Développement et défis de la télédétection urbaine

La télédétection spatiale au Québec connaît ses débuts dans les années 1970. Elle va se développer grâce à trois principaux intervenants : le gouvernement, le secteur privé et les universités québécoises. Elle est appliquée dans plusieurs domaines dont l’étude du milieu urbain. L’objectif de cet article est de présenter les défis de la télédétection urbaine au Québec dans les années 1970 et 1980. Nous allons d’abord survoler l’histoire de la télédétection au Québec ainsi que les défis auxquels elle a dû faire face. Par la suite, nous abordons l’application de la télédétection urbaine au Québec avec présentation d’exemples d’études urbaines.Remote sensing in Quebec appeared for the first time in the 1970s. It was developed mainly by three players; namely, the government, the private sector and the universities of Quebec. Remote sensing has several applications, among them the study of the urban milieu. The objective of this article is to describe the challenges of urban remote sensing in the 1970s and 1980s in Quebec. We begin with an overview of remote sensing in Quebec and the challenges it had to face; after, we show how urban remote sensing has been applied in the province, quoting examples drawn from urban studies.La teledetección en Quebec comienza en los años 1970 y se desarrolla gracias a tres participantes principales: el gobierno, el sector privado y las universidades quebequenses. Ella se emplea en varios dominios como en el estudio del medio urbano. El objetivo de este artículo es de presentar los desafíos que ese estudio tuvo que enfrentar en los años 1970 y 1980. Primeramente, hacemos un sobrevuelo de la historia de la teledetección en Quebec, luego abordamos la utilización de la teledetección urbana con ejemplos de estudios urbanos

Développement d'une nouvelle approche basée objets pour l'extraction automatique de l'information géographique en milieu urbain à partir des images satellitaires à très haute résolution spatiale

Résumé: L'importance de l'information géographique est indéniable pour des prises de décision efficaces dans le milieu urbain. Toutefois, sa disponibilité n'est pas toujours évidente. Les images satellitaires à très résolution spatiale (THRS) constituent une source intéressante pour l'acquisition de ces informations. Cependant, l'extraction de l'information géographique à partir de ces images reste encore problématique. Elle fait face, d'une part, aux spécificités du milieu urbain et celles des images à THRS et d'autre part, au manque de méthodes d'analyse d'images adéquates. Le but de la présente étude est de développer une nouvelle approche basée objets pour l'extraction automatique de l'information géographique en milieu urbain à partir des images à THRS. L'approche proposée repose sur une analyse d'image basée objets. Deux étapes principales sont identifiées : le passage des pixels aux primitives objets et le passage des primitives aux objets finaux. La première étape est assurée par une nouvelle approche de segmentation multispectrale non paramétrée. Elle se base sur la coopération entre les segmentations par régions et par contours. Elle utilise un critère d'homogénéité spectrale dont le seuil est déterminé d'une manière adaptive et automatique. Le deuxième passage part des primitives objets créées par segmentation. Elle utilise une base de règles floues qui traduisent la connaissance humaine utilisée pour l'interprétation des images. Elles se basent sur les propriétés des objets des classes étudiées. Des connaissances de divers types sont prises en considération (spectrales, texturales, géométriques, contextuelles). Les classes concernées sont : arbre, pelouse, sol nu et eau pour les classes naturelles et bâtiment, route, lot de stationnement pour les classes anthropiques. Des concepts de la théorie de la logique floue et celle des possibilités sont intégrés dans le processus d'extraction. Ils ont permis de gérer la complexité du sujet étudié, de raisonner avec des connaissances imprécises et d'informer sur la précision et la certitude des objets extraits. L'approche basée objets proposée a été appliquée sur des extraits d'images Ikonos et Quickbird. Un taux global de 80 % a été observé. Les taux de bonne extraction trouvés pour les classes bâtiment, route et lots de stationnement sont de l'ordre de 81 %, 75 % et 60 % respectivement. Les résultats atteints sont intéressants du moment que la même base des règles a été utilisée. L'aspect original réside dans le fait que son fonctionnement est totalement automatique et qu'elle ne nécessite ni données auxiliaires ni zones d'entraînement. Tout le long des différentes étapes de l'approche, les paramètres et les seuils nécessaires sont déterminés de manière automatique. L'approche peut être transposable sur d'autres sites d'étude. L'approche proposée dans le cadre de ce travail constitue une solution intéressante pour l'extraction automatique de l'information géographique à partir des images à THRS.||Abstract: The importance of the geographical information is incontestable for efficient decision making in urban environment. But, it is not always available.The very high spatial resolution (VHSR) satellite images constitute an interesting source of this information. However, the extraction of the geographical information from these images is until now problematic.The goal of the present study is to develop a new object-based approach for automatic extraction of geographical information in urban environment from very high spatial resolution images.The proposed approach is object-based image analysis. There are two principal steps: passage of pixels to object primitives and passage of primitives to final objects.The first stage uses a new multispectrale cooperative segmentation approach. Cooperation between region and edge information is exploited. Segments are created with respect to their spectral homogeneity.The threshold is adaptive and its determination is automatic.The second passage leaves from object primitives created by segmentation. Fuzzy rule base is generated from the human knowledge used for image interpretation. Several kinds of object proprieties are integrated (spectral, textural, geometric, and contextual).The concerned classes are trees, grass, bare soil and water as natural classes and building, road, parking lot as man made classes. Fuzzy logic and possibilities theories are integrated in the process of extraction. They permitted to manage the complexity of the studied objects, to reason with imprecise knowledge and to inform on precision and certainty of the extracted objects.The approach has been applied with success on various subsets of Ikonos and Quickbird images.The global extraction accuracy was about 80%.The object-based approach was able to extract buildings, roads and parking lots in urban areas with of 81%, 75% and 60% extraction accuracies respectively.The results are interesting with regard to that the same rule base was used.The original aspect resides in the fact that the approach is completely automatic and no auxiliary data or training areas are required. Along the different stages of the approach, the parameters and the thresholds are determined automatically. This allows the transposability of the approach on others VHRS images.The present approach constitutes an interesting solution for automatic extraction of the geographical information from VHSR satellite images

