1. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra OTB: logiciel libre de traitement dimages satellites Traitement dimages de tldetection M. Grizonnet1, J. Michel1, J. Malik2, D. Hebrard3 1CNES , TOULOUSE, FRANCE 2COMMUNICATIONS & SYSTMES 3CETE SUD-OUEST

2. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Sommaire Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives 3. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Sommaire Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives 4. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Quoi ? Traitement dimages de tldetection Lire images, accder aux mta-donnes Implmenter et distribuer des algorithmes dextraction dinformation pour la Trs Haute Rsolution Optique Reproductibilit tre capable extraire le plus dinformations des donnes, algorithmes, . . . 5. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Illustrations ( enlever ?) 6. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Illustrations 7. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Illustrations 8. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Quest-ce que lORFEO ToolBox (OTB) ? Dveloppe dans le cadre du programme prparatoire ORFEO - Image Trs Haute Rsolution (THR) But Faciliter le dveloppement et la validation de nouveaux algorithmes (dtection, classication, pr-traitement, extraction. . . ) Librairie C++ : beaucoup algorithmes, bote outils avec une interface commune Open source (licence CeCILL v2 - GPL like) Windows, Linux, Unix, Mac OS X 9. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Fin de lhistoire (Happy end) : 2011 - Lancement de Pliades 1A 10. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Sommaire Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives 11. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Les Lundis de lHistoire (1) Au commencement (2006) Dbute en 2006 au CNES, nance plusieurs dveloppeurs plein temps Contractants : socit C-S SI (Toulouse) Cibler sur la THR optique mais avec des applications vers dautres capteurs (moyenne rsolution, radar,hyperspectrale. . . ) Budget de 4 ans, plus de 1,000,000e prolong jusquen 2014 Interface graphique (2008) Nombreuses interactions avec utilisateurs naux Besoin dapplications pour non dveloppeurs Dveloppement applications avec interface graphique depuis 2008 Sessions de formations en France, Belgique, Madagascar, Paris-UNESCO, Hawa. . . 12. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Les Lundis de lHistoire (2) Monteverdi (2009) Logiciel modulaire avec interface graphique Accs faciliter des fonctionnalits OTB (ORFEO composer) Initialement dvelopper dans le cadre de formation Capacity Building) Chaner des traitements de manire interactive Demande forte pour ce type doutils Communaut SIG (2011) Investissement dans la communaut OSGeo OTB : fournit des briques de traitements accessibles dans un SIG Accs lOTB via le framework OTB-Applications 1 implmentation utilisation dans diffrents contextes Exemple : plugins QGIS (via Sextante) En parallle : continue ajouter de nouveaux algorithmes dans la librairie (3D, extraction de primitives, support de nouveaux capteurs, segmentation. . . ) 13. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Pourquoi lOTB ? Pourquoi le CNES nance lOTB ? CNES nest pas un diteur de logiciels Objectif encourager la Recherche le CNES dveloppe des satellites mais veut sassurer que les images sont utilises Succs ? Communaut des utilisateurs de lOTB a grandi et sest diversie Prsentation IGARSS, ISPRS, OGRS, FOSS4G, FROG. . . CNES souhaite poursuivre les dv. au-del du programme ORFEO (Juin 2014) re-using is powerful 14. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Comment ? Feuille de route Ne pas r-inventer la roue Environnements outils Open Source pour le TI ITK : la base de lOTB (calcul au ot, paralllisation), nombreux algorithmes de traitements Gdal : lecture/criture raster et vecteur (geotiff, raw, png, jpeg, shapele, . . . ) OpenJPEG : lire/crire image au format jpeg2000 (utilis par Pliades et Sentinel-2) Ossim : modle de capteurs (Spot, RPC, SAR, Pliades. . . ) et systmes de projections 6S : correction des effets atmosphriques et beaucoup dautres : libLAS (lidar), Edison (segmentation Mean Shift), libSiftFast (SIFT), Boost (graph), libSVM (Support Vector Machines), OpenCV (classieurs) intgration dans une interface commune 15. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Comment ? Feuille de route Contribution "upstream Environnements outils Open Source pour le TI ITK : retour bugs, volution, participation feuille de route ITKv4 Gdal : driver openJPEG, packaging. . . OpenJPEG : Amliorations pour permettre la lecture des images PHR dans OpenJpeg OpenJpeg 2.0 ofcielle : Gdal, Mapserver, QGIS Ossim : modle de capteurs Pliades, SAR, packaging. . . Sextante : intgration des OTB applications Philo Upstream First 16. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Que peut-on faire avec lOTB ? Beaucoup de choses ! Lire, crire, convertir, faire des extraits (formats Gdal) Pr-traitements : afnage, orthorectication, calibration radiomtrique, pan-sharpening (capteurs Ossim) Traiter (basique) : seuillage, rduction de dimension, transforme de Fourier ou ondelettes. . . Traiter (avanc) : extraction de primitives, segmentation, classication supervise ou non, analyse objet, 3D. . . Exporter : Google Earth, QGIS. . . On code et on documente Guide du logiciel (+800 pages pdf), voir version en ligne CookBook version en ligne pour les non dveloppeurs Doxygen : documentation pour les dveloppeurs 17. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Architecture Modulaire Faciliter la combinaison de blocs de traitements Scalabilit Traiter scne complte aux ots transparent utilisateurs (ITK) Traitement parallle - transparent utilisateur (ITK) 18. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Courbe dapprentissage pour les dveloppeurs Programmation C++ Programmation gnrique (template) Patron de conception (Factory, Functors, Decorators, Smart Pointers, ...) Courbe dapprentissage Task complexity Effort learning OTBsolution from scratch 19. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Trouver de laide Logiciel libre : support de la communaut Support utilisateurs : otb-users@googlegroups.com Liens Site web : www.orfeo-toolbox.org Wiki : wiki.orfeo-toolbox.org Blog : blog.orfeo-toolbox.org Un coup doeil au code ? hg.orfeo-toolbox.org Un bug ? bugs.orfeo-toolbox.org Documentation (disponible sur le site web) Documentation API Software Guide (dveloppeurs) Cookbook (non dveloppeurs) 20. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Sommaire Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives 21. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Code ! #include "otbImage.h" #include "otbImageFileReader.h" #include "otbStreamingImageFileWriter.h" #include "itkCannyEdgeDetectionImageFilter.h" #include "itkRescaleIntensityImageFilter.h" int main(int argc, char * argv[]) { typedef double PixelType; typedef otb::Image ImageType; typedef unsigned char OutputPixelType; typedef otb::Image OutputImageType; typedef otb::ImageFileReader ReaderType; ReaderType::Pointer reader = ReaderType::New(); reader->SetFileName(argv[1]); typedef itk::CannyEdgeDetectionImageFilter FilterType; FilterType::Pointer filter = FilterType::New(); filter->SetInput(reader->GetOutput()); 22. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra I want some more (code) typedef itk::RescaleIntensityImageFilter RescalerType; RescalerType::Pointer rescaler = RescalerType::New(); rescaler->SetOutputMinimum(0); rescaler->SetOutputMaximum(255); rescaler->SetInput(filter->GetOutput()); typedef otb::StreamingImageFileWriter WriterType; WriterType::Pointer writer = WriterType::New(); writer->SetFileName(argv[2]); writer->SetInput(rescaler->GetOutput()); writer->Update(); return EXIT_SUCCESS; } 23. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra En utilisant les applications (intgrateurs) Que sont les Applications ? Chanes compltes ddies une tche prcise Bases sur lAPI OTB ligne de commande, GUI, Python. . . Exemples Orthorectication Segmentation reconstruction 3D Classication Dtection de changements Actuellement : 75 applications dans lOTB 24. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra OTB applications depuis Python 25. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Les applications OTB : interface Qt 26. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Les applications OTB : dans QGIS (via Sextante) ! 27. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra En utilisant Monteverdi (utilisateurs naux) Avant 2009 Pas de logiciel graphique intgr pour lOTB Des applications de dmonstration 2009 - 2013 : Dveloppement de Monteverdi Logiciel graphique modulaire bas OTB Financement DSP CNES pour Capacity building Gros succs (au del des objectifs initiaux) Quelques imitations et manque dergonomie 2013 : Refonte en Monteverdi 2.0 (en cours) Coeur : bonne visualisation + gestionnaire de collection Partie traitement dlgue aux applications OTB 28. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Monteverdi 1 - Fentre de visualisation 29. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Monteverdi 2 - version beta 1 30. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Monteverdi 2 - version beta 2 ( paratre en Juin) 31. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Sommaire Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives 32. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Segmentation large-chelle (dj disponible) Apply segmentation (many algorithms available) Vectorized results on each tile (memory management) Concatenate vector data and remove tile effects (fusion) Fully compatible with OGR 33. