Orfeo Toolbox ou la combinaison de télédétection et intelligence artificielle


Orfeo Toolbox est un outil très complet pour effectuer des traitements sur des images satellites. C’est un projet initié par le Centre National d’Études Spatiales (CNES) permettant d’intégrer de nombreux outils d’automatisation et de traitement complexe sur des rasters.

Supports d’utilisation

Orfeo Toolbox a été écrit dans les langages C++ et Python. Naturellement, une librairie spécifique est disponible pour chacun de ces deux langages afin de pouvoir être utilisés dans des scripts et/ou applications écrits en Python ou en C++.

L’avantage d’Orfeo Toolbox par rapport à d’autres utilitaires de traitement de données spectrales est qu’il est également utilisable dans des logiciels disposants d’une interface graphique (QGIS et Monteverdi). Orfeo Toolbox est également utilisable directement en ligne de commandes.

Le projet est donc bien élaboré puisqu’il permet à tous les profils d’utilisateur de profiter des outils mis en place par le CNES.

Outils fournis

Comme dit précédemment, Orfeo Toolbox permet d’effectuer des traitements complexes sur des images satellites. Une partie de cet outil est dédié aux pré-traitements de ces images, notamment la calibration optique et la calibration des images SAR (images provenant des radars à synthèse d’ouverture).

Il est également possible de travailler sur des images hyper-spectrales, Orfeo Toolbox est notamment très adapté aux traitements d’images à très haute résolution (de l’ordre du centimètre).

Une des grandes forces d’OTB (Orfeo ToolBox) est la possibilité d’intégrer des modèles de Machine Learning et de Deep Learning dans les traitements de télédétection. Il est ainsi possible de réaliser des modèles de classification ou d’isolement d’objets, de réaliser des modes d’occupation du sol, d’effectuer des classification par K-moyennes sans supervision ou encore d’entraîner des modèles sur des données vecteurs. De nombreux algorithmes complexes (Random Forest, Réseaux neuronaux artificiels, Decision Tree, K plus proches voisins, Normal Bayes…) sont ainsi accessibles en quelques clics avec QGIS ou Monteverdi, ou en quelques lignes de code en C++ ou Python.

Potentielles évolutions

OTB est un outil extrêmement complet pour la télédétection, sûrement le plus complet. Certains outils avancés sont cependant pour l’instant non disponibles. Il serait très intéressant d’avoir accès à certains types de réseau de neurones reconnus pour leur efficacité sur le traitement des images (réseaux de neurones convolutionnels par exemple). Les outils de pré-traitement sont également peu complets, il serait bénéfique de donner la possibilité aux utilisateurs d’appliquer un panel de correction atmosphérique plus complet pour les images multi-spectrales et hyper-spectrales. Actuellement, deux types d’algorithme sont disponibles (Top Of Atmosphere ou TOA et Top Of Canopy ou TOC), l’implantation des méthodes de correction telles que les Dark Objection Soustraction ou DOS serait utile pour certaines données (Landsat notamment).

Bibliographie

Documentation officielle d’Orfeo Toolbox