Use of Geographic Information Systems for spatio-temporal analysis of the effects of climate change on the availability of fisheries resources (Sardina pilchardus, Merluccius merluccius and Thunnus thynnus) in Morocco

Les changements des variables climatiques telles que la température affectent directement les conditions de vie des espèces marines y compris les espèces de poissons. Dans ce travail, nous avons examiné le niveau d’exposition de la distribution de trois espèces de Sardina pilchardus, Merluccius merluccius et Thunnus thynnus dans les quatre zones de pêche du Maroc. Le niveau d’exposition a été évalué par l’analyse des variations des probabilités d’occurrence des espèces sur une période de référence (2000-2014) et celle projetée (2040-2050) suivant les scénarios d’émissions des gaz à effet de serre (RCP6.0 et RCP 8.5). Le modèle de distribution utilisé dans ce travail est le modèle AquaMaps. Les facteurs écologiques considérés sont la température, la salinité et la profondeur. Les résultats ont montré que les variables environnementales (température et salinité) vont subir une augmentation au cours des trois prochaines décennies et selon les deux scénarios utilisés. La température et la salinité connaîtront une augmentation sur la majorité des zones, à l’exception de l’Atlantique Nord qui connaîtra une diminution de salinité. Par conséquent, la probabilité d’occurrence et la distribution des espèces de sardines et des merlus connaîtront une réduction tandis que celle du Thon rouge restera stable. Mots clés : Changements climatiques, ressources halieutiques, SIG, AquaMaps, MarocChanges in climate variables such as temperature directly affect the habitats of marine species including fish species. In this study, we examinated the exposure level of distribution of three fish species, Sardina pilchardus, Merluccius merluccius and Thunnus thynnus. The study was carried out along Moroccan coasts in four main fishing areas. The exposure level to climate variables change was analysed based on variation of occurrence probabilties from reference period (2000-2014) and projected period (2040-2050). Two greenhouse gas emission scenarios were considered (RCP6.0 and RCP8.5). AquaMaps model was used to generate predicted distributions from three environmental factors, sea surface temperature, salinity and depth. The results demonstrate that temperature and salinity will increase during next 30 years in three areas (Mediterranean area, centre atlantic area and south atlantic area) under RCP6.0 and RCP8.5. Thus, distributions of Sardina pilchardus and Merluccius merluccius will decrease while the distribution of Thunnus thynnus will remain stable. Keywords: Climate change, fisheries resources, GIS, AquaMaps, Morocc

Urban Objects Extraction from 3D Laser Point Clouds Acquired by a Static Laser Scanner and a Mobile Mapping System

