Détection automatique de la végétation en toiture, de la surface de recouvrement et du type de végétation

Avec le réchauffement climatique, les centres urbains souffrent de plus en plus d’effets d’îlots de chaleur. La végétation est reconnue comme un composant de l’environnement urbain contribuant à le rafraîchir. Ainsi, l’étude des toitures végétalisée participe à connaître la capacité verte d’une ville et à planifier de futures mesures d’aménagement de l’espace urbain. Pour identifier et quantifier précisément les toitures végétalisées à large échelle, un traitement (semi-)automatique doit être développé.

En collaboration avec les experts métier de l’AWEL (Amt für Abfall, Wasser, Energie und Luft - Luft, Klima und Strahlung) du canton de Zürich et de l’OCAN (Office cantonal de l'agriculture et de la nature) du canton de Genève, trois étapes progressives de la solution ont été identifiées : la détection des toitures végétalisées, la quantification des surfaces de recouvrement et la détermination du type de végétation.

Des travaux dans ce sens ont déjà été effectués sur une partie ou la totalité de ces cantons. Une étude menée par la Ville de Zürich entre 2013 et 2015 étudiait plus de 140 toits et leur végétation. A Genève, la couche de la couverture des toits existe depuis 2009 et a été récemment mise à jour (2019 et 2021). Cependant, ces processus ne sont pas encore automatisés et/ou non-exhaustifs. C’est pourquoi les cantons ont fait appel au Swiss Territorial Data Lab pour chercher ensemble une méthodologie innovante.

Dans ce projet, le STDL s’aidera de la science des données pour dériver d’images aériennes et de nuages de point LiDAR des informations concernant les toitures végétalisées, leur recouvrement et le type de végétation. Des pistes classiques d’analyse d’images à des méthodes récentes de Deep Learning, différentes stratégies seront envisagées selon les derniers résultats de l’état de l’art.

Cependant, aucune prédiction (semi-)automatisée ne peut être vérifiée sans un jeu de données de contrôle, appelé la vérité terrain. Les données existantes doivent êtres au préalable listée, préparée et éventuellement complétées par des exemples supplémentaires.

A la fin, l’objectif est de livrer trois couches SIG correspondant aux trois étapes du projet. Leur qualité aura été contrôlée et leur niveau de détail correspondra aux exigences du domaine métier.