Appliquer l’intelligence artificielle aux données géospatiales pour mieux répondre aux catastrophes naturelles. Telle est l’ambition d’IBM au travers de sa collaboration avec des acteurs clé du secteur, comme la NASA et plus récemment l’ESA. La dernière base de données publiée apporte un éclairage sur la manière de mettre cette technologie au service de notre planète.
“Les incendies de forêt qui ont battu tous les records l’année dernière en Bolivie ont ravagé une superficie équivalente à celle de la Grèce, provoquant le déplacement de milliers de personnes et entraînant des pertes considérables en matière de récoltes et de bétail.” Prenant cet exemple comme point de départ de leur réflexion, IBM et l’Agence spatiale européenne (ESA) ont décidé de combiner leurs expertises respectives pour créer une base de données mondiale et multimodale appelée ImpactMesh.
Mise à disposition en open source cette semaine par IBM Research en Europe et l’ESA, cette base de données est également multi-temporelle, ce qui signifie qu’elle contient des clichés avant et après des zones inondées ou ravagées par les incendies. Les images ont été capturées au cours de la dernière décennie par les satellites Copernicus Sentinel-1 et Sentinel-2.
Capturer des images de meilleure qualité
Un travail de longue haleine qui a permis d’apporter des images plus claires des changements observés à l’échelle du paysage grâce au croisement entre des images optiques, des images radar et une carte d’altitude de la zone touchée. “Lorsque les nuages d’orage et la fumée des incendies empêchent les capteurs optiques de voir l’étendue des inondations et des feux de forêt depuis l’espace, les images radar et l’altitude du terrain peuvent aider à révéler la gravité de ce qui vient de se passer”, explique IBM.
Prenant l’exemple d’images capturées en 2018 par Sentinel-1 concernant une zone inondée du nord-est de la France, la firme explique que, grâce à la comparaison d’images avant et après l’inondation, le modèle peut distinguer les zones inondées des zones humides et des cours d’eau existants.
IBM, engagé depuis des années dans l’observation de la Terre
Pour IBM, il s’agit d’une nouvelle étape dans son travail d’observation de la Terre. La firme a, par le passé, déjà développé plusieurs modèles géospatiaux pré-entraînés à partir d’images satellites brutes pour un lieu et un moment donnés, comme les modèles Prithvi (la NASA est impliquée), ainsi qu’à partir de données de différentes modalités, comme le modèle TerraMind, développé conjointement avec l’ESA et publié plus tôt cette année.
La base de données ImpactMesh est le résultat d’une fusion de ces deux approches afin de mieux mettre en évidence l’impact des inondations et des incendies. Pour rappel, ces deux événements naturels représentent à eux deux près de la moitié des catastrophes naturelles enregistrées au cours de la dernière décennie, et les données suggèrent que ces événements s’aggravent à mesure que le climat de la Terre se réchauffe.
Les usages des modèles d’IA entraînés sur ImpactMesh pourraient être variés, allant de la planification de la réponse immédiate après une catastrophe jusqu’à l’évaluation des dégâts et la détermination des endroits où reconstruire (et ceux où ne pas reconstruire). La couverture de la base de données avant et après la catastrophe pourrait également être utile pour établir des cartes des risques plus précises.
Un kit de création de bases de données géospatiales en sus
En plus d’ImpactMesh, IBM et l’ESA annoncent lancer TerraKit, un logiciel open source censé faciliter la création de bases de données géospatiales et l’optimisation des modèles d’IA à partir des informations les plus récentes.
TerraKit peut être utilisé pour enrichir la collection de données d’ImpactMesh sur les inondations et les incendies de forêt, ou pour créer une nouvelle base de de données à partir de zéro. Les modèles TerraMind récemment optimisés, ainsi qu’ImpactMesh, sont disponibles sur Hugging Face sous une licence Apache 2.0 permissive.
