On the use of deep learning for ocean SAR image semantic segmentation

Nombreux sont les phénomènes météorologiques prenant naissance dans les océans, dont 71% de la surface de la Terre est couverte. L’observation des étendues marines est primordiale pour accroître notre compréhension du système Terre, améliorer les modèles météorologiques et atténuer l’effet des catas...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Colin, Aurélien
Other Authors: Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique Bretagne Pays de la Loire, Saoudi, Samir
Format: Thesis
Language:English
Published: 2022
Subjects:
620
Online Access:http://www.theses.fr/2022IMTA0327/document
Description
Summary:Nombreux sont les phénomènes météorologiques prenant naissance dans les océans, dont 71% de la surface de la Terre est couverte. L’observation des étendues marines est primordiale pour accroître notre compréhension du système Terre, améliorer les modèles météorologiques et atténuer l’effet des catastrophes naturelles. Depuis le lancement d’ERS-1 en1991, les radars à synthèse d’ouverture (SAR, d’après l’acronyme anglais) en bande C sont utilisés pour observer les surfaces océaniques. La bande C est, en effet, particulièrement utile pour obtenir des informations sur les vagues, le vent, les précipitations, la banquise, que ce soit à méso- ou à sous-méso échelle. La thèse ci-présente traite de la segmentation, c’est-à-dire de la classification pixel par pixel, des observations SAR en bande C dans un contexte océanographique. Les modèles d’apprentissage profond permettant d’inférer des informations à partir de larges ensembles de données, nous mettons à profit les acquisitions produites par les satellites Sentinel-1A et Sentinel-1B pour générer des cartes de segmentation. Ces deux satellites du programme Copernicus ont été lancés au cours des années 2014 et 2016. Les observations du capteur SAR sont co-localisées avec des sources secondaires (par exemple des radars côtiers, des bouées ou encore d’autres satellites), parfois manuellement annotées, ou encore reliées à des modèles météorologiques. Elles sont ensuite utilisées pour entraîner des modèles d’apprentissage profond et pour s’assurer de leurs performances à travers de multiples comparaisons. Ces études mettent en exergue la possibilité pour l’imagerie SAR de déduire de nouvelles informations prometteuses. Elles proposent également un cadre pour la construction de jeux de données de segmentation et de l’entraînement des modèles afférents. With water covering 71% of the surface of the Earth, and most meteorological processes stemming from the oceans, their observation is primordial to enhance our comprehension of the Earth system, improve meteorological ...