Vous trouverez dans ce repos un wrapper pour FLAIR-HUB pour faire de l'inférence directement et des fonctions pour faire du fine-tunning. Les poids de FLAIR-HUB sont sur HuggingFace.

Ce travail a été réalisé dans le cadre du projet IA.rbre et vous pouvez trouver les autres calque sur notre plateforme carte.iarbre.fr.

Les données d'inventaire du végétal stratifié ont été produites par un travail conjoint entre TelesCoop et le LIRIS. Le LIRIS a produit une note sur les méthodes permettant de produire un inventaire de végétation en contexte urbain qui se trouve ici. Puis, chez TelesCoop nous avons industrialisé la démarche et proposé un pipeline automatisé.

Les données d'entrée proviennent de data.grandlyon :

• 📡 Les nuages de point LIDAR de 2023;
• 📸 Les orthophotos 2023.

Il y a aussi des scripts pour faire tourner sur les ortho 2023 de l'IGN et le le dernier LIDAR disponible qui est 2021 (src/data_preparation/prepare_training_data_IGN.py)

Nous utilisons d'un côté la classification des nuages de points LIDAR (src/data_preparation/prepare_training_data_grandlyon.py) et par ailleurs la classification des orthophotos à l'aide de FLAIR-HUB de l'IGN (src/inference/inference_flair_context.py) puis les 2 classifications sont fusionnées (src/postprocessing/merge_classifications.py). La précision de la classification, taille d'un pixel, est un carré de 80cmsx80cms. Cette résolution a été choisie car le modèle FLAIR-HUB a été entraîné sur des images à cette résolution.

src/data_preparation/prepare_training_data_grandlyon.py

Les nuages de points sont déjà classées, nous récupérons donc les points correspondants aux catégories 4 végétation moyenne de 1,5-5 m, 5 végétation haute 5-15 m et 8 végétation haute > 15 m. 5 et 8 sont rassemblées pour définir une seule catégorie végétation haute. Le reste est dans la catégorie Autre. La classification des végétation basses ne fonctionne pas bien avec le LIDAR, nous ne l'utilisons pas. Le nuage de point est rasterisé en utilisant une résolution de 0.8m.

src/inference/inference_flair_context.py

Nous utilisons la version avec encoder Swin large, decoder UPerNet et en RGB. Les poids sont disponibles sur [HuggingFace)(https://huggingface.co/IGNF/FLAIR-HUB_LC-A_RGB_swinlarge-upernet). La résolution des orthophotos est réduite à l'aide d'une interpolation bi-cubique pour passer d'une résolution de 5cms à 80cms. Ce choix s'eplique de deux façons :

• 📅 Garder une résolution existante dans les années précédentes afin de pouvoir avoir des analyses diachroniques;
• 🎯 Avoir la même résolution que les données d'entraînement de FLAIR-HUB afin de maximiser les performances.

Les orhtophotos sont découpées en patch de 384 pixels et le recouvrement entre patchs est de 256 pixels. Les patchs utilisent les données de plusieurs dalles afin d'éviter les effets de bord. Nous utilisons une test-time augmentation (TTA) avec des flips horizontaux et verticaux pour plus de robustesse. Parmis les 20 classes, nous ne conservons que celles relatives à la végétation haute, moyenne et basse.

src/postprocessing/merge_classifications.py

Nous partons des résultats LIDAR pour la végétation moyenne et haute, auquelle on ajoute le résultat de végétation basse de FLAIR-HUB. Finalement on met à jour les zones classées comme Autre par le LIDAR mais qui sont de la végétation moyenne et haute pour FLAIR-HUB. Ces zones correspondent souvent à des zones proches des bâtiments qui sont mal détectées par le LIDAR et mieux avec les orhtophotos.

Le format de sortie est TIF qui peut être vectorisé facilement avec GDAL et son API Python. Pour plus de détails, voir ici.

La qualité du résultat est très dépendante du LIDAR qui reste la meilleure manière de classifier la végétation, hors zones herbacées, de manière précise (résolution de l'ordre du mètre). La métropole de Lyon produit une couverture du territoire en THD (100 points par m2 en zone urbaine dense et 30 ailleurs) ce qui permet une classification très précise. En zone urbaine dense, c'est parfois trop car on a des points qui traversent le couvert arboré et se retrouvent classés en zone herbacée qui est en dessous. Comme évoqué plus haut, le LIDAR pert en précision dans les zones proches des bâtiments.

Le modèle FLAIR-HUB permet à une résolution très compétitive, 80cm, des détections de zones herbacés très précises. Le modèle se comporte également très bien dans les zones proches des bâtiments où le LIDAR est moins bon.

Nous ne disposons pas de vérité terrain à l'échelle de la Métropole, car cette donnée n'existe pas, qui permetterait de calculer des métriques quantitatives de performance. Pour évaluer la performance nous sommes dépendants d'évaluations qualitatives avec les orthophotos en dessous de plan ou à l'aide d'experts d'un territoire précis.

1. Installer pre-commit :

pip install pre-commit

2. Installer les hooks :

pre-commit install

3. Exécuter manuellement les hooks (optionnel) :

pre-commit run --all-files

C'est tout ! Maintenant, à chaque commit, pre-commit vérifiera automatiquement votre code. 🧹✨

Si vous avez des idées, des bugs ou des demandes de fonctionnalités, n'hésitez pas à ouvrir une issue.

Vous pouvez également contribuer directement en proposant de nouvelles fonctionnalités :

1. Forker le dépôt
2. Créer une branche de fonctionnalité : git checkout -b ma-fonctionnalite-geniale
3. Valider vos modifications : git commit -m "Ajouter une fonctionnalité géniale"
4. Pousser votre branche : git push origin ma-fonctionnalite-geniale
5. Ouvrir une Pull Request