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Évaluation des dégâts : inondations de l'Aude 2018

Régulièrement mobilisées au plus fort des crises majeures pour fournir une cartographie rapide des dégâts, les images satellitaires s’avèrent également fort utiles pour suivre la reconstruction. Un observatoire a ainsi été mis en place dans l’Aude après les inondations d’octobre 2018. Retour d'expérience.

Contexte

Lors des inondations qui ont touché l’Aude en octobre 2018, le service Copernicus Emergency Rapid Mapping a été déclenché par le COGIC pour évaluer l’étendue des zones impactées. Dans ce cadre, des images satellites ont été rapidement acquises (SPOT 6/7 pour la situation pré-crise, Sentinel-2 et Pléiades à partir du 15 octobre) afin de produire des cartes de situation, de niveaux de dommage et de zonage des inondations.

Si ces cartes ont aidé les services de sécurité civile au plus fort de la crise, elles sont restées largement inconnues d’un service déconcentré comme la DDTM de l’Aude. Activées par le COGIC depuis Paris, les programmations ne couvraient que deux tiers de la zone impactée.

Mais, grâce à ses recherches, le responsable SIG de la DDTM a découvert les services offerts par Copernicus (voir fiche : Accès aux images en période de crise) ainsi que ses conditions d’accès privilégiées aux images Pléiades (voir fiche : accès aux images SPOT 6/7 et Pléiades).

La méthode / en pratique

Au-delà de Copernicus Emergency Rapid Mapping, la DDTM et le CNES se sont alors rapprochés pour compléter les acquisitions post-crise et mettre en place un observatoire départemental des territoires touchés, exploitant des images Pléiades sur la base d’une image par trimestre pendant deux ans.

Un observatoire conçu dès le départ comme une expérimentation montrant l’apport des images très haute résolution sur deux problématiques tests facilement repérables : l’inventaire des dégâts sur les vignes et les pertes de sol agricole, ainsi que la détection et le suivi des embâcles sur le domaine public fluvial.

Les embâcles sont bien visibles sur les images Pléiades (document CNES – DDTM de l’Aude)
Les embâcles sont bien visibles sur les images Pléiades (document CNES – DDTM de l’Aude)

 

Il suffit de 4 images Pléiades pour couvrir l’ensemble de la zone concernée. Dans un premier temps, une inspection visuelle a été réalisée sous QGIS pour une estimation rapide. À l’œil nu, il est facile de repérer par exemple les chemins donnant accès au fleuve et à ses affluents qui ont disparu.

es vignes abîmées sont rapidement identifiées à l’œil nu sur des images Pléiades  (document CNES – DDTM de l’Aude)
Les vignes abîmées sont rapidement identifiées à l’œil nu sur des images Pléiades (document CNES – DDTM de l’Aude)

Les résultats

Ce travail, effectué juste après la crise, se poursuit aujourd’hui à l’aide d’algorithmes de détection automatique. La structure géométrique particulière des rangs de vignes se prête bien à un apprentissage supervisé, sur la base d’échantillons de parcelles de vignes non dégradées. Grâce au référentiel parcellaire graphique (RPG), les parcelles déclarées en vigne sont connues.

L’algorithme d’intelligence artificielle est ensuite capable de distinguer celles qui sont intactes (structure géométrique toujours présente et radiométrie similaire aux échantillons de la base d’apprentissage) et celles qui sont endommagées, sur l’ensemble des images Pléiades, chaque trimestre, et d’en déduire des indicateurs. L’algorithme permet également de détecter des parcelles de vigne non encore déclarée dans le RPG pour obtenir une meilleure exhaustivité des indicateurs sur tout le territoire.

Premiers résultats de la détection automatique des vignes dégradées  (document CNES – DDTM de l’Aude)
Premiers résultats de la détection automatique des vignes dégradées (document CNES – DDTM de l’Aude)
 

 

Les avantages

  • Les images à très haute résolution comme Pléiades sont de puissants outils pour suivre les étapes de reconstruction.
  • La simple photo-interprétation donne à voir beaucoup d’éléments, les algorithmes de traitement automatique de nouvelle génération comme le deep learning sont prometteurs.
  • D’autres types d’images comme Spot6/7 et Sentinel-2 sont porteuses d’informations complémentaires à Pléiades, et font aussi l’objet de travaux exploratoires avec la DDTM de l'Aude, notamment sur l’occupation du sol annuelle.

Les limites

  • Les services déconcentrés, collectivités, établissements publics de coopération intercommunale et autres acteurs du territoire ont intérêt, avant la crise, à bien connaître les mécanismes d’activation de Copernicus Emergency pour en tirer profit le moment venu et être capables de se rapprocher du COGIC pour orienter les acquisitions afin de bien répondre à leurs besoins. Mais les productions proposées dans ce cadre répondent rarement à l’ensemble des problématiques à traiter pour les acteurs autres que la protection civile.

Les perspectives

Une approche similaire, avec une étape préliminaire de détection de changement, a été développée sur les embâcles, cette fois à l’aide d’échantillons identifiés sur le terrain par la DDTM. Les premiers résultats sont très encourageants.

Cette chaîne de traitement ciblée vignes est encore améliorable au fil des saisons, mais elle permet aujourd’hui un suivi régulier des travaux de remise en état. Les acquisitions Pléiades sont programmées et réceptionnées dans le cadre de Geosud/DINAMIS tandis que les traitements sont mis au point par le CNES. Une expérience qui pourra être utile à d’autres territoires et qui pourrait se décliner sur d’autres thématiques précises.

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Acteur :
Direction Départementale des Territoires et de la Mer de l'Aude