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Une carte Lidar de la France bientôt disponible en libre accès

L'IGN réalise une carte de la France à l'aide de Lidars. Ces capteurs génèrent des nuages de points en trois dimensions à partir desquels sont établis différents modèles numériques du terrain (sol, sursol et hauteur). L'ensemble de ces données sera disponible en accès libre. Si elles doivent servir à l'établissement de politiques publiques touchant au risque climatique, les usages à imaginer sont beaucoup plus larges.
mis à jour le 21 avril 2022 à 10H23
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Une carte Lidar de la France bientôt disponible en libre accès
Une vue de Montpellier. © IGN

L'Institut national de l'information géographique et forestière (IGN) s'est lancé dans la création d'une carte en haute définition de la France par topographie Lidar. L'IGN a débuté son programme Lidar HD fin 2020. Ce projet "vise à couvrir le territoire avec un nouveau type de données, les données Lidar", comme le résume le chargé de projet Loïc Gondol, et doit encore s'étendre sur 5 ans. "Il faut imaginer un nuage de points qui représente la surface du sol et du sursol sur l'ensemble territoire français", ajoute-t-il.

Ce programme est doté d'un budget de 60 millions d'euros. 50 personnes au sein de l'IGN travaillent actuellement dessus et l'équipe passera à un maximum de 70 personnes. L'institut compte sur quatre sous-traitants pour l'acquisition et le traitement des données.
 

Des avions pour collecter les données

Pour l'instant, l'IGN est dans la phase d'acquisition de ces données. "L'intérêt est d'avoir des données au niveau national et de mutualiser la collecte", résume Loïc Gondol à L'Usine Digitale. Pour cela, il convient de mutualiser les spécifications d'acquisition, ce qui n'est pas forcément évident puisque tout le monde n'a pas besoin du même degré de précision. Dans le cadre de ce projet, l'IGN vise 10 points par m². Mais des Lidars permettent d'aller beaucoup plus loin et d'obtenir 100 ou 200 points par m².

Il faut également définir à quelle saison seront collectée les données. "Avec un modèle numérique de surface issu d'une acquisition en hiver, la connaissance sur les feuilles et le volume végétal est moindre et pas exploitable pour le suivi des incendies", explique Loïc Gondol. Concrètement, pour la collecte des données, l'IGN dispose de deux avions équipés chacun d'un Lidar lui permettant de capturer des informations sur une zone déterminée. Les autres données sont achetées auprès de prestataires.

L'IGN a commencé par collecter les données sur des zones prioritaires situées majoritairement dans le sud-est de la France (les Alpes, le Massif Central, les Pyrénées, la Corse). L'institut pense terminer d'acquérir ces données brutes sur l’ensemble du territoire métropolitain et ultramarin (à l'exception de la Guyane) d'ici à fin 2025.

Le traitement des données

A l'issu de cette phase d'acquisition, l'IGN détient un nuage de points brut. Cela n'est pas suffisant pour avoir un modèle numérique du terrain. Il faut traiter les données obtenues en classifiant chaque point, c'est-à-dire en leur apportant une information sémantique (sol, eau, végétation, bâtiment, etc.). "Une première partie de ce traitement des données est réalisée automatiquement par des algorithmes de classification éventuellement améliorés avec un peu d'intelligence artificielle." Puis, à l'issue de ce premier traitement, une partie des données est reprise manuellement pour affiner la classification. C'est le cas pour les zones à enjeux ou la qualité attendue est supérieure, comme par exemple les zones urbaines et les bords de rivière.

A partir de ce nuage de points classés, l'IGN prévoit de dériver des modèles numériques du sol, du sursol et de la hauteur. Le sursol va comprendre les bâtiments et la végétation en hauteur. Le modèle numérique de hauteur est la différence entre le sol et le sursol (les informations sur chaque pixel seront la hauteur entre les deux).

Les premiers modèles seront disponibles fin 2022 début 2023. L'IGN met actuellement en place les chaînes pour les produire et les outils nécessaires. "Sur la phase de traitement, nous ne sommes pas encore en rythme de production nominal, qui devrait être de 15 mois entre l'acquisition des données et la fin de leur traitement", glisse Loïc Gondol. Comme pour la collecte des données, le traitement sera à la fois réalisé par l'IGN et délégué à des sous-traitants.

Politique publique et prévention des risques

Toutes les données seront en accès libre : le nuage de points brut, le nuage de points classés et les modèles numériques. Toutes les données sont hébergées sur les infrastructures de l'IGN et accessibles sur Géoplateforme. A ce niveau, l'intérêt est également de "mutualiser le stockage et la diffusion", selon Loïc Gondol. Les utilisateurs pourront s'en servir et créer des services avec s'ils le souhaitent.

A l'origine, ce projet vise à aider à la mise en place des politiques publiques dans plusieurs secteurs comme l'agriculture, la forêt, l'environnement, l'urbanisme et l'énergie. "Pour poursuivre et construire les politiques publiques, il est nécessaire d'avoir des données géographiques précises et fines, abonde Loïc Gondol. Ce nouveau référentiel de données vise à répondre ces besoins."

Concrètement, cette carte Lidar vise à améliorer la connaissance de la forêt. "Dans le cadre du réchauffement climatique, l'office national des forêts et les gestionnaires privés ont besoin de connaitre l'état des forêts et savoir comment elles évoluent", explique le chargé de projet. Aujourd'hui cela est réalisé avec un important travail de terrain. Demain, l'idée est d'avoir une partie de ces connaissances (état des forets, volume de bois, etc.) grâce à la collecte et l'analyse des données Lidar.

Évaluation et suivi des risques naturels

Un autre exemple touche à la politique de suivi et d'évaluation des risques naturels, comme les risques d'inondation et d'éboulement. Pour les suivre et les évaluer, il est essentiel de modéliser les zones à risques. Ces modèles pourraient aider pour réaliser des simulations et prédire d'éventuels dangers. "Pour simuler la hauteur de l'eau, la façon dans elle s'écoule et par quoi elle est contrainte, il est essentiel d'avoir une modélisation fine du sol", glisse Loïc Gondol. D'autant qu'avec le réchauffement climatique, les intempéries peuvent survenir dans des endroits inhabituels, d'où l'intérêt d'avoir une carte fine du territoire.

L'IGN est aussi persuadé que ces données peuvent avoir d'autres utilités. L'institut entend mener des cessions d'information dans le courant du printemps auprès de l'ensemble des utilisateurs potentiels (public, privé, associatifs, etc.). L'idée est de préciser le contenu des données auxquelles ils pourront accéder et déterminer si l'IGN est en phase avec les cas d'usage. "De nouveaux cas d'usage structurant peuvent être identifiés", ajoute Loïc Gondol pour qui ce projet n'est qu'à ses débuts.

Si la France n'est pas pionnière sur ce sujet, elle est loin d'être en queue de peloton. Les Etats-Unis agissent en ordre dispersé au niveau des Etats fédérés. Plus proche de nous, les Pays-Bas ont de l'avance et sont déjà à leur troisième ou quatrième couverture du territoire. La Suisse réalise sa deuxième couverture. L'Espagne, quant à elle, s'est lancée dans ce projet au même moment que la France. Et de nombreux pays ne se sont pas encore lancés dans un tel projet.

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