Abstract Terrestrial laser scanning (TLS) whether in static scanning or mobile scanning, as in the case of a mobile mapping system (MMS), generates a large amount of 3D data. These data can be used for a variety of purposes. The aim of this research study is to experiment terrestrial laser scanning, in both static and mobile mode, for the extraction of urban objects of an urban street survey. Particularly, this research aims to develop a comparative study, of the two methods, according to the conventional method (tachometry measurement). We have established a methodology in order to extract objects form 3D data collected by a static laser scanner and a mobile mapping system. The proposed methodology has been tested on two urban street sections of 300 meters length. Finally, we fixed a comparative analysis between the two laser scanning methods, within the following comparison levels: qualitative level (precision and completeness criteria), time level (operative time for acquisition and processing) and financial level (direct costs). The results show the efficiency of the mobile mapping approach especially for data acquisition. To establish an urban survey, the direct cost is 71% cheaper using a mobile mapping system and 50% cheaper using a static laser scanner, than using the conventional method

Extending the IFC Standard to Enable Road Operation and Maintenance Management through OpenBIM

Open Building Information Modelling (OpenBIM) is a collaborative project management process. Its application to road infrastructures is currently limited. OpenBIM standards for infrastructure are still under development. One of these standards is the Industry Foundation Classes (IFC), which is a data architecture for modelling infrastructure projects. The current and upcoming releases of IFCRoad focus on structuring data for the design and construction phases of an infrastructure’s lifecycle. Semantics of the O&M process phase are not fully integrated within these standards. This paper proposes an extension of the IFC schema to enrich this standard with semantics inherent in the O&M phase of road infrastructures. This extension, based on IFCInfra4OM ontology, allows the OpenBIM process to be fully applied to road infrastructures. Its implementation on a case study relative to the A7 Agadir–Marrakech Highway in Morocco enables, on the one hand, analysis and compliance with O&M management requirements on the basis of a single container: the IFC-BIM-based model. On the other hand, it allows comparison of the OpenBIM process with that of ClosedBIM for the integration of O&M data into BIM for a road infrastructure

Opportunities for the use of drone technology in forest ecosystems

Au cours de la dernière décennie, la technologie drone a suscité un grand intérêt et a été largement utilisée pour des applications civiles. Ainsi, les drones ont rapidement prouvé leurs efficiences dans les ressources naturelles, l’environnement, l’agriculture et la foresterie. Étant une plate-forme de télédétection, les drones ont le potentiel d'augmenter l'efficacité d'acquisition des données forestières en ayant des résolutions spatiale et temporelle beaucoup plus importantes que celles des autres techniques de télédétection. Dans cet article, nous présentons une synthèse des travaux de recherche portant sur l’utilisation de la technologie drone dans diverses applications forestières, dont la modélisation de la canopée forestière, l’évaluation des paramètres de l’inventaire forestier, le suivi de la santé des forêts et la discrimination des essences forestières. L’analyse de ces travaux a montré que l’utilisation de la technologie drone a concerné plusieurs aspects diversifiés, tandis que d’autres thématiques de recherche sont encore peu étudiées, notamment l’évaluation de la régénération naturelle, le suivi des projets de réhabilitation des écosystèmes naturels, l’étude des impacts des changements climatiques et des impacts anthropogènes sur un écosystème forestier. Le drone offre des opportunités d’utilisation de la technologie drone dans la gestion du domaine forestier Marocain, afin de remédier aux limites des techniques de télédétection utilisées actuellement en termes de résolution spatiale, de flexibilité du choix du temps d’acquisition des données et en terme du coût. Mots clés: Drone, Écosystème forestier, Inventaire forestier, Modélisation de la canopée forestière, Photogrammétrie, LidarOver the past decade, UAV technology has attracted a great deal of interest and has been widely used for civilian applications. UAVs have rapidly proven their efficiency in natural resources, the environment, agriculture and forestry. As a remote sensing platform, UAVs have the potential to increase the efficiency of forest data acquisition, having much higher spatial and temporal resolutions than other remote sensing techniques. In this paper, we present a synthesis of research on the use of UAV technology in various forestry applications, such as forest canopy modelling, forest inventory parameter assessment, forest health monitoring and forest species discrimination. The analysis of this research has shown that the use of UAV technology has concerned several diversified aspects, while other research themes are less studied, notably the assessment of natural regeneration, the monitoring of natural ecosystem rehabilitation projects, the study of climate and anthropogenic change impacts forest ecosystems. UAV technology is an opportunities for management of the Moroccan forest ecosystem, in order to overcome the limitations of the remote sensing techniques currently used, in terms of spatial resolution, flexibility in the choice of data acquisition time and in terms of cost. Keywords: UAV, Forest ecosystem, Forest inventory, Forest canopy modelling, Photogrammetry, Lida

