Des différents modes de visualisation pour comparer des images aériennes ou satellitaires


Ce billet a pour but de recenser des exemples et d'entamer une réflexion sur les choix de visualisation pour comparer des images aériennes ou satellitaires. La double visualisation est de plus en plus courante sur Internet : il s'agit de pouvoir faire des comparaisons à partir de deux images prises à deux dates différentes (image comparison). Souvent très spectaculaires, ces images mettent en évidence des changements visibles à l'oeil nu. Elles posent la question de l'intérêt et des limites de ces "visions stéréoscopiques" qui gomment les étapes intermédiaires et débouchent sur des formes de pensée ou d'analyse purement visuelle.




1) Etude des risques : comparer les images avant et après une catastrophe pour en mesurer l'impact

C'est certainement l'un des usages les plus courants et les plus spectaculaires. Après chaque catastrophe naturelle ou technologique, les médias proposent ce type de comparaison (avant / après) pour donner à voir les dégâts matériels. L'impact sur les bâtiments, les routes, les parcelles ressort davantage que les pertes humaines.

Rupture du barrage minier de Brumadhino au Brésil (janvier 2019) :
http://www.dailymail.co.uk/news/article-6637409/Nearly-24-000-ordered-evacuate-Brazil-dam-burst-250-missing.html


Dommages causés par le cyclone Dorian sur les Bahamas (septembre 2019). Images avant / après en juxtaposition.
http://dorian-disasterresponse.opendata.arcgis.com/app/c5a142da120c4d9e85d0c2844086b880

Inondations dans le Nébraska et l'Iowa (mars 2019). Images avant / après en superposition.
http://weather.com/news/news/2019-03-17-flooding-before-and-after-images-midwest-nebraska

Cyclone Idai au Mozambique (mars 2019). Images avant / après en juxtaposition
http://www.theguardian.com/world/2019/mar/21/cyclone-idai-satellite-images-show-extent-of-flooding-around-beira

Quand le littoral de l'Australie occidentale tourne au rouge après le passage du cyclone Veronica (mars 2019) :
http://nationalmap.gov.au/#share=s-9WjOid425ytRDtuHXp1qaa0SY1W

La site de la NASA Images of change référence beaucoup d'images satellitaires enregistrées suite à des catastrophes. Les images sont classées par thème et localisées sur un planisphère. L'avantage du site est de laisser le choix à l'utilisateur qui peut visualiser les images en mode rideau (curtain), en mode alterné (toggle) ou en mode deux images à la fois (2-up)
http://climate.nasa.gov/images-of-change?id=674#674-flooding-along-mississippi-river


Ces images de changements prises par la NASA dans le cadre du programme Earth Observatory sont disponibles également sous forme de vidéos :
http://earthobservatory.nasa.gov/world-of-change/Deforestation

La beauté de ces images n'a d'égal que la terreur qu'elles nous inspirent comme le souligne Alberto Cairo. Le data journaliste Maarten Lambrechts s'interroge sur le fait que le soleil brille toujours sur les images prises après la catastrophe, ce qui signifie qu'il a fallu attendre plus ou moins longtemps pour que les nuages se dissipent ou que les images ont été retouchées par des algorithmes. Ces images peuvent conserver des traces de nuages ou indiquer des couleurs plus ou moins faciles à interpréter.

La vague de sécheresse fait virer l'Europe au brun :
http://climate.nasa.gov/images-of-change?id=657#657-heat-wave-turns-europe-brown


2) Changement global : pour mesurer des évolutions ou anticiper des changements futurs

15 images avant / après qui montrent à quel point nous changeons notre planète à l'Anthropocène :
http://www.vox.com/2015/4/7/8352381/anthropocene-NASA-images

Neuf régions du monde menacées en cas de montée du niveau de la mer (France-Info) :
http://www.francetvinfo.fr/meteo/climat/cop21/cartes-neuf-regions-du-monde-menacees-en-cas-de-montee-du-niveau-de-la-mer_1078159.html

Un exemple classique souvent cité en géographie : l'évolution de la mer d'Aral qui s'est considérablement asséchée : http://climate.nasa.gov/images-of-change?id=531#531-shrinking-aral-sea-central-asia

Le gif animé restitue différentes étapes dans le processus, ce que l'on ne peut faire avec deux images en opposition.



