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Les meilleurs outils de vision par ordinateur pour la surveillance environnementale

Découvrez les meilleurs outils de vision par ordinateur pour la surveillance environnementale qui prennent en charge l'analyse évolutive des images satellites et des données visuelles environnementales.

De petits changements visibles sur les images satellites, comme le rétrécissement progressif d'un lac ou la diminution lente de la couverture forestière, peuvent sembler insignifiants à première vue. Cependant, au fil du temps, ces changements subtils peuvent révéler des informations beaucoup plus importantes sur l'évolution de l'environnement.

Le suivi de ces changements est l'objectif de la surveillance environnementale, mais cela n'est pas facile à réaliser à grande échelle. La surveillance de zones vastes et éloignées peut générer d'énormes quantités de données visuelles, et les méthodes d'analyse traditionnelles ont souvent du mal à suivre le rythme en termes de volume, de fréquence et de complexité de ces informations.

Les progrès récents en matière d'IA contribuent à combler cette lacune. En particulier, la vision par ordinateur, une branche de l'intelligence artificielle qui permet aux machines d'interpréter des images et des vidéos en temps réel, fait la différence.

En analysant les données visuelles provenant de satellites, de drones et de systèmes de caméras, la vision par ordinateur permet une large gamme d'applications de surveillance, allant du suivi de la déforestation et de la qualité de l'eau à l'observation de l'activité de la faune sauvage. Cette capacité à detect à un stade précoce fournit des informations plus claires et permet de prendre des décisions plus éclairées en matière d'atténuation.

Les modèles Vision AI tels que Ultralytics prennent en charge les tâches essentielles de vision par ordinateur, telles que la détection d'objets et la segmentation d'instances. Ces capacités facilitent l'identification des caractéristiques environnementales, le suivi des changements au fil du temps et l'analyse à grande échelle de régions vastes et diversifiées. 

Fig. 1. Utilisation de YOLO26 pour detect segment (Source)

Dans cet article, nous allons explorer certains des principaux outils de vision par ordinateur utilisés pour la surveillance environnementale dans le monde réel. C'est parti !

L'importance de la surveillance environnementale

La surveillance environnementale permet de suivre l'évolution des systèmes naturels au fil du temps et l'impact des activités humaines sur ceux-ci. Alors que la pression sur les écosystèmes ne cesse d'augmenter, il est essentiel d'avoir une vision claire et actualisée de ce qui se passe sur le terrain pour pouvoir agir et favoriser la durabilité à long terme.

Voici quelques exemples illustrant comment la surveillance environnementale est utilisée pour obtenir des informations précieuses :

  • Surveillance de l'utilisation des terres : les changements dans les forêts, les terres agricoles et les zones urbaines sont suivis afin d'identifier la déforestation, l'activité minière et le développement non planifié.
  • Surveillance de la biodiversité et des habitats : les écosystèmes peuvent être observés afin d'évaluer la santé des habitats et d'identifier les espèces susceptibles d'être menacées.
  • Surveillance de la qualité de l'eau : Les rivières, les lacs et les zones côtières peuvent être surveillés afin de detect et de protéger les écosystèmes aquatiques.
  • Suivi des changements climatiques et écosystémiques : les changements à long terme de la végétation, de la couverture glacielle et des conditions terrestres sont observés afin de mieux comprendre les impacts liés au climat.

Les défis de la surveillance environnementale

Cependant, il n'est pas facile de mettre en place des solutions de surveillance environnementale à grande échelle. Les méthodes traditionnelles reposent largement sur des enquêtes manuelles et ont une couverture limitée, ce qui rend difficile la détection rapide des changements. 

Parallèlement, les méthodes modernes de surveillance en temps réel produisent d'énormes quantités de données visuelles provenant de satellites, de drones et de caméras, ce qui rend difficile l'examen manuel des données. Face à ces défis, les scientifiques spécialisés dans l'environnement se tournent vers la technologie Vision AI pour analyser les données visuelles de manière précise et cohérente à grande échelle.

Surveillance environnementale alimentée par l'IA Vision

Les systèmes de vision par ordinateur jouent un rôle clé dans la surveillance environnementale en permettant d'analyser efficacement de grandes quantités de données visuelles. Ils utilisent des modèles d'IA visuelle qui sont entraînés à interpréter des images et des vidéos en apprenant des modèles visuels, de la même manière que les humains reconnaissent les objets à vue.

Les modèles tels que YOLO26 sont entraînés à partir de grands ensembles d'images étiquetées et apprennent à identifier les caractéristiques environnementales à l'aide de tâches de vision par ordinateur telles que la détection d'objets. Grâce à la détection d'objets, un modèle peut localiser et étiqueter des objets individuels dans une image, tels que des arbres, des plans d'eau, des bâtiments ou des animaux. 

