Guide de démarrage avec OTB

ORFEO Toolbox (OTB) est une bibliothèque de haute performance pour le traitement de l’image ciblée sur la télédétection.

Ce guide de démarrage rapide décrit comment :

• Obtenir des informations de métadonnées d’une image

• Effectuer des opérations mathématiques avec des bandes d’image

• Ouvrir des images raster avec l’application Monteverdi, effectuer la segmentation (mean-shift clustering) et visualisez le résultat

• Effectuer une classification supervisée basée sur l’algorithme Support Vector Machine

Les applications d’OTB fournissent beaucoup d’outils intéressants qui facilitent la manipulation des images. Tous ces outils sont disponibles à travers :

• CLI (interface en ligne de commande) : toutes les applications peuvent être appelées depuis un terminal commençant par otbcli_ suivi du nom de l’application.

• GUI (interface d’utilisateur graphique autonome dans Qt) : les demandes peuvent être appelées depuis un terminal avec l’alias otbgui_ suivi du nom de l’application. Une autre option consiste à utiliser un petit lanceur (disponible dans le menu-> géospatiales-> outils spatiaux-> OTB Launcher).

• Plugin QGIS - disponible dans la boîte à outils Traitements (Processing).

On trouvera des exemples de données utilisées dans ce démarrage rapide dans :

• /home/user/data/north_carolina/rast_geotiff

Start a Terminal Emulator (LXTerminal currently) from the Applications menu in the Accessories section. This gives you a Unix shell command prompt. Go to the data directory.

cd /home/user/data/north_carolina/rast_geotiff

Afficher les informations de métadonnées d’une image

Vous pouvez obtenir toutes les informations de métadonnées contenues dans une image avec la commande : otbcli_ReadImageInfo. L’unique paramètre est le nom du fichier image d’entrée, par exemple :

otbcli_ReadImageInfo -in ortho_2001_t792_1m.tif

Calculatrice sur bandes d’image

L’application otbcli_otbBandMath fournit un moyen efficace pour effectuer des opérations mathématique sur les bandes de l’image. La syntaxe est assez simple, par exemple soustraire deux bandes pour étudier les différences d’image sur les images lsat7_2002_10.tif et lsat7_2002_20.tif, utilisez seulement la commande:

otbcli_BandMath -il lsat7_2002_10.tif lsat7_2002_20.tif -out  ~/difference.tif -exp "im1b1-im2b1"

L’application est en mesure d’effectuer des opérations mathématiques complexes sur des images (seuillage, redimensionnement logarithmique, etc). Cette calculatrice numérique « maison » est également livrée avec des fonctions personnalisées vous permettant de calculer une expression complète. Par exemple, comme les images de télédétection mesurent des grandeurs physiques, il est possible d’extraire plusieurs indices ayant une signification physique comme le NDVI (indice de végétation par différence normalisé) pour la végétation. Avec la calculatrice, vous êtes en mesure de calculer le NDVI sur des images de capteurs multispectraux en faisant:

otbcli_BandMath -il lsat7_2002_30.tif lsat7_2002_40.tif -out ~/ndvi.tif -exp "ndvi(im1b1,im2b1)"

Le fichier lsat7_2002_30.tif correspond au canal rouge de Landsat 7, lsat7_2002_40.tif au proche Infra-rouge.

Vous pouvez ensuite visualiser les images d’entrée et le résultat avec la commande :

monteverdi lsat7_2002_30.tif lsat7_2002_40.tif ~/ndvi.tif

Classification basée sur les pixels

La classification dans le cadre de l’application fournit une chaîne de classification supervisée d’un basée sur l’apprentissage de plusieurs images, à l’aide d’un ordinateur spécifié méthode comme SVM, Bayes, KNN, forêts aléatoires, les réseaux de neurones artificiels, d’apprentissage et d’autres. Voir l’aide de l’application de TrainImagesClassifier pour plus de détails sur tous les classificateurs disponibles. Il supporte des images énormes en streaming et multi-threading. La chaîne de classification effectue une étape de formation basée sur l’intensité de chaque pixel comme caractéristiques. Veuillez noter que toutes les images d’entrée doivent avoir le même nombre de bandes pour être comparables.

