La terre de la Terre est couverte par une gamme de différents types de végétation, de la forêt et des marais aux cultures et aux plans d'eau, ainsi que les surfaces artificielles qui sont une caractéristique de plus en plus courante de notre paysage.

La cartographie de l'occupation du sol n'est pas seulement essentielle pour surveiller le changement, mais il sous-tend également de nombreuses applications pratiques. Cependant, la génération de ces cartes nécessite la gestion d'énormes quantités de données satellitaires et une certaine expertise technique. Grâce à la mission Copernicus Sentinel-2 et aux nouvelles ressources de cloud computing, des cartes d'occupation des sols entièrement automatisées à une résolution de 10 m se profilent à l'horizon.

Processus naturels, le changement climatique et la façon dont nous utilisons les terres pour nous nourrir, abriter et soutenir une population croissante signifie que la couverture terrestre de la Terre est dans un état de changement continuel.

Les informations sur l'occupation du sol sont importantes à plusieurs niveaux :au niveau local, régional, échelles nationale et mondiale, et sur différentes échelles de temps.

Des cartes à jour sont une source d'informations de base pour suivre l'impact de l'activité humaine, les processus naturels et le changement climatique ont sur la couverture terrestre. Ces cartes sont essentielles pour élaborer des politiques éclairées, les décisions de développement et de gestion des ressources, et pour des disciplines telles que l'agriculture, sylviculture, Gestion de l'eau, aménagement urbain, protection de l'environnement et gestion de crise.

En orbite à près de 800 km au-dessus, la mission à deux satellites Copernicus Sentinel-2 est sur place pour cartographier la couverture terrestre avec une résolution de 10 m.

Chaque satellite identique porte un imageur multispectral qui permet de distinguer différentes classes de couvert comme la forêt, zones cultivées, prairie, l'eau et les surfaces artificielles comme les routes et les bâtiments. La mission peut également être utilisée pour déterminer des indices de plantes tels que la quantité de chlorophylle et d'eau dans les feuilles afin que les changements dans la santé et la croissance des plantes puissent être surveillés.

Alors que Sentinel-2 fournit des images idéales pour cartographier la couverture terrestre, produire des cartes mondiales, ou même des cartes d'un pays, signifie que d'énormes quantités de données de séries chronologiques doivent être traitées. Pour rendre cela possible, le projet Sentinel-2 for Science Land Cover financé par l'ESA a exploré de nouvelles façons de tirer parti des dernières technologies de cloud computing et d'apprentissage automatique pour automatiser la cartographie.

A travers cette expérience, différentes méthodologies ont été explorées et testées dans différentes régions du monde, y compris toute la région européenne.

Les scientifiques ont utilisé un logiciel dédié développé par le Centre de recherche spatiale de l'Académie polonaise des sciences, CBK PAN, pour traiter les images satellites et les données auxiliaires.

Stanislaw Lewinski, de CBK PAN, mentionné, « En effet, la cartographie de l'occupation du sol est une véritable entreprise technique, mais grâce au financement de l'ESA, nous avons développé une méthodologie de classification qui est principalement automatisée pour faciliter la cartographie de la couverture terrestre.

"Notre système est basé sur l'imagerie Copernicus Sentinel-2 où chaque tuile d'image a été classée séparément à l'aide d'un ensemble d'images de différentes époques, et nous avons choisi une approche basée sur les pixels pour maintenir la résolution de 10 m de la mission.

" Surtout, il impliquait également de nombreux tests dans des zones sélectionnées à travers l'Europe. Les cartes finales ont été produites sur une plateforme appelée CREODIAS avec les algorithmes et les logiciels que nous avons développés."

CREODIAS est une plateforme de calcul et de stockage de données à grande échelle qui permet le traitement et la publication des résultats d'activités d'analyse de données à grande échelle. Le résultat est une carte de l'Europe à une résolution de 10 m affichant 13 classes d'occupation du sol.

Espen Volden de l'ESA a noté, "Alors que nous sommes encore au stade expérimental et que certaines classes d'occupation du sol n'atteignent pas une précision pouvant être exploitée directement et qu'il existe d'autres artefacts, les résultats sont très prometteurs. Nous démontrons que la cartographie entièrement automatisée se profile à l'horizon, ouvrant la voie à des informations sur l'occupation du sol beaucoup plus fréquemment mises à jour que cela n'a été possible jusqu'à présent. »