Les vecteurs en télédétection Réalisé par: AGHEZAF Mohamed SOW Abdoulaye

plan Introduction Définition d’un vecteur Les types de vecteurs L’orbite satellitaire Les différents types d’orbite Cas de spot Conclusion

Techniques d’observation Introduction (Définition et Historique) Qu’est ce que la télédétéction ? Techniques d’observation Télédétection Détection à Distance Mise En Ouvre Plate forme Conclusion

Introduction (Définition et Historique) Application Enregistrement de l’énergie par le capteur Source d’énergie ou d’illumination Interaction rayonnement atmosphère Transmission, réception et traitement Interaction avec la cible Mise En Ouvre Refléxion Interprétation et analyse Absorbtion Conclusion Transmission

Introduction (Définition et Historique) Pour être efficace le capteur doit être situé suffisamment loin de la surface de la Terre. Donc nécessité d’avoir un vecteur pouvant aller au-delà de l’atmosphère terrestre. Historiquement ce premier problème a été associé à celui d'être capable de capturer des images. Après l'invention du ballon captif en 1793 et de la photo en 1839 il faut attendre 20 ans et Gaspard Felix Tornachon pour obtenir la première photo de Télédétection. Gaspard Felix Tournachon (1820-1910) (©Roger-Viollet)

 Première photo de télédétection de Tournachon (1868 d'après Newhall)

Définition d’un vecteur Un vecteur aussi appelé plateforme, correspond à tout objet, se déplaçant et susceptible de porter un capteur. Pour enregistrer adéquatement l'énergie réfléchie ou émise par une surface ou une cible donnée, on doit installer un capteur sur une plate-forme (vecteur) distante de la surface ou de la cible observée Ces plates-formes peuvent être situées près de la surface terrestre, comme par exemple au sol, dans un avion ou un ballon ; ou à l'extérieur de l'atmosphère terrestre, comme par exemple sur un véhicule spatial ou un satellite.

Types des vecteurs On peut classer les vecteurs selon leur distance de la terre: Ceux qui opèrent à quelques mètres du sol: grues, ou véhicules qui supportent des radiomètres ou appareils photographiques; Ceux qui opèrent à quelques dizaines de mètres et la dizaine de kilomètres: avion, hélicoptères et ballons; Ceux qui opèrent entre la dizaine et la centaine de kilomètres: les ballons stratosphériques; Ceux qui opèrent entre 200 et 40000 km: ce sont les satellites soumis à l’attraction terrestre, qu’ils soient habités ou non. Ces derniers sont les plus courants pour l’observation de la terre.

Vecteurs Télédétection

L’avion

Le Ballon

La navette

Satellite:fournissent la majeure partie des données recueillies par télédétection de nos jours

Les satellites Compte tenu des conditions extrêmes dans l'espace, le choix de l’orbite et les moyens de la maintenir sont des problèmes importants lors de la conception d’un "système" de télédétection satellitaire. Par ailleurs, il est important de faire la part entre l’orbite de transfert et celle définitive du satellite.

Les orbites 1 et 3 ne sont pas tangentes : il est nécessaire de passer par l'orbite de transfert 2 pour aller de l'une à l'autre.

L’orbite satellitaire Trajectoire effectuée par un satellite autour de la Terre. Les lois qui régissent le mouvement des satellites en orbite peuvent être comparées à celles qui régissent le mouvement des planètes, formulées par les astronomes et mathématiciens des 16e et 17e siècles: Kepler, Galilée, Newton. En télédétection satellitaire, les caractéristiques des orbites de satellites conditionnent la capacité d’observation de la Terre, sa répétitivité, et la nature même des données obtenues.

L’orbite satellitaire Rappelons les lois de Newton et de Kepler. Loi de Newton : Lois de Kepler : 1ère loi: (loi des orbites) Le satellite décrit un ellipse dont la terre occupe l’un des deux foyers. Cette orbite est décrite par son demi grand axe A et son excentricité e e=C/A Avec C= la distance d’un foyer de l’ellipse au périgée, Mb Ma d 1ere loi pour spot périgée=818km et apogée =838km pour que le satellite ne retombepas sur terre le périgée d’un satellite doit être >200km

2ème loi: Le rayon de l'orbite d'un satellite balaie des aires égales en des temps égaux".(loi des aires) 3ème loi : (loi des périodes)Soit T la période de révolution, a le demi grand axe de l'orbite et k le rapport de proportionnalité. La troisième loi de Kepler stipule que avec k=1/(S+M) S=la masse de satellite M=la masse de la Terre

Les différents types d’orbite La vitesse imprimée par la fusée au satellite lui permet de se maintenir pratiquement indéfiniment dans l'espace en décrivant une orbite autour du corps céleste. Celle- ci, définie en fonction de la mission du satellite, peut prendre différentes formes — héliosynchrone, géostationnaire, elliptique, circulaire — et se situer à des altitudes plus ou moins élevées, classifiées en orbite basse, moyenne ou haute.