La fonte des glaciers au Tibet :


3) Urbanisation et métropolisation : pour mesurer l'emprise des villes et l'expansion urbaine

L'expansion des villes et l'étalement urbain en Chine à travers 30 ans d'observation par satellite :
http://www.theguardian.com/cities/2017/mar/21/timelapse-satellite-images-china-fastest-growing-cities

Expansion urbaine de New Delhi :
http://climate.nasa.gov/images-of-change?id=579#579-urban-expansion-in-new-delhi-india

Consulter le site Images of change de la NASA qui propose beaucoup d'autres exemples de villes en forte croissance (menu Cities)
http://climate.nasa.gov/images-of-change


Ile-de-France : comparaison des photographies aériennes en 1949 et en 2018 :

4)  Occupation des sols : pour appréhender l'artificialisation des sols ou l'extension du couvert forestier

L'évolution de l'occupation du sol en Europe (1900-2010)
http://maptitude1.tumblr.com/post/143550889723/land-use-in-europe-1900-2010


 
Le printemps très ensoleillé qu'a connu la France en 2019 a permis au satellite Sentinel-2 de prendre de très belles images sur l'ensemble du territoire (résolution 10 m). L'application permet de comparer le couvert végétal par rapport à l'année 2018.
http://osr-cesbio.ups-tlse.fr/echangeswww/majadata/spot_differences.html

Comparaison de l'usage du sol et du futur plan d'occupation du sol de la ville de Waxahachie :
http://www.arcgis.com/apps/StorytellingSwipe/index.html?appid=ec82351263144a6a8eb92321d20c3247#

La déforestation en Amazonie sur la période 1975-2009 (dans l'état du Rondonia, une mise en valeur en "arrêtes de poisson"). Voir l'article sur la déforestation en Amazonie :
http://www.youtube.com/watch?v=JsIB81sLe2w



5) Utilisation de ces procédés pour comparer des cartes

L'utilisation de ce type de visualisation avec un rideau coulissant peut être appliqué à des cartes que l'on souhaite comparer. 

Comparaison de la répartition ethnique par blocs de recensement dans les villes américaines entre 2000 et 2010.

Autre exemple pour comparer l'obésité et le diabète aux Etats-Unis (dans l'idée d'établir des corrélations possibles) : http://links.esri.com/storymaps/story_map_swipe_overview_1

Autre application dans le domaine de la cartographie historique : le plan de Washington de 1851 comparé à l'image aérienne de la ville aujourd'hui pour voir les permanences et les changements dans la morphologie urbaine :
https://story.maps.arcgis.com/apps/StorytellingSwipe/index.html?appid=5c851a0bd60d42f0b2955966ee933465#


Le même exemple sur Washington avec un effet de loupe permettant de voir en transparence :
http://story.maps.arcgis.com/apps/StorytellingSwipe/index.html?appid=3e9a2e96c3e14fd793ec640ee39a20ab


Le même effet de loupe est repris par la London Time Machine qui permet d'explorer Londres en 1652.

Les archéologues ont utilisé des images déclassifiées capturées par les avions-espions U2 dans les années 1950 pour localiser et étudier des sites d’intérêt historique qui ont été depuis oubliés ou détruits. Exemple pour les villes d'Alep en Syrie et de Mossoul en Irak :
http://fas.org/blogs/secrecy/2019/04/declass-u2-photos/





Utilisation d'images satellites pour mettre en évidence la destruction de mosquées et de lieux de culte musulmans par la Chine au Xinjiang : http://www.theguardian.com/world/2019/may/07/revealed-new-evidence-of-chinas-mission-to-raze-the-mosques-of-xinjiang





Comparaison de transit maps pour montrer l'évolution (et parfois la régression) des réseaux de transports en commun en Amérique du Nord : http://www.dailymail.co.uk/travel/travel_news/article-6898165/Artist-Jake-Bermans-maps-Americas-old-public-transit-systems-versus-modern-day-versions.html

L'artiste Jake Berman présente d'anciens plans de métro et de transports en commun dans un style d'époque. De Los Angeles à Toronto, de San Francisco à Buffalo, il a également recréé des plans actuels à partir du style d'époque, ce qui permet de les comparer aux anciens plans. A voir sur le site du journal The Guardian.
http://www.theguardian.com/cities/2019/apr/03/mapped-historic-public-transit-systems-v-their-modern-equivalents

Ces procédés de rideau coulissant ou de loupe transparente peuvent être utilisés pour élaborer des story maps. Ils peuvent s'avérer plus ou moins efficaces par rapport à d'autres procédés plus classiques : superposition avec jeu sur la transparence, animation sous forme de gifs animés... ou simplement juxtaposition des deux images permettant une vraie stéréoscopie.


6) Utilisation de ces procédés pour comparer des paysages

Le même type de procédés peut être appliqué à des paysages que l'on souhaite comparer.

Exemple avec la rapide transformation des paysages urbains à Détroit (shrinking city) perceptible à travers les images de Street View : http://www.lostateminor.com/2014/12/29/google-street-views-photos-detroit-simply-depressing/



En complément, trois décennies de changements à la surface de la Terre à travers une série d'images satellitaires (1984-2016) proposée par The Time : http://www.youtube.com/watch?v=2n8XX5NwYyI



La fracture urbaine gris-vert : comment la richesse et la pauvreté sont visibles depuis l'espace :

http://www.geolounge.com/gray-green-urban-divide-wealth-poverty-visible-space/



Le site Medium propose, dans le cadre de sa rubrique Planet stories, une série d'images animées montrant les transformations liées à l'activité humaine vues depuis l'espace :
http://medium.com/planet-stories/popular-news-as-seen-from-space-472419b72349



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