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Carte d’occupation des sols du CES OSO – THEIA

La carte d’occupation des sols est produite par le Centre d’Expertise Scientifique sur l’occupation des sols (CES OSO), composante du pôle national THEIA de données et de services sur les surfaces continentales.

Informations générales

Intitulé, objectif

Carte d’occupation des sols du CES OSO – THEIA

La carte d’occupation des sols est produite par le Centre d’Expertise Scientifique sur l’occupation des sols (CES OSO), composante du pôle national THEIA de données et de services sur les surfaces continentales (www.theia-land.fr). Cette donnée est diffusée aux formats vecteur et raster, et couvre l’ensemble du territoire métropolitain. Produite chaque année, sa nomenclature comprend 17 à 23 classes selon les millésimes. Son principal avantage en comparaison avec d’autres cartes d’occupation du sol existantes est son exhaustivité territoriale et sa fraîcheur.

Producteur

THEIA - CES Occupation des sols (coord. Jordi Inglada, UMR CESBIO)

Méthodologie de production

Les cartes d’occupation du sol sont issues de la chaîne iota2, développée par l’unité mixte de recherche CESBIO (Centre d’Etudes Spatiales de la Biosphère, www.cesbio.cnrs.fr), qui permet d’exploiter des séries temporelles Landsat-8, Sentinel-2 et/ou Sentinel-1. Les données satellitaires optiques, diffusées par le pôle THEIA, sont prétraitées afin d’obtenir des images en réflectance de surface (niveau 2A avec correction des effets de l’atmosphère). La chaine de production, complètement automatisée, se fonde sur l’utilisation d’algorithmes de classification supervisée.

L’entrainement utilise en entrée quatre sources de données d’échantillons :

  • Corine Land Cover (CLC),
  • BD Topo IGN,
  • Registre Parcellaire Graphique (RPG),
  • RGI (Randolph Glacier Inventory).

La chaîne iota2 est un outil libre et gratuit sous licence AGPL (GNU Affero General Public License) v3.0. Son contenu est détaillé à l’adresse web suivante : https://iota2.readthedocs.io/en/latest/

La validation des produits OSO est réalisée selon deux approches :

  • En fonction des jeux de données d’échantillons : 30% de ces données sont conservées pour estimer la précision thématique. Bien que pertinente, cette validation n’est pas indépendante du jeu d’entrainement puisqu’elle repose sur les mêmes sources de données.
  • En fonction de jeux de données exogènes : cette validation fait appel à des jeux de données indépendants du processus d’apprentissage. Plusieurs jeux ont été testés. La société SIRS a notamment évalué la couche OSO 2016. Selon les approches mises en place, la précision globale varie entre 81.4 +/- 3.68% et 91.7 +/- 1.25% pour le produit à 10 m, entre 81.1 +/- 3.65% et 88.2 +/- 3.15% pour le produit à 20 m. Pour plus de précisions sur la qualité des différents postes de la nomenclature, se reporter au rapport de SIRS (cf. référence dans la rubrique « En savoir plus »).

Propriété

UMR CESBIO

Accessibilité des données

Licence « Open Database »*, compatible avec la licence « Etalab »**

* https://opendatacommons.org/licenses/odbl/summary/
** https://www.etalab.gouv.fr/licence-ouverte-open-licence

Qualification rapide de la base

Résolution spatiale

  • Donnée raster produite à 10 m et 20 m de résolution spatiale. Ces deux sorties sont proposées car les bandes spectrales Sentinel-2 utilisées dans le processus de production sont acquises à 10 (visible et proche infrarouge) et 20 m (red-edge, proche et moyen infrarouge).
  • Donnée vectorielle dérivée du raster à 20 m avec une unité minimale de collecte de 0,1 ha. Les contours des polygones sont régularisés et simplifiés. Pour chacune des entités, la table attributaire indique la part relative des différents types d’occupation du sol détectés à 10 m de résolution spatiale.
  • Les produits cartographiques sont accompagnés de deux autres cartes :
    • La carte de validité : nombre moyen d’images sans nuages utilisées pour la classification ainsi que l’écart-type.
    • La carte de confiance : proportion de votes issus du processus de classification pour la classe majoritaire (valeur comprise entre 0 et 100).