Par exemple, dans les systèmes de surveillance forestière, un modèle peut detect des arbres detect sur une image satellite ou drone et les compter automatiquement. Lorsque des images de la même zone sont collectées au fil du temps, ces détections peuvent être comparées pour mesurer les changements. 

Cela facilite le track tels que la déforestation, la réduction de la superficie des plans d'eau ou l'expansion des infrastructures urbaines. En appliquant systématiquement la même logique de détection, la vision par ordinateur permet une surveillance fiable des changements environnementaux, même dans des régions vastes ou éloignées.

Tâches courantes de vision par ordinateur utilisées pour la surveillance environnementale

Voici un aperçu d'autres tâches clés de vision par ordinateur couramment utilisées pour la surveillance environnementale :

  • Suivi d'objets : cette tâche consiste à suivre des objets détectés dans le temps, par exemple en suivant les mouvements d'animaux, de véhicules ou de débris flottants à travers une séquence d'images ou d'images vidéo.
  • Segmentation d'instance : elle peut être utilisée pour identifier des objets individuels et délimiter leurs contours au niveau des pixels, ce qui permet une cartographie précise de caractéristiques telles que les forêts, les côtes, les récifs coralliens et les plans d'eau.
  • Classification d'images : cette technique attribue une seule étiquette de catégorie à une image entière en fonction de son contenu visuel global, ce qui permet une analyse à grande échelle de la couverture terrestre, comme la classification des zones forestières, urbaines, agricoles ou dégradées.
  • Estimation de la posture: elle identifie et suit les points clés d'un objet afin d'estimer sa posture et ses mouvements. Dans le domaine de la surveillance de la faune sauvage et marine, elle peut être appliquée aux animaux dans les données vidéo afin d'étudier leurs mouvements et leurs comportements.
Fig. 2. Exemple de segmentation de différents types de coraux avec YOLO26 (Source)

Les meilleurs outils d'IA visuelle utilisés pour la surveillance environnementale 

Aujourd'hui, un large éventail d'outils d'IA visuelle facilite la surveillance environnementale. Certains sont conçus pour analyser des images satellites à grande échelle, tandis que d'autres se concentrent sur les données en temps réel provenant de drones ou de caméras au sol.

Ensuite, nous explorerons certains des meilleurs outils de vision par ordinateur et leur utilisation pour analyser les données environnementales.

1.YOLO Ultralytics

YOLO Ultralytics sont une famille de modèles de vision par ordinateur en temps réel utilisés pour des tâches telles que la détection d'objets, la segmentation d'instances, la classification d'images et l'estimation de poses. YOLO « You Only Look Once » (vous ne regardez qu'une seule fois), ce qui signifie que le modèle analyse une image entière en un seul passage, ce qui lui permet de fonctionner rapidement.

Les derniers modèles YOLO26 bénéficient d'améliorations qui les rendent plus légers, plus rapides et plus faciles à déployer. Ils sont disponibles en différentes tailles, ce qui permet aux équipes environnementales de trouver le bon équilibre entre vitesse, précision et ressources disponibles.

Les modèles YOLO26 sont pré-entraînés sur de grands ensembles de données de référence tels que COCO , ce qui leur permet de reconnaître immédiatement des objets courants tels que les chats et les chiens. Ils peuvent ensuite être affinés à l'aide d'ensembles de données environnementales spécifiques à un domaine afin d'améliorer leur précision pour des tâches spécifiques, telles que l'identification de la végétation, des plans d'eau ou des infrastructures.

Une fois formés et validés, les modèles YOLO26 peuvent être exportés et exécutés sur divers formats matériels. Ils peuvent ainsi être utilisés dans des systèmes plus importants qui traitent des données visuelles provenant de satellites, de drones ou de réseaux de caméras.

2. FlyPix AI

FlyPix AI est une plateforme d'analyse géospatiale utilisée pour traiter des images aériennes haute résolution provenant de drones et de satellites. La plateforme transforme de grands volumes d'images en informations exploitables pour la surveillance continue de l'environnement.

Cet outil utilise une analyse basée sur l'IA pour detect automatiquement detect , track au fil du temps et signaler les modèles inhabituels ou les anomalies dans les données. Ces capacités permettent d'analyser à la fois les tendances progressives et les changements soudains ou inattendus visibles dans les images.

Les utilisateurs peuvent ainsi surveiller les conditions environnementales et identifier des problèmes tels que l'accumulation de déchets, les marées noires, la déforestation et les changements dans les zones terrestres ou côtières. Les résultats peuvent être intégrés dans les flux de travail standard des systèmes d'information géographique (SIG), ce qui permet une surveillance et une documentation cohérentes sur de vastes zones géographiques.

3. Vision océanique IA

Ocean Vision AI est une plateforme de vision par ordinateur et d'apprentissage automatique qui intègre des outils, des services et la participation de la communauté afin de faciliter l'analyse à grande échelle d'images sous-marines. En d'autres termes, elle rassemble des données visuelles provenant de différentes sources océaniques et utilise l'IA pour effectuer le travail fastidieux de tri et d'analyse des données.