Pour découvrir cette application, vous pouvez utiliser la commande :

otbgui_TrainImagesClassifier

Effectuer la segmentation

L’application Segmentation d’OTB permet de produire une sortie de segmentation raster avec différents algorithmes et jusqu’à des très grands rasters en produisant des produits vectoriels que vous pouvez importer dans un logiciel SIG. Il existe quatre méthodes de segmentation dans l’application :

• Mean-Shift

• Ligne de partage des eaux (Implémentation ITK)

• Analyse en composante connexes

• Profils morphologiques

Vous pouvez tester la segmentation avec ces commandes :

• Création d’une image multicanal Rouge-Vert-Bleu-Proche-Infrarouge

otbcli_ConcatenateImages -il lsat7_2002_30.tif lsat7_2002_20.tif lsat7_2002_10.tif lsat7_2002_40.tif -out ~/lsat7_rgbn.tif

• Appliquer la segmentation

otbcli_Segmentation -in ~/lsat7_rgbn.tif -filter meanshift -mode raster -mode.raster.out ~/segmentation.tif

• Générer des couleurs au lieu d’étiquettes

otbcli_ColorMapping -in ~/segmentation.tif -out ~/segmentation_colored.tif -method image -method.image.in ~/lsat7_rgbn.tif

En outre, l’application peut fonctionner dans deux modes différents :

• Mode raster : vous permet de segmenter une petite image et produit une trame où chaque composant de la segmentation est étiqueté avec un entier unique

• Mode vecteur : segmenter les images plus grandes et produit un fichier vectoriel où chaque segment de la segmentation est représenté par un polygone

  

OTB inclut également un cadre logiciel pour effectuer une segmentation par tuiles d’images très grandes avec des garanties théoriques d’obtenir des résultats identiques à ceux sans tuilage appelé LSMS.

OTB dans QGis

Le même ensemble d’applications OTB peut aussi être utilisé depuis le menu Processing ‣ Toolbox dans QGis. Les applications sont triées par balise.

Développer avec OTB

Si vous souhaitez utiliser la bibliothèque OTB et compiler votre code C++ à l’intérieur d’OSGeoLive, vous devrez :

• Installez le paquet de développement libotb-dev et libqt4-dev .

• Vérifiez que cmake est installé.

L’emplacement d’OTB_DIR doit être trouvé automatiquement (généralement dans /usr/lib/x86_64-linux-gnu/cmake/OTB-…). Dans votre configuration CMake, vous devez lier les bibliothèques dans la variable OTB_LIBRARIES.

Plus d’informations peuvent être trouvées dans le Guide logiciel.

Ensuite ?

• Guide du logiciel OTB

  La principale source d’information est le guide du logiciel OTB. Il s’agit d’un guide complet qui comprend environ 600 pages, détaillant les étapes pour installer OTB et l’utilisez. La plupart des classes disponibles est largement illustrée avec les résultats de traitement de télédétection réels.

• OTB CookBook

  Un guide pour les applications OTB et Monteverdi dédié aux non-développeurs est également disponible. Ce guide se compose d’une brève visite des applications OTB et de Monteverdi, suivie d’une série de recettes pour mettre oeuvre des tâches habituelles de télédétection avec ces deux outils.

• Tutoriels OTB

  Suivez les tutorials pour en savoir plus sur OTB.

• Documentation des applications OTB

  Voir aussi une documentation détaillée sur les applications OTB

• Cours d’OTB avec des images Pléiades pour apprendre à utiliser les applications de l’OTB et Monteverdi

  Suivez les courses pour en savoir plus sur OTB (voir la section Tutoriels).