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Soutenance du projet de fin d’études
Filière : Génie Logiciel
Samedi 15 Juin 2013

Développement d’un outil d’interprétation de courbes pour
la caractérisation de l’occupation des sols
Réalisé par

: Mariem ZAOUALI

Encadrée par : Mme Sonia BOUZIDI – INSAT – HLi Consulting
M Fakher ZOUAOUI – HLi Consulting
Plan de la présentation

2
Mise en contexte
La modification de l’occupation du sol

Est un problème environnemental
Exerce une influence sur le
fonctionnement de la biosphère
Engendre un déclin d’activité
d’agriculture

3
4
5
6
La déforestation
• Plus de 100 millions de mètres cubes
de bois auraient été illégalement
coupés par an, entre 2000 et 2010

• L’ONU et la FAO ont qualifié la
déforestation d’alarmante
responsable de 18% des émissions de
gaz à effet de serre

7
Mise en contexte
La modification de l’occupation du sol
Le processus de

suivi devient important

Est un problème environnemental

Les
Peut engendrer un déclin d’activités
d’agriculture

causes ?

Comment lutter contre ces phénomènes ?

Touche gravement à toute une
population

8
Mise en contexte

Présentation de l’organisme d’accueil

• Opérant dans différents secteurs d’activités : système d’information CRM et BI
• Située à Tunis, Paris, Madrid et récemment au Maroc

• Mission : Développer un module d’une plateforme d’aide à la décision
• Unité de recherche et développement de l’équipe Business Intelligence

9
Plan de la présentation

10
Objectifs du projet
Observation de la terre via les satellites
pendant des années
Problème de reconnaissance de l’état du sol

Résoudre le problème lié à la
taille de données

Etude du profil de végétation
NDVI
Dépasse la capacité humaine d’analyse

11
Objectifs du projet
Profil temporel de l’indice de végétation NDVI d’une culture
Période de sénescence

Période de croissance

ANOMALIE !

Fin de saison
Début de saison

12
MODIS Imagery

Objectif du projet

Landsat Imagery

Les images satellitaires

• Modis
• haute fréquence temporelle
• basse résolution spatiale

• Landsat
• faible fréquence temporelle
• haute résolution spatiale

Recalage
géométrique
13
Objectifs du projet
Profil temporel de l’indice de végétation NDVI d’une culture
Période de sénescence

Période de croissance

Fin de saison
Début de saison

14
Plan de la présentation

15
Description de la solution
Les formalismes mathématiques

• L’approximation polynomiale
• La transformée de Fourier
• La transformée de Fourier à fenêtre glissante

• La transformée en ondelettes
a0 x0 + a1 x1 + a2 x2 + a3 x3 + a4 x4+………. + ak xk =y
TEMPS?????

16
Description de la solution

L’application de la transformée en ondelettes

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d’approximations

Signal bruité

Transformée en
ondelettes
inverse

Transformée en
ondelettes

Signal
débruité

Bruit

Coefficients de
détails

Seuillage doux

17
Description de la solution

Partie théorique
Partie génie logiciel

18
Plan de la présentation

19
Présentation du prototype
Les intervenants
• Les utilisateurs finaux de notre prototype sont :

Décideur

Thématicien

20

Administrateur
Présentation du prototype
L’architecture et la conception

Présentation

Accès aux données

21

Sécurité

Logique métier
Présentation du prototype
Couche présentation

Espace Décideur
Poppler

Espace Thématicien
QwtPlot

Espace Administrateur

22
Présentation du prototype
L’architecture et la conception

Présentation

Accès aux données

23

Sécurité

Logique métier
Présentation du prototype
Couche métier

• Le choix du langage de développement sachant que nous avons une bibliothèque
écrite en C ?
• Traducteur JNI
Java