Les différents types d’orbite En télédétection, les orbites choisies sont généralement circulaires ou presque circulaires, c’est-à-dire d’excentricité nulle ou très faible. Et celles qui nous présentent un intérêt sont: L’orbite Géostationnaire L’orbite Circulaire quelconque L’orbite Héliosynchrone

Quelques notions Le plan orbital: c'est le plan formé par la trajectoire suivie par le satellite autour de la terre. L'angle d'inclinaison: c'est l'angle entre le plan orbital et celui de l'équateur. La ligne des nœuds: c'est la ligne correspondant à l'intersection des deux plans qui sont le plan équatorial et la trace du satellite ( projection orthogonal sur la terre de l'orbite du satellite).

L’orbite géostationnaire Il doivent se situer sur la ligne équatoriale à une orbite de 36000 Km de la Terre. Ils restent en permanence à la verticale d’un point donné, accompagnant la Terre dans son mouvement de rotation. Ex: Les satellites de communication et les satellites d’observation météorologique. Les satellites géostationnaires sont METEOSAT(France), GOES(Etats- Unis), GMS(Japon), INSAT(Inde).

Satellites géostationnaire Caractéristiques Voyage au-dessus de l’équateur à 36 000 km d’altitude avec la même vitesse angulaire que la Terre Tourne sur lui-même Construit les images de la Terre en sondant une tranche du disque terrestre (parallèle à l’équateur) à chaque rotation (sur lui-même), d’un pôle à l’autre Image VIS prise par le satellite géostationnaire GOES-E Principaux avantages : Prend – de 25 min pour sonder un disque terrestre en entier Permet de suivre l’évolution temporelle des nuages (animations) Principal désavantage : Distorsion des images près des pôles. Par conséquent, les images ne sont valides que pour des latitudes entre 70 N et 70 S.

L’orbite Héliosynchrone Une orbite héliosynchrone est telle que le satellite passe toujours à la même heure solaire locale en un même point de la terre. Il faut donc que le plan orbital du satellite reste fixe par rapport au plan orbital de la terre autour du soleil. La ligne des nœuds fait un angle constant avec la droite des centres de la terre et du soleil. le plan d'orbite tourne de 360° par an soit 0.9856° par jour.

Et donc, l'angle d'inclinaison de cette orbite est de 90° ou proche. Deux cas particuliers sont: L'orbite midi/minuit; L'orbite crépusculaire. Les satellites NIMBUS, LANDSAT, et SPOT sont héliosynchrones.

L'orbite circulaire quelconque L'orbite circulaire est une orbite n'ayant pas de particularités, juste que le satellite décrit une trajectoire circulaire autour de la terre l'excentricité est nulle. Les satellites TIROS, NOAA et ERS-1 ont des orbites circulaires.

Cas de spot Spot est placé sur une orbite polaire, circulaire, héliosynchrone et phasée par rapport à la Terre.

Altitude : 832 km Inclinaison : 98.7 degrés (orbite quasi-polaire) Nombre de révolutions : 14 + 5/26 par jour Période de révolution : 101.4 minutes Décalage à l'équateur entre deux traces au sol consécutives : 2 823 km Durée d'un cycle : 26 jours Nombre de révolutions par cycle : 369

Lorsque le satellite SPOT parcourt son orbite, il observe une large bande terrestre de plusieurs dizaines de kilomètres de large. Cette zone «couverte» est appelée la fauchée. Sa vitesse par rapport au sol est 6,6 km/s (ou 23760 km/h) L'heure de passage au dessus d'une région donnée est constante à plus ou moins 15 mn. A chaque révolution du satellite, la zone terrestre observée n’est pas la même, du fait de la rotation de la Terre

vidéo

Conclusion À la lumière de tout ce qui précède, on s'aperçoit que le choix du type de vecteur et de son altitude dépend de la mission. De plus, le vecteur étant une élément incontournable dans cette « jeune » science, son choix est alors judicieux pour une télédétection digne du nom.

Merci pour votre aimable attention