Projet ANR-15-CE23-0012 – PHOENIX : Parcimonie, observations non-stationnaires de grandes dimensions, modélisation des séries chronologiques d’images et télédétection
Programme : Données massives et calcul intensif : enjeux et synergies pour la simulation numérique (DS0708) 2015
Année de financement : 2015
Coordinateur du projet : Monsieur Abdourrahmane ATTO (Laboratoire d'Informatique, Systèmes, Traitement de l'Information et de la Connaissance)
Partenaires : Laboratoire public
Montant : 279760.0 euros
Date de début : 2015
Durée : 48 mois
Résumé : La surveillance de l'environnement par télédétection est cruciale pour l'évaluation et la compréhension des relations existant entre les changements climatiques globaux et l’évolution de grandes structures dynamiques terrestres que sont les glaciers et les forêts. Depuis 2007, le déploiement de satellites imageurs en constellation a contribué à augmenter de manière très significative, les résolutions spatiales (détails structuraux observables) et temporelles (fréquences d’observations d’un site) des séries d’images satellitaires. 
L'exploitation de ces données pour la surveillance de l'environnement et l’étude de la capacité d’un environnement à se renouveler (résilience) sera une des activités majeures de la communauté scientifique dans les prochaines décennies. En effet, au-delà des glaciers et forets, l'avenir de la planète dépend de notre capacité à analyser son état actuel et prévoir son état futur à partir de l'analyse des séries chronologiques d’observations. Notre défi est alors le développement d'outils algorithmiques et de méthodes d’analyse des séries temporelles, lorsque ces dernières sont associées à des attributs de grandes dimensions, ainsi que la compréhension de l’évolution de structures terrestres à partir de contenus informatifs noyés dans ces séries.
L'objectif scientifique du projet PHOENIX est de proposer un cadre d’analyse parcimonieuse de champs aléatoires chronologiques pour fournir des méthodes Rapides, Efficaces et Robustes (RER) de traitement des données multidimensionnelles se présentant sous la forme  de séries temporelles et multi-sources d’images (répartition spatiale de plusieurs satellites d’observation). 
L'objectif technique du projet PHOENIX est d’étudier la résilience des structures de grandes échelles telles que les glaciers Alpins, la forêt Amazonienne : analyser leurs états passés et actuels pour caractériser les conséquences de différents types de changements, ainsi que prédire leurs états futurs à partir de modèles d’évolution appliqués sur des « masses de données ordonnées selon la chronologie de leurs observations ».
Le projet comprend 3 modules de travaux (Work Packages, WP) dont 2 sont de natures méthodologiques : le premier, WP1, développera des modèles multidimensionnels spatio-temporels d’évolutions non-stationnaires des structures étudiées et le second, WP2, est dédié à l’élaboration de méthodes statistiques non-paramétriques pour l’analyse de ces évolutions. Le troisième module, WP3, mettra l'accent sur l’application des méthodes et modèles développés aux WP1 et WP2 à l’analyse de 2 types de séries temporelles d’images satellitaires mono et multi-composantes : 1) les données de radar à synthèse d’ouverture, pour leur insensibilité aux conditions météorologiques, 2) les images spectro-visibles qui permettent de suivre des zones spécifiques avec une plus grande résolution spatio-spectrale. Le WP3 requiert du calcul à haute performance (HPC). Deux types d'architectures seront utilisées à cet effet : un ‘cluster’ de CPU (USMB-MUST) déjà opérationnel, efficace pour le calcul parallèle sur de nombreuses données, où chaque donnée est de taille raisonnable (ce cluster est très limité et non-adapté pour le chargement et le traitement d’une donnée de très grande taille) et une station de travail à très grande mémoire vive (support ANR requis) pour le chargement et le traitement de séries chronologiques de très grandes tailles.