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Quelles applications pour les données issues du spatial ?

Photographie satellitaire de la Bretagne (Crédits : ESA/ATG Medialab)

Plusieurs téraoctets : c’est la quantité phénoménale de données que les satellites Sentinel produisent par jour ! Comment développer, à partir de ces flux de data, des applications concrètes à destination des gestionnaires de territoire ? C’est la question que se sont posée les acteurs de l’applicatif spatial présents au Forum AppSpace, événement organisé par le CNES, le GIS BreTel, le Booster Morespace et  l’Institut InSpace du 17 au 19 octobre 2017.

 

Copernicus, programme de l’Agence Spatiale Européenne et de l’Union Européenne, a lancé les satellites Sentinel -1A, 1B, 2A, 2B et 3A, tous équipés de capteurs différents pour effectuer des mesures variées. L’objectif est de fournir aux utilisateurs européens, et plus spécifiquement aux chercheurs, des données d’observations complètes et gratuites de l’ensemble de la Terre : océans, sols, végétation, zone côtière, radiométrie, température, altimétrie… Mais comment utiliser ces données issues du spatial pour développer des applications concrètes ?

Cette problématique de l’application des données issus du programme Copernicus était au cœur de l’évènement Appspace, co-organisé par le GIS Bretel. Cette initiative a permis pour la première fois de réunir l’ensemble des acteurs de la région Bretagne, mais également les acteurs nationaux et européens de l’applicatif spatial autour de tables rondes, d’ateliers sur des sujets thématiques, et d’un espace d’exposition pour les entreprises et les laboratoires. Pour ses organisateurs, Appspace a vocation à devenir un évènement de référence décliné dans d’autres régions françaises et européennes. Le but est ainsi d’avoir une vision claire et globale de l’écosystème régional, national voire européen de l’applicatif spatial.

 

Encourager les utilisateurs finaux à s’emparer des données

« Ce qu’il ressort de cet évènement est que, globalement, le monde de la recherche arrive plutôt bien à s’emparer des données issues du spatial. » explique Nicolas Bellec, directeur opérationnel du GIS BreTel. « Cependant, certains spécialistes de terrain, comme les biologistes ou les écologues, ont parfois du mal à se les approprier dans leur recherche, et font appel à d’autres laboratoires spécialisés dans le spatial. »

Au-delà du monde de la recherche, les données issues du programme Copernicus étaient notamment destinés aux collectivités territoriales, aux services régionaux et d’état, pour répondre à des besoins qui leur sont propres. Mais ces acteurs, considérés comme les utilisateurs finaux, ne font pas utilisation de ces données. « Avec les nouveaux capteurs des satellites, les résolutions sont pourtant de plus en plus adaptées à leur besoins ! » affirme Nicolas Bellec. « Sans compter que le paysage des applications est large : sécurité et sûreté maritime, occupation des sols et aménagement des territoires, surveillance de la végétation et de la biodiversité, adaptation aux changements climatique… Au forum Appspace, nous avons cherché à comprendre pourquoi. »

En réunissant le monde de la recherche, les entreprises et les utilisateurs finaux, l’évènement Appspace a permis d’identifier les freins à l’usage des données spatiales et de trouver des solutions adaptées. « Ce qui est ressorti, c’est que les gestionnaires de territoires manquaient de formation et d’information autour de ces sujets-là. Chercheurs, entreprises et utilisateurs souhaitent mener des démarches de ‘’co-construction‘’ des applications, pour être au plus proche des besoins des gestionnaires de territoire. »  explique Nicolas Bellec.

L’autre difficulté est que les données spatiales peuvent rarement résoudre à elles seules des problèmes concrets. Souvent, elles doivent être confrontées à d’autres données, et notamment des données de terrain, pour trouver leur place dans l’applicatif. Plusieurs projets actuellement menés font ainsi en sorte d’incorporer les données spatiales dans les procédés existants d’acquisition d’information sur les territoires.

Le projet Sésame,  réalisé par le Lab-STICC* les équipes Obelix et Myriads de l’IRISA  et financé par la DGA et l’ANR, croisent quant à lui les données issues du spatial avec les données AIS en provenance des navires pour développer des applications de monitoring et de surveillance du trafic maritime.

 

Développer des technologies capables de gérer les flux de données

L’objectif du projet Sésame est de mettre au point des technologies capables de détecter et de documenter en temps réel des comportements anormaux de navires : entrées illégales sur des zones définies,  déviation de trajectoire suspecte, pêche illégale… Pour arriver à un tel résultat, les photographies hautes résolutions de la surface de la mer produites par les satellites Sentinel doivent être croisées avec les données AIS (Automatic Identification System) émises par les navires : chaque navire émet un signal AIS, qui comporte des informations sur le navire lui-même, sa route et sa position, à des résolutions de l’ordre de la minute. L’enjeu du projet est de traiter ces flux de données extrêmement importants : en effet, aux téraoctets de données des satellites Sentinel s’ajoutent les dizaines de millions de messages AIS produits par jour…

« CLS, notre partenaire industriel, est un opérateur de solution pour le monitoring et la surveillance du trafic maritime à partir de données satellitaires. Les chaînes opérationnelles de traitement des données doivent être revues pour passer à l’échelle des flux qui émergent actuellement » explique Ronan Fablet, enseignant-chercheur à IMT Atlantique au sein du laboratoire Lab-STICC et coordinateur du projet Sésame. « L’entreprise engage des processus de recherche et de développement pour exploiter les technologies de Big data et de machine learning dans ce contexte de monitoring et de surveillance des activités maritimes : le projet Sésame est partie intégrante de ce processus. » Avec un consortium d’équipes spécialisées en Big data, en machine learning et en télédétection, l’objectif de Sésame est de gérer ces flux de données grâce au développement d’infrastructures matérielles et logicielles adaptées, et de mettre au point des techniques d’apprentissages machine pour la détection des navires et des comportements anormaux dans les images satellitaires.

Ces développements technologiques ont vocation à être tout d’abord exploités par CLS, puis ils seront mis à disposition d’opérateurs comme EMSA, institution en charge de la surveillance de l’espace maritime européen. « Globalement, les utilisateurs finaux visés par le projet sont les institutions responsables de la surveillance maritime de région, d’états ou de groupements d’états. » précise Ronan Fablet.

Enfin, en plus de proposer des solutions à des problématiques concrètes de surveillance du trafic maritime, les technologies développées par le projet Sésame ouvriront la voie à l’exploitation de bases de données déjà existantes, en les associant à d’autres types d’imagerie satellitaires. Avec le développement des technologies de Big data et d’infrastructures adaptées, les gigantesques flux de données produits par les satellites Sentinel seront ainsi canalisés, traités et interprétés, pour servir au développement de nombreuses autres applications à destination des utilisateurs finaux.

 

* dont est membre IMT Atlantique, l’UBO, l’UBS, le CNRS, l’ENIB et l’ENSTA Bretagne

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