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Supprimer les effets de tuiles 34. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra A venir dans la prochaine version (3.18 en Juin) Bridge vers OpenCV ! Accs de nombreuses mthodes de classication Intgr dans les applications OTB Algorithmes : Random Forest, SVM, Boost, Gradient boosting,Arbre de dcision, rseau de neurones, mthode Baysienne 35. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Stereo reconstruction with OTB Stereo-rectication of optical images pair based on sensor model Complete spectrum of stereo correspondence algorithms has been published Block matching, sub-pixel estimation of disparity, median lter. . . Use SRTM as initial disparity (DEM) One click DEM generation FIGURE: DEM partir dun couple stro Pliades 36. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Sommaire Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives 37. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Quelques exemples dutilisation OTB choisie par le CETE (MEEDDTL) pour la tldtection OTB utilise comme moteur de traitement du site web RTU OTB choisi comme composant de segment sol (Vens, S2) OTB utilise par le projet GNORASI (www.gnorasi.gr) Recette Thmatique Utilisateurs Pliades 38. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Exemple dtude : caractrisation ne de la densit urbaine Collaboration CNES OTB RTU - commanditaire : CERTU DGALN MEDDE Besoin institutionnel : acteurs dans le cadre des pol. publiques de lhabitat : lutte contre ltalement urbain et prservation des espaces naturels et agricoles et rsorption de la crise du logement Stratgie : densication des curs de ville, reprage du foncier mutable (dent creuse) besoin de donnes ables et rcentes et indicateurs de densit Stratgie en terme de donnes et outils : Donnes libres ou nances pour les institutions (RTU, Gosud, PTSC, RGE IGN. . . ) Outils libre : OTB,QGIS,Python. . . Ralisation de ltude : PCIAST CETE SO MEDDE 39. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Caractrisation ne de la densit urbaine Acquisition dune image satellite THRS et dun MNE issue dun couple stro Images de la zone issues du satellite Pliades THRS (Trs Haute Rsolution Spatiale < 1m ) - ORFEO-RTU-CNES Ralisation de ltude : PCIAST CETE SO MEDDE 40. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Caractrisation ne de la densit urbaine Extraction des donnes et cration dune carte doccupation du sol 4 macro classes Chane de traitement OTB : Algo OTB SVM par apprentissage Fusion des micro classes en macro classes OTB (band math) Filtre moyenne Extraction des surfaces btiesRalisation de ltude : PCIAST CETE SO MEDDE 41. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Caractrisation ne de la densit urbaine Cration dun indicateur de densit Densit volumique (croisement surface batie / hauteur des btiments MNH=MNE-MNT) Traitement QGIS : calcul des volumes par polygone (lot INSEE) Ralisation de ltude : PCIAST CETE SO MEDDE 42. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Exemple dtude : caractrisation ne de la densit urbaine Bilan et perspectives Collaboration productive CNES MEDDE(convention) MEDDE CETE-SO CNES :retours sur utilisation OTB et formulation des besoins CNES MEDDE-CETE SO :enrichissement de la librairie, appui technique. . . Au MEDDE CETE SO Bon accueil de ltude Demandes des services MEDDE se font de plus en plus nombreuses sur lutilisation des outils Volont de diffusion dans les services (produits, formation, webservice PEPS) 43. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Sommaire Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives 44. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Et maintenant ? OTB va continuer au del du programme ORFEO (VHR, SAR, MX,HX. . . ) Open software Open Data maintenant ? 45. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Size does matter... Donnes de tldetection de plus en plus accessible. . . . . . Mais besoin croissant doutils performants pour les manipuler SMOS : 11 To de donnes par an Sentinel-2 (13 bandes spectrales 10m/60m res.) :acquisition systmatique de toutes les Terres tous les 5 jours ! Et puis est venue lide la plus grandiose de toutes. En fait, nous avons ralis une carte du pays, lchelle dun mile pour un mile ! L. Carroll, Sylvie and Bruno concluded (1893) 46. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra O trouver des informations ? http://www.orfeo-toolbox.org/ http://groups.google.fr/group/otb-users http://groups.google.fr/group/otb-developers http://blog.orfeo-toolbox.org/ http://wiki.orfeo-toolbox.org/ 47. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra Questions ? ORFEO ToolBox is not a black box 48. FROG2013 Intro OTB pour les nuls Comment lutiliser ? Quoi de neuf ? OTB par lexemple Perspectives Extra (OTB slideshow)