On estime, qu’en France, 20 000 à 30 000 hectares sont artificialisés chaque année. L’artificialisation des sols a des conséquences sur la biodiversité mais aussi sur le réchauffement climatique, l’amplification des inondations… Le gouvernement français a demandé à l’IGN de cartographier les impacts de l’activité humaine sur l’environnement (cartographie de l’anthropocène) dans l’ensemble du territoire. C’est pour répondre à ce défi d’observation en continu que l’IGN a mis en place la démarche Géocommuns fin 2021 et publié en février dernier la « Feuille de route IGN Intelligence Artificielle 2022-2024 ». Les premières ressources concernant le département du Gers sont d’ores et déjà disponibles sur le site geoservices.ign.fr.
Créé en 1940, l’IGN (Institut Géographique National) est devenu le 1er janvier 2012 l’Institut National de l’Information Géographique et Forestière à la suite de l’intégration de l’IFN (l’Inventaire Forestier National). Tous les 3 ans, grâce à sa flotte aérienne (quatre avions Beechcraft King Air 200), il photographie avec une caméra numérique l’ensemble du territoire national à une résolution de 25 cm. Les images satellitaires, quant à elles, sont fournies par le SIS (Service de l’Imagerie Spatiale) que l’IGN a créé à Toulouse dans les années 1990 tout près du Centre National d’Etudes spatiales (CNES), avec lequel il collabore couramment.
La lutte contre l’artificialisation des sols, un axe majeur du plan national pour la biodiversité
L’un des objectifs du plan biodiversité du gouvernement est de parvenir à « zéro artificialisation nette ». Il s’agit de limiter autant que possible la consommation de nouveaux espaces et, lorsque c’est impossible, de « rendre à la nature » l’équivalent des superficies consommées. C’est pour répondre à ce défi que l’Observatoire de l’artificialisation des sols a été créé en 2019, il permet d’ailleurs à tout un chacun de suivre l’évolution de la consommation d’espaces à l’échelle de chaque commune.
S’appuyant à l’origine sur des dossiers fonciers, il s’enrichit aujourd’hui du référentiel de données géographiques produit par l’IGN, en collaboration avec le CEREMA et l’INRAE, selon la nomenclature OCS GE (Occupation du sol à grande échelle). Cette cartographie va bénéficier d’un budget de 20 millions d’euros, la DGALN (Direction du Ministère de la Transition Ecologique en charge de l’Aménagement, du Logement et de la Nature) assure la maîtrise d’ouvrage.
L’objectif pour l’IGN est de rendre compte de l’état de santé des forêts, de l’érosion du relief et de l’évolution des cours d’eau, de l’artificialisation des sols, du potentiel de biodiversité et d’autres thèmes à définir en appui aux politiques publiques. Les collectivités territoriales, des start-ups et des partenaires industriels ont un rôle à jouer dans ce processus innovant.
Un processus de production innovant basé sur l’IA et le deep learning
L’IGN mise sur l’IA pour automatiser ses chaînes de production initiales et mettre à jour les données géographiques décrivant l’occupation et l’usage des sols et plus particulièrement sur le deep learning, pour reconnaître automatiquement des objets (bâtiment, arbre, surface de bitume…) contributifs des classes d’occupation des sols sur des images aériennes ou spatiales.
Des ressources ouvertes pour un enrichissement commun
L’IGN met à disposition en open data toutes les ressources qui contribuent au processus automatisé sur le site géoservices.ign.fr qui permet d’accéder :
- aux annotations (données permettant d’entrainer les modèles deep learning),
- aux jeux de données deep learning,
- aux modèles IA et codes informatiques associés,
- aux cartes de prédictions deep learning.
La mise à disposition de ces ressources offre aux experts IA la possibilité d’enrichir les données et de les réutiliser pour entraîner leurs propres modèles : application des modèles de couverture du sol sur de nouvelles images, entraînement de nouveaux modèles sur de nouvelles nomenclatures, enrichissement des annotations… D’autres données et codes seront régulièrement mis à disposition afin d’enrichir les modèles d’entrainement en mode collaboratif dans une approche de communs numériques.
L’ensemble du territoire français couvert d’ici 2024
La couverture du territoire métropolitain, des départements et régions d’outre-mer sera réalisée d’ici 2024 avec la production de deux millésimes par département. Un modèle d’apprentissage profond dit « France entière » est entraîné pour générer des prédictions et le produit OCS GE sur l’ensemble des départements.
Les départements 35, 33, 62,69, 67, 72, 77, 83 et 91 sont en cours de production, les données et produits intermédiaires seront disponibles progressivement entre décembre 2022 et mars 2023, sur le site geoservices.ign.fr.
