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Qu'est-ce que la détection des changements et effectuer une telle analyse avec des outils open source ?

Qu'est-ce que la détection des changements et effectuer une telle analyse avec des outils open source ?


Depuis la page wikipédia :

La détection des changements pour les SIG (systèmes d'information géographique) est un processus qui mesure comment les attributs d'une zone particulière ont changé entre deux périodes ou plus. La détection des changements implique souvent la comparaison de photographies aériennes ou d'images satellite de la zone prises à différents moments. Le processus est le plus souvent associé à la surveillance environnementale, à la gestion des ressources naturelles ou à la mesure du développement urbain

Comment se fait la comparaison ? Avec quels outils ?

J'ai l'impression que la description n'est pas complète. Ou quelque chose manque.

Où ou dans quels livres puis-je trouver plus d'informations sur la détection des changements ?

Quels outils dois-je utiliser pour effectuer une telle analyse en utilisant les données d'un fichier de formes ? (uniquement open source s'il vous plaît)


Quelques articles sur la détection de changement (théorie et techniques)

Techniques de détection des changements (D. LU, E. BRONDI, ZIO et E. MORAN, 2004, pdf)

Détection de changement de tendance dans les séries chronologiques NDVI : Effets de la variabilité interannuelle et méthodologie Forkel, M. , Carvalhais, N. , Verbesselt, J. , Mahecha, MD , Neigh, C. , Reichstein, M. (2013) Remote Sensing 5 (2013)5. - ISSN 2072-4292 - p. 2113 - 2144.

Changements dans les tendances mondiales de l'activité de la végétation Jong, R. de , Verbesselt, J. , Zeileis, A. , Schaepman, M.E. (2013) Remote Sensing 5 (2013)3. - ISSN 2072-4292 - p. 1117 - 1133.

Relations entre le déclin de la banquise estivale, l'augmentation des températures et l'évolution de la végétation dans la toundra arctique sibérienne d'après la série chronologique MODIS (2000-11) Dutrieux, L.P. , Bartholomeus, H.M. , Herold, M. , Verbesselt, J. (2012) Environmental Research Letters 7 (2012)4. - ISSN 1748-9326 - p. 12.

Détection de perturbations en temps quasi réel à l'aide de séries chronologiques d'images satellitaires Verbesselt, J.P. , Zeileis, A. , Herold, M. (2012) Remote Sensing of Environment 123 (2012). - ISSN 0034-4257 - p. 98 - 108. Changements de tendance dans le verdissement et le brunissement mondiaux : contribution des tendances à court terme au changement à long terme Jong, R. de , Verbesselt, J. , Schaepman, ME , Bruin, S. de (2012) Global Change Biology 18 (2012)2. - ISSN 1354-1013 - p. 642 - 655.

Détection des changements phénologiques tout en tenant compte des tendances abruptes et graduelles des séries chronologiques d'images satellite Verbesselt, J. , Hyndman, R. , Zeileis, A. , Culvenor, D. (2010) Remote Sensing of Environment 114 (2010)12. - ISSN 0034-4257 - p. 2970 - 2980.

Détection des tendances et des changements saisonniers dans les séries chronologiques d'images satellite Verbesselt, J. , Hyndman, R. , Newnham, G. , Culvenor, D. (2010) Remote Sensing of Environment 114 (2010)1. - ISSN 0034-4257 - p. 106 - 115.

(J'en rajouterai à l'avenir si je découvre des articles plus notables)


La détection de changement est une opération/un module courant dans les packages de télédétection comme ENVI ou Orfeo toolbox. Il s'agit généralement de données raster (images satellites par exemple).

Comment se fait la comparaison ? Avec quels outils ? J'ai l'impression que la description n'est pas complète. Ou quelque chose manque.

La détection des changements se fait en comparant deux images raster prises à des moments différents mais qui couvrent la même zone. Comme les images couvrent la même zone, les images se superposent. Imaginez deux grilles empilées l'une sur l'autre.

Il s'agit alors de comparer si la valeur d'un pixel dans le nouveau raster est la même que la valeur du pixel dans l'ancien raster. Les pixels qui ont changé sont alors marqués. La sortie est généralement un raster qui couvre les mêmes étendues que les deux images avec les zones modifiées mises en évidence. C'est une simplification bien sûr mais vous voyez l'idée :)

Où ou dans quels livres puis-je trouver plus d'informations sur la détection des changements ?

Vous pouvez commencer avec ces documents

Quels outils dois-je utiliser pour effectuer une telle analyse en utilisant les données d'un fichier de formes ? (uniquement open-source s'il vous plaît)

Vous pouvez essayer Opticks. Il a un plugin de détection de changement.


