Cartographie de l’occupation des terres du Québec
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Ministère des Ressources naturelles et des Forêts (MRNF) Centre d'applications et de recherches en télédétection (CARTEL) de l’Université de Sherbrooke
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- 1. Cartographie de l’occupation des terres du Québec Ministère des Ressources naturelles et des Forêts (MRNF) Centre d'applications et de recherches en télédétection (CARTEL) de l’Université de Sherbrooke GéoMTL 19 octobre 2023
- 2. 2 Le MRNF établit et gère la cartographie officielle du gouvernement du Québec • Acquisition de données géographiques • Création de référentiels cartographiques et de produits à valeur ajoutée • BDTQ, GRHQ, Adresses Québec, Cartographie de l’occupation des terres du Québec • Offre de services professionnels au sein du gouvernement du Québec • Acquisition d’imagerie • Cartographie thématique
- 3. 3 Objectifs du projet • Répondre aux besoins croissants en information géospatiale au sein du gouvernement du Québec et de la société Îlot de chaleur Allergies liées au pollen Érosion des berges Artificialisation des sols
- 4. Qu’est-ce que l’occupation des terres? 4 Couverture physique et biologique de la surface terrestre, y compris les surfaces artificielles, les zones agricoles, les forêts, les zones (semi-) naturelles, les zones humides et les masses d'eau (tirée de la directive européenne Inspire)
- 5. Étapes de réalisation 5 Observation Classification Validation Production Diffusion
- 6. 6 Cartographie par intelligence artificielle La segmentation sémantique Il faut le faire à la main! C’est long!!! Souvent beaucoup d’erreurs d’annotation. Et il n’y a qu’une classe ici…
- 7. 7 … Et après un mois et une tendinite d’annotation, vous espérez que ça sera suffisant et que la qualité sera au rendez-vous. Cartographie par intelligence artificielle La segmentation sémantique
- 8. 8 Il existe des méthodes d’apprentissage autosupervisées • Extraction de caractéristiques « pertinentes » • Affinage sur des données réelles (moins nombreuses) Outils d’annotation pratiques depuis des modèles préexistants ou des détections de contours. Toujours long… Cartographie par intelligence artificielle La segmentation sémantique
- 9. 9 La promesse : 10 classes sur 20 000 km2 annotées en seulement 3 heures de travail (pauses-café incluses) sans une seule erreur! Comment? La simulation! Cartographie par intelligence artificielle La segmentation sémantique
- 10. 10 Généralisation Cartographie par intelligence artificielle La segmentation sémantique
- 11. 11 Comparaison Cartographie par intelligence artificielle La segmentation sémantique ESRI Land Cover (I.A. également)
- 12. 12 Simulation pour la très haute résolution spatiale (0,5 m) Cartographie par intelligence artificielle La segmentation sémantique
- 13. Portée et calendrier de réalisation • Territoire cartographié selon une résolution/classification variable • Cycle de production tous les deux ans • Analyse des changements perçus entre les cartographies 13 10 m 1,5 m 0,5 m Résolution variable 2022-2023 2024 2026 2028
- 14. Clientèle • Nos intentions pour répondre aux besoins de la clientèle • Production d’informations pertinentes et utiles • Diffusion ouverte de l’information via les interfaces gouvernementales • Capacité d’évolution pour répondre aux besoins émergents 14 Ministères et organismes gouvernementaux Municipalités MRC Entreprises Milieu de la recherche et de l’enseignement OBNL Citoyens
- 15. Prochaines étapes • Consolidation de l'équipe de collaborateurs • Ministères / organismes gouvernementaux • Municipalités / MRC • Gouvernement fédéral • Chantier de travail sur l’analyse des changements • Évolution continue 15
- 16. En conclusion • Le projet Cartographie de l’occupation des terres du Québec : nouveau référentiel officiel du territoire québécois 16 S’inscrit dans les mandats du gouvernement du Québec Concoure au développement de nouvelles expertises en cartographie Contribue au partage de l’information au sein du gouvernement du Québec et de la société
Notes de l'éditeur
- On rappelle ici le rôle de cartographe du MRNF au sein du Gouvernement, tel qu’inscrit dans la loi constitutive qui définit les rôles et responsabilités des ministères. Ce mandat se réalise à travers plusieurs actions dans l’appareil gouvernemental, notamment en soutien aux ministères et organismes ne possédant pas de ressources en géomatique et cartographie.
