Projet ANR-12-IS05-0001 – I2-Mars : Interprétation et indexation d'images orbitales multi-modales de la planète Mars
Programme : Blanc International II - SIMI 5 - Physique subatomique et théories associées, astrophysique, astronomie et planétologie (Blanc Inter II - SIMI 5)
Année de financement : 2012
Coordinateur du projet : Monsieur Sylvain DOUTÉ (Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble)
Partenaires : Grenoble Image, Parole, Signal, Automatique; Géosciences Paris-Sud; Laboratoire public; Institut de Planétologie et Astrophysique de Grenoble; Géosciences Paris-Sud; LIESMARS The State Key Laboratory for Information Engineering in Surveying, Mapping and Remote Sensing
Montant : 216922.0 euros
Date de début : 2013
Durée : 48 mois
Résumé : Interprétation et indexation d'images orbitales multi-modales de la planète MarsLes technologies de l'information afin de répondre efficacement aux défis actuels en matière d'exploitation de masse des données planétaires
Enjeux et objectifLes missions d'exploration spatiale lancées par les USA et l'Europe ont ces dernières années permis l'acquisition de grandes collections d'images de Mars. Ces données de télédétection couvrent des domaines spectraux différents et sont trés hétérogènes en ce qui concernent les résolutions spatiales et spectrales. Elles représentent une mine d'informations sur Mars, particulièrement si elles sont traitées, analysées et interprétées conjointement. Ceci est le point de départ pour des recherches sur le climat, la géologie, la géomorphologie, la distribution des minéraux, etc. Cependant le traitement, l'analyse et l'interprétation multi-modal des collections d'images représentent encore un challenge. Les informations supplémentaires à extraire en combinant des images provenant de sources différentes ne sont pas ainsi bien exploitées. Notre but est d'étendre et d'améliorer la boîte à outils méthodologique des planétologues pour améliorer l'efficacité du traitement des grandes collections d'images de Mars et ainsi maximiser le retour scientifique.
 Un projet pluridisciplinaire organisé autour de 5 tâches principalesWP1. L'amélioration radiométrique et la correction atmosphérique/photométrique des images martiennes pour augmenter la qualité de la contribution de surface et la compatibilité des images entre-elles WP2. La fusion d'images multi-modales extrêmement hétérogènes pour créer une vision augmentée de la surface martienne WP3. L'extraction de caractéristiques spectrales, texturales ou structurelles pour extraire des informations chimiques, minéralogiques, physiques et géomorphologiques. WP4. l’interprétation commune, la validation croisée et l'indexation des images.
Résumé de la soumission : Les technologies de l'information pour répondre efficacement aux challenges actuels en matière d'exploitation de grandes collections de données planétaires: projet multidisciplinaire SIMI5 et SIMI 2Les missions d'exploration spatiale lancées vers Mars par les États-Unis et l'Europe ont ces dernières années permis l'acquisition de grandes collections d'images de la planète rouge. Ces données de télédétection couvrent des domaines spectraux différents et sont très hétérogènes en ce qui concernent les résolutions spatiales et spectrales. En outre leur volume et leur complexité ont dramatiquement augmenté à la faveur d'améliorations technologiques constantes. Ainsi le traitement, l'analyse et l'interprétation multi-modal des collections d'images représentent un challenge. Nous proposons un projet pluridisciplinaire organisé autour de 5  tâches principales WP1. L'amélioration radiométrique et la correction atmosphérique/photométrique des images martiennes pour augmenter  la qualité de la contribution de surface et la compatibilité des images entre-elles WP2. La fusion d'images multi-modales extrêmement hétérogènes pour créer une vision augmentée de la surface martienne WP3. L'extraction de caractéristiques spectrales, texturales ou structurelles pour extraire des informations chimiques, minéralogiques, physiques et géomorphologiques. WP4. l’interprétation commune, la validation croisée et l'indexation des images. WP5. Des investigations géologiques aussi bien que climatiques seront rendues possible par les développements précédents. Les quatre partenaires partagent des intérêts communs pour l'analyse de données de télédétection hyperspectrale et d'images très haute résolution en utilisant des techniques de traitement de l'image et du signal avancées et aussi de la modélisation physique. Ils ont une expérience unique dans l'application de ces techniques afin de répondre à des problématiques planétaires dans le cadre de l'exploration de la planète Mars.
Résultats : Résultats attendus 
1. Correction radiométrique et atmosphérique améliorée pour les collections de données  martiennes.
2. Une co-regisration améliorée
3. Une nouvelle génération de modèles numériques de terrain haute résolution des surfaces martiennes à partir de paires stéréoscopiques  (approche bayésienne pour évaluer les erreurs)
4. Un système pour la simulation d'images hyperspectrales planétaires Visibles et IR, champs de luminance et d'illumination par des méthodes de transfert radiatif et de tracés de rayon.
5. Un algorithme pour l'inversion du modèle direct sur les images hyperspectrales pour dresser la carte des Facteurs de Réflectance Bidirectionnels (BRF)
6. Algorithmes pour l'extraction et la fusion d'informations structurelles, thermiques et minéralogiques
Perspectives : De nouvelles investigations martiennes, géologiques aussi bien que climatiques, seront rendues possible par les développements précédents.
Publications et brevets : Après 6 mois 
Rubén Marrero, Sylvain Douté, Antonio Plaza and Jocelyn Chanussot. VALIDATION OF SPECTRAL UNMIXING METHODS USING PHOTOMETRY AND TOPOGRAPHY INFORMATION. IEEE Fifth Workshop on Hyperspectral Image and Signal Processing : Evolution in Remote Sensing, 2013. WHISPERS ’13. , 4 pages.