Tutoriel classification d’images avec ArcMap: 2.4- Création d’une image composite

Comme nous l’avons vu précédemment, les données satellitaires sont fournies sous forme d’images individuelles contenant chacune les valeurs correspondantes à une bande .

Pour que la classification d’image prenne en compte les valeurs de plusieurs bandes, il est nécessaire de créer un nouveau raster contenant les bandes souhaitées pour la classification. Vous pouvez choisir un nombre de bandes quelconque, mais au niveau de l’affichage vous ne pourrez sélectionner que trois bandes qui seront affichées en tant que bande rouge, verte et bleue, même si les bandes présentes ne correspondent pas à ces trois bandes.

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Tutoriel classification d’images avec ArcMap: 2.3- Les filtres spatiaux

Les filtres spatiaux représentent une autre méthode de traitement numérique utilisées pour le rehaussement d’une image. Ces filtres sont conçus de façon à faire ressortir ou à supprimer des caractéristiques spécifiques d’une image en se basant sur leur fréquence spatiale. La fréquence spatiale est liée au concept de texture. Elle fait référence à la fréquence de variation des différents tons qui apparaissent dans une image. Les régions d’une image où la texture est « rugueuse » sont les régions où les changements dans les tons sont abrupts; ces régions ont une fréquence spatiale élevée. Les régions « lisses » ont une variation des tons qui est plus graduelle sur plusieurs pixels; ces régions ont une fréquence spatiale faible. La méthode de filtrage spatial consiste à déplacer une « fenêtre » d’une dimension de quelques pixels (ex. : 3 sur 3, 5 sur 5, etc.) au-dessus de chaque pixel de l’image. On applique alors un traitement mathématique utilisant les valeurs des pixels sous la fenêtre et on remplace la valeur du pixel central par le résultat obtenu. La fenêtre est déplacée le long des colonnes et des lignes de l’image, un pixel à la fois, répétant le calcul jusqu’à ce que l’image entière ait été filtrée. En modifiant le calcul effectué à l’intérieur de la fenêtre, il est possible de rehausser ou de supprimer différents types de caractéristiques présents dans une image.

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Tutoriel classification d’images avec ArcMap: 1- Introduction

Tout d’abord, un avertissement: ce tutoriel ne s’adresse pas aux utilisateurs dont le traitement d’images spatiales est leur métier. Il s’adresse aux utilisateurs de SIG qui doivent se lancer dans le traitement d’images dans le but d’enrichir leur données. Le but est d’aplanir les écueils du débutant et de fournir quelques bases théoriques pour ne pas simplement suivre une recette de cuisine. Les aspects théoriques ne sont donc pas exhaustifs et on se permettra quelques approximations pour ne pas rendre le discours incompréhensible pour le néophyte.

Une grande partie des explications est tirée de l’excellent site de Ressources naturelles Canada, auxquelles nous avons ajouté toute la partie pratique avec ArcMap.  Vous trouverez sur notre site, en parallèle,  le même tutoriel mais adapté aux outils proposé par QGis .

Parmi la grande variété d’outil proposés par ArcGis pour réaliser le travail de classification d’images, nous utiliserons dans ce tutoriel:

  • la barre d’outils « Classification d’images »
  • la fenêtre Image Analysis
  • les outils batch de la Toolbox

Le tutoriel abordera les trois grandes phases du travail de classification d’images:

  • le prétraitement et l’exploration des données
  • la classification d’images à proprement parler
  • le post-traitement des classifications
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Découpage des rasters dans ArcGis

Comment découper des rasters dans ArcMap?

Vous pourriez être surpris d’entendre cela, mais il y a deux façons de découper des rasters dans ArcMap. La technique classique est l’outil « clip raster » (« découpage raster ») dans ArcToolbox. Ceci a été le seul moyen pendant longtemps.
Mais, depuis la version 10, vous disposez en standard d’une barre d’outils « Analyse d’Image ». Cet outil contient aussi un moyen de découper de rasters et des images.
Le principal avantage de la barre d’outils d’analyse d’images, c’est que vous pouvez visualiser le résultat final avant de l’exporter!.