Couverture nationale

Un millésime par an qui couvre l’ensemble du territoire métropolitain.

Millésimes disponibles

  • Cartes à 10/20 m (Sentinel-2) :
    • Carte d’occupation des sols 2018 (23 classes)
    • Carte d’occupation des sols 2017 (17 classes)
    • Carte d’occupation des sols 2016 (17 classes)

 

  • Cartes de « millésimes historiques » à 30 m (Landsat) :
    • Carte d’occupation des sols 2014,
    • Carte d’occupation des sols 2011,
    • Carte d’occupation des sols 2010,
    • Carte d’occupation des sols 2009

Mise à jour

Il n’y a pas de mise à jour à proprement parler. La production d’un nouveau millésime requiert une année complète de recueil de données satellitaires. Les produits sont donc livrés durant le premier semestre de l’année suivante.

Fraîcheur : La nomenclature présente une synthèse annuelle de l’occupation du sol.

Précision sur la mesure de l’artificialisation

Nomenclature pour l'occupation du sol

La nomenclature comprend 17 à 23 classes selon le millésime :

Nomenclature de base Nomenclature enrichie

- Bâtis denses
- Bâtis diffus
- Zones industrielles et commerciales
- Surfaces routes
- Cultures d’hiver


- Cultures d’été

 



- Prairies
- Vergers
- Vignes
- Forêts de feuillus
- Forêts de conifères
- Pelouses
- Landes ligneuses
- Surfaces minérales
- Plages et dunes
- Glaciers ou neiges
- Eau
- Autres

- Bâtis denses
- Bâtis diffus
- Zones industrielles et commerciales
- Surfaces routes
- Colza
- Céréales à pailles
- Protéagineux
- Soja
- Tournesol
- Maïs
- Riz
- Tubercules/racines
- Prairies
- Vergers
- Vignes
- Forêts de feuillus
- Forêts de conifères
- Pelouses
- Landes ligneuses
- Surfaces minérales
- Plages et dunes
- Glaciers ou neiges
- Eau
- Autres

 

Contributions à la connaissance de l’artificialisation

Les données du CES OSO apportent une connaissance spatiale de l’occupation des sols et permettent de suivre des évolutions interannuelles. Elles requièrent toutefois une certaine expertise technique pour envisager des comparaisons fiables à différentes échelles et sur différentes années.

Prises individuellement, les quatre classes constitutives de l’urbain (bâti dense, bâti diffus, zones industrielles et commerciales, surface routes) ne présentent pas une qualité suffisante pour détecter précisément des changements dans le temps. Néanmoins, l’équipe OSO recommande de fusionner ces quatre classes pour réduire les confusions et réaliser ce genre d’analyse.

Usages par rapport au Plan biodiversité

Mettre en place des indicateurs pour mesurer la consommation des espaces et l’étalement urbain, en tenant compte de la résolution spatiale du produit et des mesures de qualité pour chacune des classes.

Données complémentaires

Fichiers fonciers, RPG, autres bases de données vecteurs de l’IGN, produits du Centre d’Expertise Scientifique sur l’urbain (CES Urbain THEIA), produits GHSL (Global Human Settlement Layer) du Centre commun de recherche (Joint Research Center, JRC) de la Commission européenne.

Limites et pistes d’évolution

Limites

  • Distinction peu fiable des types et usages pour les classes urbaines.
  • Indicateurs dérivés de la donnée à définir avec les utilisateurs.

Possibilité d’évolution de méthodes

L’équipe OSO envisage plusieurs pistes pour faire évoluer l’outil iota2 et les produits qui en découlent :

  • Prise en compte du contexte : spatial, géométrie, …
  • Ajout de données satellitaires hétérogènes : très haute résolution spatiale type SPOT 6/7, Radar

Pour aller plus loin

Exemples de résultats

OCS OSO 2016, comparaison des classifications de l’urbain (Toulouse) entre une source de données Landsat-8 et une autre Sentinel-2.
OCS OSO 2016, comparaison des classifications de l’urbain (Toulouse) entre une source de données Landsat-8 et une autre Sentinel-2.

 

En savoir plus

 

Références bibliographiques :