Détection des nuages et de l'ombre des nuages pour les applications de cartographie de l'exploitation minière à petite échelle en Colombie à l'aide de l'imagerie Sentinel-2

Description

L'exploitation des placers à petite échelle en Colombie a lieu dans les zones rurales et implique des excavations entraînant de grandes empreintes de sols nus et de bassins d'eau. Ces zones excavées comprennent une mosaïque de terrains difficiles pour la détection des nuages et de l'ombre des nuages des données Sentinel-2 (S2A et S2B) utilisées pour identifier, cartographier et surveiller ces activités hautement dynamiques. Cet article utilise une approche efficace d'apprentissage automatique en deux étapes utilisant des outils disponibles gratuitement pour détecter les nuages et les ombres dans le contexte de la cartographie des zones minières à petite échelle, qui met l'accent sur la réduction de la classification erronée des sites miniers en tant que nuages ou ombres. La première étape consiste en une classification supervisée support-vecteur-machine identifiant les nuages, les ombres des nuages et les pixels clairs. La deuxième étape est une amélioration basée sur la géométrie de la détection de l'ombre des nuages où la géométrie du capteur d'ombre des nuages solaires est utilisée pour exclure les erreurs de commission dans les ombres des nuages. L'approche basée sur la géométrie utilise les angles du soleil et les angles de vue des capteurs disponibles dans les métadonnées Sentinel-2 pour identifier les directions potentielles de l'ombre des nuages pour chaque projection de nuages. L'approche ne nécessite pas de données supplémentaires sur les hauteurs du sommet ou du fond des nuages ni sur la robustesse du sommet des nuages. Il suppose que l'emplacement des nuages denses est principalement influencé par les conditions météorologiques et que les hauteurs du sommet et de la base des nuages varient d'une manière prédéfinie. La méthodologie a été testée sur un site pilote intensément fouillé et bien étudié et montre 50% de détection de nuages et d'ombres en plus que Sen2Cor. En outre, il a atteint une spécificité de 1 dans la détection correcte des sites miniers et des étangs d'eau, se révélant être une approche fiable pour d'autres études connexes sur la cartographie de l'exploitation minière à petite échelle dans la région. Bien que la méthodologie ait été adaptée au contexte de l'exploitation minière à petite échelle dans la région d'Antioquia, il s'agit d'une approche évolutive et peut être adaptée à d'autres zones et conditions.