Stéphane Dupuy – Cirad UMR TETIS - stephane.dupuy@cirad.fr, Février 2018

Contexte

Les cartes d'occupation du sol peuvent être utilisées pour de nombreuses études. Elles sont par exemple utiles à la DEAL ou à l'ONF. D'autre part dans le projet GABIR (Gestion Agricole des Biomasses à l’échelle de l’Ile de la Réunion), une des tâches consiste à identifier les sources et puits de biomasses, grâce à la production d'une cartographie des principales cultures par classification de données de télédétection et bases de données d’observations de terrain. La carte d’occupation du sol obtenue à partir de données de télédétection permettra de constituer un état des lieux et de suivre l’évolution des espaces agricoles dans le temps. Ce travail est mené dans le cadre du CES Occupation des Sols du pôle Theia. 

Objectifs

L’objectif de cette action du projet GABiR est d’appliquer sur l’ensemble de l’ile de la Réunion le prototype de chaine de traitement mis au point par l’UMR TETIS pour cartographier l’occupation du sol dans les contextes variés des pays du Sud.  La méthode consiste en l’utilisation conjointe d'une image à Très Haute Résolution Spatiale Spot6/7 (acquise le 8 avril 2016 par le dispositif Kalideos) et d’une série temporelle d’images à Haute Résolution Spatiale Sentinel-2 et Landsat-8 (pour une période allant de janvier 2016 à juillet 2017) dans une approche de classification combinant approche objet et fouille de données (Random Forest) entrainée par une base de données d’apprentissage collectée in situ. Afin de rendre la méthode plus facilement reproductible, son implémentation est réalisée avec des outils libres (Orfeo Toolbox, R, Python).

Données utilisées

La couverture THRS est constituée de 2 images Spot6 acquises le 8 avril 2016 (l'élaboration des mosaïques pour le travail réalisé est illustrée dans l'article "Mosaïque d’images SPOT 6/7 sur la Réunion") :

La couverture HRS est constituée de 38 images Sentinel 2 et 36 images Landsat 8 acquises entre janvier 2016 et juillet 2017 :

Réalisation

La BOS 2014 de la DAAF a été utilisée pour la constitution de la base de données de terrain mais les contours des parcelles ont été revus par rapport à l'image Spot6 d'avril 2016. En complément, des relevés de terrain ont été effectués en juin 2017 (surtout dans les zones de maraichage et de vergers). Des parcelles de canne à sucre replantées en 2016 ont également été ajoutées (donnée transmise par le Syndicat du Sucre de la Réunion). Cette BD de 2650 parcelles a ensuite été divisée en deux : 80% des parcelles par classe du niveau 4 ont été tirées au sort pour constituer la BD d'apprentissage. Les 20% restant constituent la BD de validation. La classification, obtenue sur la période 2016 – 2017, a été calculée à différents niveaux de nomenclature. La couche illustrée ici a été obtenue à partir du niveau le plus détaillé de la nomenclature. Les classes ont ensuite été regroupées en fonction des confusions constatées dans la matrice de confusion. Enfin un croisement avec la couche "terres cultivables" transmise par la SAFER de la Réunion a permis de corriger certaines erreurs de classification.

La précision globale obtenue est de 88,71 % et l'indice de Kappa est de 86,47%. Les cultures majoritaires (canne à sucre et prairies) obtiennent les meilleures précisions (f-scores de 96 % et 92 %). Par contre les cultures maraichères et les vergers affichent de moins bons scores (61% et 73%).

Le travail a été réalisé en partie dans le cadre d’un stage (du 6 mars 2017 au 6 septembre 2017) de Master 2 (M2 Géomatique de l’Université de Montpellier) encadré Stéphane Dupuy (Cirad, UMR TETIS) à la Station de Ligne-Paradis - 7 chemin de l'IRAT - Saint-Pierre.

La carte d’occupation du sol obtenue et présentée ci-dessous est disponible en libre accès ici.