C ++

• Insertion de la couche NestedVM

• Ecriture d’un ensemble de « wrappers » pour envelopper le code C

24
Présentation du prototype
Couche métier

INRIMAGE

Wavelib ++
FFTW3

25

ENVIAIR-SOFT
Présentation du prototype
L’architecture et la conception

Présentation

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26

Sécurité

Logique métier
Présentation du prototype
Couche accès aux données

Les Entités

Framework de Persistance QxOrm

27
Plan de la présentation

28
Réalisation, Tests et Résultats
Région d’étude

• Bassin de Taquari, dans l’état de Mato Grosso du Sol au Centre-ouest du Brésil

• Une zone classée réserve biosphère
en 2000
• Siège d’une érosion hydrique sévère

29
Réalisation, Tests et Résultats
Test de l’approximation polynomiale

L’allure de l’approximation polynomiale

30
Réalisation, Tests et Résultats
Test de la transformée en ondelettes
Niveau 1

Niveau 2

Niveau 3

Niveau 4

31
Réalisation, Tests et Résultats
Les facteurs de fiabilité
• Nous avons effectué des tests sur 3 lots de 100 pixels chacun
• Le coefficient de détermination r²
• Le facteur de fiabilité R
Régression
Polynomiale
0,0128
0,000527
0,00519
0,000554
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0,02006
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0,01621
0,000922

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0,000579
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0,000597

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0,000547

32
Réalisation, Tests et Résultat
Le prototype

33
Réalisation, Tests et Résultat
Le prototype

34
Plan de la présentation

35
Conclusion générale
• Réduire la taille de données par le choix de l’étude des profils temporels NDVI
• Tester et comparer des formalismes mathématiques
• Développer un outil permettant :
• La manipulation des images satellitaires
• L’interprétation de courbes

36
Perspectives

• Implémenter la partie administrateur
• Travailler avec des données du territoire tunisien

• Intégrer la technique d’indexation et entamer, par ce fait, le domaine du Big Data

37
Merci pour votre attention

38

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Graduation Project Presentation _ INSAT Tunisia

