film de l’évolution du relief du sol à haute résolution, détecte ses changements significatifs, donne par fusion le relief le plus plausible à chaque date, et enfin projette sur cette référence 3D commune toutes les images acquises par satellite, en les fusionnant quand elles sont synchroniques, et en les égalisant pour une meilleure comparaison quand elles sont diachroniques. Ainsi sera constitué ce que nous appellerons un « film de la Terre ».

Son usage est envisagé à deux échelles très différentes. Dans l’immédiat nous ne visons bien sûr pas une couverture globale. L’outil devra pouvoir répondre à une requête localisée dans le temps et dans l’espace. Il est en effet normal qu’un opérateur public ou privé puisse formuler la requête : « voir ce qui s’est passe » sur une plage de temps fixée et sur un site précis.

L’avantage du satellitaire en ce domaine est triple : il permet l’accès à tout moment et dans toute région sans restriction géographique ou politique. Le nombre très vite croissant de satellites promet une couverture journalière d’un site d’intérêt. Enfin, l’observation de la Terre a un passé et le « film de la Terre » permet d’envisager une reprise historique des images acquises depuis quarante ans. Une objection au projet est le prix excessif qu’aurait un « film de la Terre » sur la base du prix important de chaque image satellite. Mais ce prix est appelé à baisser très rapidement grâce à l’usage massif de ces données quand elles se démocratiseront, par des canaux internet notamment. Notre équipe du CMLA, avec une grande économie de moyens, pense pouvoir réaliser ce projet. En effet cette équipe collabore depuis quinze ans avec le CNES sur la reconstruction du relief de la Terre et à la conception des satellites permettant cette reconstruction par stéréoscopie. Cette collaboration a conduit l’équipe à produire il y a deux ans la première chaîne de traitement entièrement automatique de traitement de paires et triplets stéréo, S2P (Satellite Stereo Pipeline), adoptée par le CNES.

Nous détaillons dans ce projet les outils nécessaires pour étendre cette chaîne au suivi diachronique de la Terre, et décrivons ses preuves de faisabilité. L’important est que toute la chaîne soit complètement automatique, et qu’elle permette donc une vue diachronique de Terre en relief à la demande et dans un temps raisonnable, pour être utilisée notamment dans les applications militaires et civiles demandant une analyse d’une scène terrestre où se produisent des modifications significatives du relief.

Ceci est le cas notamment pour l’analyse de catastrophes (glissements de terrain, inondations, tremblements de terre,. . . ) , pour les théâtres d’opérations militaires, pour les sites sensibles dont l’évolution (les nouvelles constructions par exemple) doit être surveillée, pour les sites où des modifications du relief sont planifiées et réalisées (les grands chantiers), et enfin pour toutes les applications civiles de planification ou d’évaluation où la surveillance de l’évolution de la construction sur de grandes zones est nécessaire. L’équipe réunie autour du CMLA peut faire cela en trois ans en utilisant la dynamique actuelle de l’équipe et de ses collaborations. Trois partenaires clé sont indiqués dans le projet, qui soit participent au financement de parties du projet soit le nourrissent de données : le CNES, le SERTIT et le CESBIO. La contribution demandée servira à financer les travaux d’un post-doc et d’un ingénieur de recherche pendant trois ans.