Vers une extension du Building Information Modeling aux projets d’infrastructure routière: Cas d’étude d’un échangeur autoroutier au Maroc

Building Information Modeling (BIM) is a technology revolution in the building industry where it has proven itself throughout the life cycle of a building. This reality has led in recent years to an extension of this concept to the Civil Engineering sector for infrastructure projects by deploying scientific research within universities or organized in international groups. The common goal is to facilitate the exchange of data and collaboration around these projects. In this context, our research focuses specifically on road projects and aims to propose a conceptual model for structuring a 3D BIM for this type of infrastructure. This conceptual model is based on the standards applicable in Morocco in addition to recommendations of BuildingSmart in terms of IFC standard. This article provides an exhaustive literature review on the recent advances on integrating BIM in the infrastructure sector. Then, a case study in Morocco is discussed to highlight the requirements and technical constraints that should be taken into consideration for the implementation of 3D BIM in roads infrastructure projects. Key Words: Building Information Modeling, Road projects, InfrastructuresLe Building Information Modeling (BIM) est une révolution de la technologie dans le secteur du bâtiment où il a fait ses preuves tout au long du cycle de vie d’un bâtiment. Cette réalité a mené depuis quelques années, à une extension de ce concept au secteur du Génie Civil pour les projets d’infrastructures en déployant des recherches scientifiques au sein d’universités ou organisées en groupes internationaux. L’objectif commun étant de faciliter l’échange des données et la collaboration autour de ces projets. Dans ce contexte, notre recherche porte spécifiquement sur les projets routiers et vise à proposer un modèle conceptuel de structuration d’un BIM 3D  pour ce type d’infrastructure. Ce modèle conceptuel est basé sur les normes en vigueur au Maroc  d’une part et des recommandations de BuildingSmart en termes de norme IFC d’autre part. Cet article, présente une revue de littérature exhaustive des avancées récentes en termes d’intégration du BIM dans le secteur de l’infrastructure. Ensuite un cas pratique au Maroc est discuté pour mettre en évidence les exigences et les contraintes techniques qui devront être considérées pour l’implémentation du BIM 3D dans les projets d’infrastructure routière. Mots clefs: Building Information Modeling, Projet Routier, Infrastructure

IFCInfra4OM: An Ontology to Integrate Operation and Maintenance Information in Highway Information Modelling

Building information modelling (BIM) is increasingly appropriate for infrastructure projects, and in particular for transport infrastructure. It is a digital solution that integrates the practices of the construction industry in facility management during the whole life cycle. This integration is possible through a single tool, which is the 3D digital model. Nevertheless, BIM standards, such as industry foundation classes, are still in the pipeline for infrastructure management. These standards do not fully meet the requirements of operation and maintenance of transport infrastructure. This paper shows how BIM could be implemented to address issues related to the operation and maintenance phase for transport infrastructure management. For this purpose, a new ontological approach, called Industry Foundation Classes for Operation and Maintenance of Infrastructures (IFCInfra4OM), is detailed. This ontology aims to standardise the use of building information modelling for operation and maintenance in road infrastructures. To highlight the interest of the proposed ontological approach, a building information model of a section on the A7 Agadir–Marrakech Highway in Morocco is produced according to IFCInfra4OM. The methodology is presented. The results obtained, including the IFCInfra4OM data model, are submitted. In the last section, an overview of the IFC extension approach is submitted

Extraction automatique des zones irriguées dans la région du Gharb par analyse d'image basée-objets des images Landsat 8