La plateforme est conçue pour les chercheurs qui travaillent avec de grandes quantités de données sous-marines. Elle facilite l'organisation des données, la création d'annotations de haute qualité et le développement de modèles pouvant être réutilisés et partagés au sein de la communauté scientifique.

Ocean Vision AI intègre également des initiatives de participation publique grâce à un système d'annotation basé sur le jeu qui permet à des non-spécialistes d'aider à étiqueter des images sous-marines. Ces contributions sont utilisées pour élargir les ensembles de données annotées et améliorer les performances du modèle au fil du temps.

Fig. 3. Détection d'espèces marines à l'aide d'annotations d'images publiques (Source)

4. Vision raster

Raster Vision est une bibliothèque open source permettant de travailler avec des images satellites et aériennes qui combine le traitement des données géospatiales avec la vision par ordinateur basée sur l'apprentissage profond. Elle intègre le traitement des données SIG avec des workflows d'apprentissage automatique afin de prendre en charge l'analyse à grande échelle d'images géographiques.

Raster Vision comprend un pipeline de vision flexible qui prend en charge des tâches telles que la classification des puces d'image, la segmentation sémantique et la détection d'objets. Les images satellites et aériennes étant généralement très volumineuses, la bibliothèque est conçue pour s'adapter à des ensembles de données de grande taille et est couramment utilisée pour des problèmes tels que la cartographie de la couverture terrestre, la détection de la déforestation et l'analyse de la croissance urbaine.

Pour optimiser le traitement, Raster Vision divise les images volumineuses en unités plus petites appelées « chips », qui sont utilisées pour l'entraînement et l'inférence des modèles. La bibliothèque prend également en charge l'ensemble du workflow de vision par ordinateur, y compris la préparation des données, l'entraînement des modèles, l'évaluation et le déploiement par lots pour l'analyse d'images récurrente ou à grande échelle.

5. Detectron2

Detectron2 est une bibliothèque open source de vision par ordinateur développée par Facebook AI Research. Elle fournit des implémentations d'algorithmes de pointe pour des tâches telles que la détection d'objets, la segmentation d'instances et la segmentation panoptique, y compris des modèles tels que Mask R-CNN. Detectron2 est largement utilisé dans la recherche et les projets appliqués de vision par ordinateur en raison de sa conception modulaire et de ses performances de référence élevées.

Plus précisément, dans le domaine de la surveillance environnementale, Detectron2 est souvent utilisé pour analyser des images satellites et prises par des drones. Il peut être entraîné à detect les incendies detect , la déforestation, la faune sauvage et les changements dans la couverture végétale. Sa flexibilité et ses performances élevées en font un bon choix pour mettre en place des solutions de surveillance pratiques dans différents écosystèmes.

Fig. 4. Incendies de forêt segmentés par Detectron2 (Source)

Choisir un outil de vision par ordinateur pour la gestion environnementale

Lorsque vous explorez différents outils de vision par ordinateur destinés à la surveillance environnementale, vous vous demandez peut-être comment choisir celui qui convient le mieux à votre projet ou à votre système d'IA.

Voici les facteurs clés à prendre en compte lors du choix d'un outil de vision par ordinateur pour la surveillance environnementale :

  • Types de données pris en charge : l'outil doit être compatible avec les données visuelles pertinentes pour le cas d'utilisation, telles que les images satellites, les images prises par drone, les relevés aériens ou les images sous-marines.
  • Évolutivité : la surveillance environnementale couvre souvent de vastes zones géographiques et de longues périodes. L'outil doit traiter et gérer efficacement de grands ensembles de données sans ralentir les performances.
  • Capacités visuelles essentielles : l'outil doit prendre en charge les fonctions essentielles de vision par ordinateur, notamment la détection, la classification, la segmentation et l'analyse des changements d'objets, afin d'identifier des modèles et d'évaluer les changements environnementaux au fil du temps.
  • Formation et personnalisation des modèles : les conditions environnementales varient d'une région à l'autre, l'outil doit donc permettre de former ou d'ajuster les modèles à l'aide d'ensembles de données spécifiques au domaine.
  • Intégration des flux de travail : une intégration transparente avec les plateformes SIG et les pipelines de données environnementales est essentielle pour garantir que les résultats puissent être facilement utilisés pour la cartographie, l'analyse et la création de rapports.

Principaux points à retenir

La surveillance environnementale implique souvent le suivi des changements sur de vastes zones et sur de longues périodes. La technologie de vision par ordinateur permet une analyse cohérente et évolutive des données visuelles. Utilisées avec les données et les flux de travail appropriés, ces approches rationalisent la surveillance en temps réel des environnements terrestres, marins et atmosphériques et contribuent à transformer de grands volumes d'images en informations utiles.

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