Nous allons voir les deux méthodes, en découpant une partie de l’orthophoto littorale de l’IGN avec les limites communales de Pont-Aven.

orthophoto IGN pont-aven

Première méthode: ArcToolbox: outil clip Raster

Dans ArcToolbox (Data Management> Raster> Traitement Raster> Clip), double-cliquez sur l’outil de clip.

renseignement de l'outil clip raster d'arcmap

Renseignez les champs:

Raster d’entrée (obligatoire) c’est le raster à partir duquel vous souhaitez extraire une partie. Nous voulons couper le raster « 2011-1820-6787-OL-RVB-L93.jp2 ».

Étendue de sortie (en option) c’est la limite du polygone que vous souhaitez extraire. Vous pouvez sélectionner des enregistrements spécifiques dans l’ensemble de données polygone et la découpe se fera en suivant cette limite. Dans notre cas, nous avons sélectionné le polygone correspondant à la commune de Pont-Aven.

Cochez la case « utiliser les entités en entrée pour le découpage ». C’est cette option qui indique à ArcMap d’utiliser les enregistrements sélectionnés dans la couche polygones. Si elle n’est pas cochée, tous les polygones présents sont utilisés comme imite de découpe.

Sortie Raster Dataset c’est le nom de la sortie (raster découpé). Ajouter une extension pour la sortie (.tif, .img, .jpg, etc.) car c’est l’extension entrée ici qui détermine le format du raster en sortie.

Valeur NoData Valeur (en option) Tous les pixels qui sont à l’extérieur de la limite de découpage auront par défaut une valeur NoData. Quand vous chargerez le raster, ces pixels n’apparaitront pas. Vous pouvez changer ça en leur donnant une autre valeur.

Exécutez l’outil en cliquant sur OK. Le raster en sortie sera découpé selon le polygone de Pont-Aven.

résultat du découpage de l'orthophoto

Deuxième méthode: clip Raster (Barre d’outils Analyse d’Image)

Vous devez commencer par activer la barre d’outils d’analyse d’images (Fenêtre -> Analyse de l’image). La fenêtre d’analyse d’image sera affiché dans ArcMap.

ouverture de la barre d'outils analyse d'image d'arcmap

Ceci ouvre la fenêtre d’Image Analysis.

fenêtre image analysis d'arcmap

Dans la barre d’outils d’analyse d’image, sélectionnez le raster que vous souhaitez extraire. Assurez-vous que la case est cochée et que le nom de la couche est en surbrillance. Si vous ne le faites pas, le bouton de clip sera grisé.

bouton clip de la fenêtre image analysis d'arcmap

Le bouton Clip est le premier bouton de la section « Processing ».

Dès que vous pressez le bouton, une nouvelle couche (virtuelle) est ajoutée à la barre de légende avec le résultat du découpage.
Si vous désactivez dans la barre de légende le raster complet, vous pouvez voir le résultat de la commande.

résultat du clip de la commande image analysis d'arcmap

Tout ce que vous avez à faire maintenant, c’est d’enregistrer ce raster découpé : clic droit sur la nouvelle couche virtuelle -> Données -> exporter des données : Choisissez l’emplacement et le nom du fichier que vous souhaitez enregistrer. Vous pouvez également modifier la taille des cellules et le format du raster en sortie. Cliquez sur Enregistrer.

Cette deuxième méthode peut aussi être utilisée sans créer de raster définitif. Simplement vous pouvez l’utiliser pour réduire la taille des rasters affichés et accélérer votre travail.
Une fois la couche virtuelle créée, vous pouvez supprimer le raster d’origine de la fenêtre de légende, et travailler sur le sous-ensemble en lieu et place de l’original.

Si vous êtes amené à travailler sur des données LIDAR, vous adorerez cette méthode!!!