Morocco has made enormous efforts in the irrigation field. However the lack of information regarding the precise location and delimita-tion of the irrigated areas is increasingly affecting farmers’ monitoring and control. The main objective of this study is to evaluate the contribution of the object-based image analysis approach for automatic extraction of irrigated areas, especially those out of the officials irrigated perimeters. We worked on two Landsat 8 images of the Gharb region. Three methods of classification have been carried out and evaluated according to the object-based approach. For the first two methods, we have created and implemented a series of membership rules, that aim, through various attributes (NDVI and temperature), to discriminate the objects of interest. For the third method, we used the nearest neighbor interpolation to establish a land cover map of the area of study. The results of this study are very promising. The irrigated areas were successfully extracted at 88.5 %. The superposition of the extracted areas with the boundary of the official irrigated perimeter made it possible to detect and locate irrigated areas outside this perimeter in the Gharb region. This will contribute to a better monitoring and control of the irrigation methods and the water consumption of the farmers in this region. Keywords: Irrigated areas, automatic extraction, object-based image analysis, Landsat 8 images, NDVI, temperature.Le Maroc a déployé d’immenses efforts en matière d’irrigation. Cependant, le manque d’informations concernant la localisation et la délimitation précise des zones irriguées affecte de plus en plus le suivi et le contrôle des agriculteurs. L’objectif principal de cette étude est d’évaluer l’apport de l’approche d’analyse d’image basée-objets pour l’extraction automatique des zones irriguées, parti-culièrement celles hors périmètre irrigué. Nous avons travaillé sur deux images Landsat 8 de la région du Gharb. Trois méthodes de classification ont été réalisées et évaluées selon l’approche basée-objets. Pour les deux premières méthodes, nous avons créé et mis en place une série de règles d’appartenance qui visent, à travers différents attributs (NDVI et température), à discriminer les objets d’intérêt. La troisième méthode est celle du plus proche voisin que nous avons utilisée pour établir une carte d’occupation du sol de la zone d’étude. Les résultats obtenus suite à cette étude sont très prometteurs. Les zones irriguées ont pu être extraites avec succès à 88,5 %. La superposition des zones extraites avec la limite du périmètre irrigué a permis de détecter et localiser les zones irriguées hors périmètres irrigués dans la région du Gharb. Ceci contribuera à un meilleur suivi et contrôle des méthodes d’irrigation et des consommations en eau des agriculteurs dans cette zone. Mots clés: Zones irriguées, extraction automatique, analyse d’image basée-objets, image Landsat 8, NDVI, température

Potentiel du radar de pénétration du sol pour la caractérisation de la nappe phréatique peu profonde dans la région de Mnasra au Maroc

Morocco is a water-scarce country confronted with a severe dependence on rain-fed agriculture and dwindling groundwater reserves. Since 1995, new water regulation laws and management strategies have been promulgated providing a comprehensive framework for an integrated management. Moreover, water managers should have precise data on the current state of water tables depth in strategic aquifers. Unfortunately, the main source of these data are sporadic wells with no automated monitoring systems making the assessment of  water table dynamics, costly, time consuming and out-phased with decision maker needs. In this respect, this paper focuses on the capability of Ground Penetrating Radar to determine the depth of shallow water table in Mnasra region, located in the Gharb region of Morocco as a pilot study to generalize its use in the future for groundwater dynamic monitoring purposes in Morocco. The experiment was undertaken using Mala 800 MHz shielded antennas and was able to probe the depth of the upper fresh water table at 3.75 m deep in the Mnasra aquifer in semi-arid conditions. Data collected by GPR can be used as substitute for well logs to enhance the monitoring of water tables in stressed areas during droughts and excessive recharges during rainy season. Keywords : Ground Penetrating Radar, Shallow water table, Mnasra, Gharb Region, Mala 800 Mhz Antenna, Monitoring of water table.  Le Maroc est un pays à ressources en eau limitées confronté à une dépendance à l’agriculture pluviale et une diminution des réserves des eaux souterraines. Depuis 1995, de nouvelles lois de règlementation d’eau et des stratégies de gestion ont été promulguées fournissant un cadre global de gestion intégrée. Par ailleurs, les gestionnaires doivent disposer de données précises et actualisées sur le niveau des nappes stratégiques. Malheureusement, la principale source des données est celle des puits sporadiques sans systèmes de suivi automatisés rendant l’évaluation des dynamiques des nappes coûteuse, exigeante en temps et en déphasage avec les besoins des décideurs. Ainsi, cet article se focalise sur la capacité des sondeurs radar (GPR) à déterminer la profondeur de la nappe souterraine de Mnasra, zone pilote située dans la région du Gharb au Maroc pour généraliser son utilisation dans le suivi des nappes au Maroc. Il était possible de sonder, en utilisant des antennes Mala 800 MHz, le niveau de la nappe à une profondeur de 3.75 m dans des conditions semi-arides. Les données GPR collectées peuvent être utilisées comme substitut des puits pour rehausser le suivi des nappes dans les zones arides pendant les périodes de sécheresse et de recharge intense. Mots-clés : Sondeur Radar, nappe non profonde, Mnasra, Région de Gharb, Antenne Mala 800 Mhz, suivi des nappe