Une thèse de Doctorat en cotutelle Algéro-Française, entre l’Université des Sciences et de la Technologie d’Oran – Mohamed Boudiaf (USTO-MB) et l’Université de Toulouse III – Paul Sabatier (UPS-TLSE III), a été soutenue par Mademoiselle BENHALOUCHE Fatima Zohra, ingénieur de recherche au Département Observation de la Terre (DOT) du Centre des Techniques Spatiales (CTS/ASAL), le jeudi 03 mai 2018 à l’USTO-MB, dans le domaine du traitement du signal et de l’image.
Cette thèse, intitulée « Méthodes de démélange et de fusion des images multispectrales et hyperspectrales de télédétection spatiale », a été codirigée par M. DEVILLE Yannick (Prof., UPS-TLSE III, France) et M. OUAMRI Abdelaziz (Prof., USTO-MB, Algérie), et encadrée par M. KAROUI Moussa Sofiane (Maître de recherche – classe A, CTS/ASAL, Arzew, Algérie).
La thèse a été soutenue devant le jury composé de :
Mme FIZAZI Hadria (Prof., USTO-MB, Algérie)
M. DEVILLE Yannick (Prof., UPS-TLSE III, France)
M. OUAMRI Abdelaziz (Prof., USTO-MB, Algérie)
M. TALEB Nasreddine (Prof., Université de Sidi Bel Abbes, Algérie)
M. ABED-MERAIM Karim (Prof., Université d’Orléans, France)
M. BELBACHIR H. Ahmed (Prof. USTO-MB, Algérie)
M. KAROUI Moussa Sofiane (MR-A, CTS/ASAL, Arzew, Algérie)
Résumé
Au cours de cette thèse, deux principales problématiques de la télédétection spatiale de milieux urbains, qui sont le « démélange spectral » et la « fusion », ont été abordées.
Dans la première partie de la thèse, le démélange spectral d’images hyperspectrales de scènes de milieux urbains a été étudié. Les méthodes développées ont pour objectif d’extraire, d’une manière non-supervisée, les spectres des matériaux présents dans la scène imagée. Le plus souvent, les méthodes de démélange spectral (méthodes dites de séparation aveugle de sources) sont basées sur le modèle de mélange linéaire. Cependant, le paysage est non-plat, comme c’est le cas en milieu urbain, le modèle de mélange linéaire n’est plus valide et doit être remplacé par un modèle de mélange non-linéaire. Ce modèle non-linéaire peut être réduit à un modèle de mélange linéaire-quadratique/bilinéaire. Les méthodes de démélange spectral proposées sont basées sur la factorisation matricielle avec contrainte de non-négativité, et elles sont conçues pour le cas particulier de scènes urbaines. Les méthodes proposées donnent généralement de meilleures performances que les méthodes testées de la littérature.
La seconde partie de cette thèse à été consacrée à la mise en place de méthodes qui permettent la fusion des images multispectrale et hyperspectrale, afin d’améliorer la résolution spatiale de l’image hyperspectrale. Cette fusion consiste à combiner la résolution spatiale élevée des images multispectrales et la haute résolution spectrale des images hyperspectrales. Les méthodes mises en place sont des méthodes conçues pour le cas particulier de fusion de données de télédétection de milieux urbains. Ces méthodes sont basées sur des techniques de démélange spectral linéaire-quadratique et utilisent la factorisation en matrices non-négatives. Les résultats obtenus montrent que les méthodes développées donnent globalement des performances satisfaisantes pour la fusion des données hyperspectrale et multispectrale. Ils prouvent également que ces méthodes surpassent significativement les approches testées de la littérature.
Mots-clés : Imagerie hyper/multispectrale, amélioration de la résolution spatiale/spectrale, démélange spectral linéaire-quadratique/bilinéaire, factorisation en matrices non-négatives linéaire-quadratique/bilinéaire, fusion de données.