- La dernière cartographie complète du territoire, la BDTQ, n’est plus mise à jour depuis 2006. Le MRNF veut produire un nouveau référentiel cartographique de base pour reprendre le « flambeau » de la représentation du territoire québécois. Dans un contexte de changement climatique et de nouveaux paradigmes en gestion et aménagement du territoire, les informations géospatiales sont un atout indispensable aux mandats du gouvernement. On peut donner les exemples des îlots de chaleur, les allergies liées au pollen, l’artificialisation des sols et l’érosion des berges sont tous des enjeux pour lesquels la réponse gouvernementale peut bénéficier de l’apport de l’IG et de cartographies modernes. Les nouveaux besoins en IG exprimés au sein du Gouvernement impliquent la création d’informations répondant à trois critères : couvrant le territoire Haute résolution (métrique) Production rapide dans le temps
- La cartographie va impliquer la création d’une classification exhaustive et exclusive du territoire. Exhaustive : caractérise tous les types de sols Exclusive : « ceci ne peut pas être cela »
- La méthode retenue pour répondre aux besoins et objectifs de cette nouvelle cartographie est la classification semi-automatisée d’imagerie satellitaire pour caractériser l’occupation des terres Cette méthodologie permet de répondre aux trois objectifs mentionnés, soit de cartographier tout le territoire, à une autre précision et rapidement dans le temps. Les produits d’imagerie satellitaire étant en croissance, ils permettent l’observation du territoire dans son intégralité, à résolution variable selon les besoins et dans le temps court. La classification semi-automatisée, qui va notamment mobiliser des technologies issues de l’intelligence artificielle, permet de produire une caractérisation du territoire beaucoup plus rapidement que si l’exercice était opéré par des méthodes géomatiques plus classiques. Démarches en cinq étapes : Observation par imagerie satellitaire du territoire Classification et caractérisation des terres par IA Validation des informations générées via des cartographies et référentiels existants Production de la cartographie Diffusion via les interfaces gouvernementales
- La résolution et la classification de la cartographie vont varier en fonction des besoins qui diffèrent sur l’étendue du territoire. Cette segmentation va cependant être appelée à évoluer dans le futur pour correspondre aux besoins qui pourraient changer. Afin d’informer rapidement les acteurs de la gestion territoriale, la cartographie sera produite selon un cycle bisannuel (aux deux ans). Une phase subséquente du projet va impliquer la création d’un processus de suivi des changements perceptibles pérennisés. Le développement de cette prochaine étape sera déterminé suite à la production de la première cartographie, qu’on souhaite publier l’été/automne 2024.
- La cartographie sera produite dans l’optique que l’information soit utilisée par les différents acteurs de notre société Elle sera diffusée gratuitement sur les interfaces officielles du gouvernement Considérant le caractère continu du projet, la démarche sera évolutive pour répondre à de futurs besoins en IG et à de nouveaux enjeux émergents.
- On rappelle que le projet de COTQ s’inscrit dans le mandat du MRNF de cartographe officiel du gouvernement. C’est une démarche qui veut répondre aux besoins émergents en IG au sein du gouvernement, en mettant sur place la création d’une cartographie qui va évoluer pour répondre aux enjeux actuels et futurs. La cartographie sera diffusée ouvertement sur les interfaces gouvernementales, dans l’optique de servir un maximum d’acteurs au sein de la société. À travers la méthodologie qui sera créée pour produire la cartographie, de nouvelles expertises et de nouveaux partenariats seront développés, ce qui va renforcer la capacité du gouvernement à produire et gérer de l’information géospatiale.