Occupation des sols : l'IGN passe à l'IA

L'IGN va utiliser une intelligence artificielle pour cartographier plus rapidement et plus précisément l'occupation des sols en France. Une première technologique au service d'un enjeu majeur dans la transition écologique.

La Terre est en évolution constante, que ce soit à cause du changement climatique, qui accentue les phénomènes environnementaux comme les canicules, les orages, les incendies de forêt ou les inondations, ou à cause de l'activité humaine, avec la déforestation et l'urbanisation. La France ne fait pas exception. C'est pourquoi le Gouvernement a demandé une étude à l'Institut national de l'information géographique et forestière (IGN) visant à récolter des données d'occupation des sols cohérentes au niveau national, livrées à intervalles rapprochés.

Cartographier l'évolution des sols en France

Pour pouvoir observer les territoires français et leur évolution, l'IGN a eu recours à une intelligence artificielle (IA), via des méthodes d'apprentissage profond – également appelée deep learning – qui permettent de reconnaître automatiquement des objets, comme les bâtiments, arbres et surfaces de bitume, qui sont constitutifs des différences classes d'occupation des sols sur des images aériennes ou spatiales. La carte fait donc apparaître la vue aérienne avec 15 filtres colorés différents. Par exemple, les conifères apparaissent en vert foncé, les feuillus en vert clair, les surfaces d'eau en bleu foncé, les piscines en bleu clair, les bâtiments en rose… Les modèles deep learning ici utilisés sont composés de millions de paramètres, qui sont ensuite ajustés dans une phase d'apprentissage en se basant sur un très grand nombre d'exemples de ce que l'on souhaite obtenir comme résultat. Pour faire plus simple, l'IGN a saisi des exemples de cartes où apparaissent les contours de bâtiments, d'arbres, de surface de bitume, etc. Le modèle a ensuite testé une multitude de combinaisons de paramétrage jusqu'à obtenir le résultat le plus proche des exemples. Toute cette manœuvre demande une énorme capacité de calcul !

Pour l'instant, ce dispositif national de mesure de l'artificialisation des sols n'a été déployé que dans le département du Gers (32). La couverture du territoire métropolitain et des départements et régions d'outre-mer (Drom) sera réalisée d'ici à 2024. En parallèle, un nouveau modèle d'apprentissage profond appelé "France entière", visant à générer des prédictions pour tous les départements, est en cours de création. Les résultats de ces deux programmes seront diffusés progressivement sur le site geoservices.ign.fr. Ils seront mis à la disposition de tous en open data, dans une démarche d'enrichissement commun. Dans tous les cas, les chercheurs peuvent déjà s'inspirer de Google Dynamic World, un outil spectaculaire qui affiche l'état des sols dans le monde entier sur des cartes actualisées en temps quasi réel avec une précision inédite