Découvrez DTclassifier ici que vous pouvez utiliser avec QGIS.

DTclassifier fournit une interface simplifiée et rationalisée pour la classification raster et la détection des changements à l'aide d'arbres de décision.

Fonctionnalités du plug-in :

  • approche intégrée - effectuer toutes les opérations, y compris la collecte de données de formation, la construction d'arbres et la classification dans QGIS
  • premier exemple d'utilisation de la bibliothèque de vision par ordinateur OpenCV dans QGIS
  • utilisation d'algorithmes de classification non paramétrique - arbres de décision.

Vous pouvez trouver un tutoriel ici.

À côté de cela, vous pouvez jeter un coup d'œil à ce post ici, Détection de changement d'entropie


Je ne pense pas que vous trouverez de nombreux outils de détection de changement sur les données vectorielles (comme les fichiers de formes) car c'est un problème trivial - il suffit de parcourir les points et de me dire s'ils sont identiques.

La détection de changement est plus typique pour les images raster (par exemple les images SAR ou les images visuelles/IR), où le problème est de détecter ce qui a changé d'un passage de satellite à l'autre, ou d'un survol d'avion à l'autre, ou « avant et après " sur un site qui a connu une catastrophe naturelle.

Pour les images raster, une option de boîte à outils open source est Orfeo Toolbox.


Détection de changement

Détection de changement, dans la discipline de la télédétection, est le processus analytique qui vise à détecter les changements - dans le temps et dans l'espace - de la couverture végétale ou/et de l'utilisation des terres.

L'ACP comme technique de détection de changement

Parmi les pratiques de détection de changement les plus courantes et les plus réussies, figure l'application de l'analyse en composantes principales (ACP) sur des données multidimensionnelles bi- ou multi-temporelles (Lu et al., 2003).

Qu'est-ce que l'APC ?

L'analyse en composantes principales (ACP) est un algorithme de transformation linéaire multidimensionnel. Il reconstruit un ensemble de données multivariées de manière à ce que les premières variables, appelées composantes principales (PC), contiennent la majeure partie de la variance des données d'origine. Ainsi, l'ACP offre la possibilité de décrire ou de représenter de manière fiable un ensemble de données multidimensionnel en utilisant moins de dimensions que celles qui composent l'ensemble de données initial (Jolliffe, 2002).

Comment ça marche?

PCA redirige les écarts les plus élevés de l'ensemble de données d'origine, qui ressemblent principalement inchangé caractéristiques du paysage, dans les premières composantes. Il appartient ensuite à l'utilisateur d'extraire les modifications au moyen d'opérations avancées de traitement d'images numériques, c'est-à-dire (segmentation et) classification d'images.

Détection de changement basée sur PCA à l'aide de (G)FOSS

PCA est implémenté dans GRASS-GIS (module i.pca), R (fonctions princomp() et prcomp()), OrfeoToolbox, SAGA-GIS et probablement plus d'applications (gratuites et) Open Source.

Un exemple de travail approfondi, dont la plupart du texte ci-dessus a été extrait, montre comment cartographier les zones brûlées - qui est essentiellement une analyse de détection de changement - basée sur PCA et GFOSS. Veuillez vous référer à ce travail pour une liste complète de les références sur le sujet.

Sur l'utilisation de GRASS-GIS et R pour effectuer l'ACP, il existe un GRASS-wiki page intitulée Analyse des composantes principales.

Les références

Jolliffe, I.T. (2002). Analyse des composants principaux. Springer, 2e édition. 28 illustrations.

Lu, D., Mausel, P., Brondizio, E. et Moran, E. (2003). Changer les techniques de détection. Revue internationale de télédétection, 25(12):2365.


Le progiciel open source SIG et télédétection Whitebox Geospatial Analysis Tools (http://www.uoguelph.ca/~hydrogeo/Whitebox/) possède un nombre assez étendu d'outils pour effectuer la détection de changements sur l'imagerie. Cela inclut des outils pour l'analyse des vecteurs de changement, la tabulation croisée, la régression d'image, l'analyse en composantes principales et l'opération d'insertion de mémoire de fonction d'écriture. Je suis probablement biaisé, étant le développeur principal du logiciel, mais j'enseigne souvent la détection des changements aux étudiants de premier cycle utilisant Whitebox et mon expérience a été qu'il s'agit d'un logiciel convivial et intuitif pour ce type d'analyse.


La détection des changements est une étude très intense lorsque vous travaillez pour le développement urbain, la gestion du paysage ou la fragmentation des forêts… Pour de telles fins qui nécessitent un résultat beaucoup plus précis, vous devez d'abord opter pour la classification d'une zone du passé au présent, puis travailler avec ces données vectorielles pour l'étude de détection de changement