  • 1. Soutenance du projet de fin d’études Filière : Génie Logiciel Samedi 15 Juin 2013 Développement d’un outil d’interprétation de courbes pour la caractérisation de l’occupation des sols Réalisé par : Mariem ZAOUALI Encadrée par : Mme Sonia BOUZIDI – INSAT – HLi Consulting M Fakher ZOUAOUI – HLi Consulting
  • 2. Plan de la présentation 2
  • 3. Mise en contexte La modification de l’occupation du sol Est un problème environnemental Exerce une influence sur le fonctionnement de la biosphère Engendre un déclin d’activité d’agriculture 3
  • 4. 4
  • 5. 5
  • 6. 6
  • 7. La déforestation • Plus de 100 millions de mètres cubes de bois auraient été illégalement coupés par an, entre 2000 et 2010 • L’ONU et la FAO ont qualifié la déforestation d’alarmante responsable de 18% des émissions de gaz à effet de serre 7
  • 8. Mise en contexte La modification de l’occupation du sol Le processus de suivi devient important Est un problème environnemental Les Peut engendrer un déclin d’activités d’agriculture causes ? Comment lutter contre ces phénomènes ? Touche gravement à toute une population 8
  • 9. Mise en contexte Présentation de l’organisme d’accueil • Opérant dans différents secteurs d’activités : système d’information CRM et BI • Située à Tunis, Paris, Madrid et récemment au Maroc • Mission : Développer un module d’une plateforme d’aide à la décision • Unité de recherche et développement de l’équipe Business Intelligence 9
  • 10. Plan de la présentation 10
  • 11. Objectifs du projet Observation de la terre via les satellites pendant des années Problème de reconnaissance de l’état du sol Résoudre le problème lié à la taille de données Etude du profil de végétation NDVI Dépasse la capacité humaine d’analyse 11
  • 12. Objectifs du projet Profil temporel de l’indice de végétation NDVI d’une culture Période de sénescence Période de croissance ANOMALIE ! Fin de saison Début de saison 12
  • 13. MODIS Imagery Objectif du projet Landsat Imagery Les images satellitaires • Modis • haute fréquence temporelle • basse résolution spatiale • Landsat • faible fréquence temporelle • haute résolution spatiale Recalage géométrique 13
  • 14. Objectifs du projet Profil temporel de l’indice de végétation NDVI d’une culture Période de sénescence Période de croissance Fin de saison Début de saison 14
  • 15. Plan de la présentation 15
  • 16. Description de la solution Les formalismes mathématiques • L’approximation polynomiale • La transformée de Fourier • La transformée de Fourier à fenêtre glissante • La transformée en ondelettes a0 x0 + a1 x1 + a2 x2 + a3 x3 + a4 x4+………. + ak xk =y TEMPS????? 16
  • 17. Description de la solution L’application de la transformée en ondelettes Coefficients d’approximations Signal bruité Transformée en ondelettes inverse Transformée en ondelettes Signal débruité Bruit Coefficients de détails Seuillage doux 17
  • 18. Description de la solution Partie théorique Partie génie logiciel 18
  • 19. Plan de la présentation 19
  • 20. Présentation du prototype Les intervenants • Les utilisateurs finaux de notre prototype sont : Décideur Thématicien 20 Administrateur
  • 21. Présentation du prototype L’architecture et la conception Présentation Accès aux données 21 Sécurité Logique métier
  • 22. Présentation du prototype Couche présentation Espace Décideur Poppler Espace Thématicien QwtPlot Espace Administrateur 22
  • 23. Présentation du prototype L’architecture et la conception Présentation Accès aux données 23 Sécurité Logique métier
  • 24. Présentation du prototype Couche métier • Le choix du langage de développement sachant que nous avons une bibliothèque écrite en C ? • Traducteur JNI Java C ++ • Insertion de la couche NestedVM • Ecriture d’un ensemble de « wrappers » pour envelopper le code C 24
  • 25. Présentation du prototype Couche métier INRIMAGE Wavelib ++ FFTW3 25 ENVIAIR-SOFT
  • 26. Présentation du prototype L’architecture et la conception Présentation Accès aux données 26 Sécurité Logique métier
  • 27. Présentation du prototype Couche accès aux données Les Entités Framework de Persistance QxOrm 27
  • 28. Plan de la présentation 28
  • 29. Réalisation, Tests et Résultats Région d’étude • Bassin de Taquari, dans l’état de Mato Grosso du Sol au Centre-ouest du Brésil • Une zone classée réserve biosphère en 2000 • Siège d’une érosion hydrique sévère 29
  • 30. Réalisation, Tests et Résultats Test de l’approximation polynomiale L’allure de l’approximation polynomiale 30
  • 31. Réalisation, Tests et Résultats Test de la transformée en ondelettes Niveau 1 Niveau 2 Niveau 3 Niveau 4 31
  • 32. Réalisation, Tests et Résultats Les facteurs de fiabilité • Nous avons effectué des tests sur 3 lots de 100 pixels chacun • Le coefficient de détermination r² • Le facteur de fiabilité R Régression Polynomiale 0,0128 0,000527 0,00519 0,000554 0,000596 0,000538 Db3 – niveau 1 Db3 – niveau 2 0,02006 0,000763 0,01621 0,000922 0,0132 0,000579 0,00534 0,000597 0,00175 0,000644 0,00057 0,000547 32
  • 33. Réalisation, Tests et Résultat Le prototype 33
  • 34. Réalisation, Tests et Résultat Le prototype 34
  • 35. Plan de la présentation 35
  • 36. Conclusion générale • Réduire la taille de données par le choix de l’étude des profils temporels NDVI • Tester et comparer des formalismes mathématiques • Développer un outil permettant : • La manipulation des images satellitaires • L’interprétation de courbes 36
  • 37. Perspectives • Implémenter la partie administrateur • Travailler avec des données du territoire tunisien • Intégrer la technique d’indexation et entamer, par ce fait, le domaine du Big Data 37
  • 38. Merci pour votre attention 38