MATIÈRE 16-9-2015 Initiation aux images satellitales de résolution spatiale moyenne à haute: images du rayonnement solaire réfléchi Le rayonnement solaire réfléchi par les objets Les signatures spectrales Typologie d’images Interprétation des images Le rayonnement émis par les objets - Les lois d’émission - Le cycle diurne des températures - Typologie d’images - Interprétation des images

INITIATION AUX IMAGES NUMÉRIQUES SATELLITALES: RAYONNEMENT SOLAIRE RÉFLÉCHI ET RAYONNEMENT ÉMIS Les satellites Le rayonnement solaire réfléchi par les objets - Les signatures spectrales - Typologie d’images - Interprétation des images Le rayonnement émis par les objets - Les lois d’émission - Le cycle diurne des températures

LE RAYONNEMENT SOLAIRE RÉFLÉCHI ET SES IMAGES PAR SATELLITE Objectifs d’apprentissage: Reconnaître les différents types d’images Être capable de reconnaître les objets sur des images en fonction de leurs signatures spectrales et d’autres traits caractéristiques (texture, taille, forme, etc.) ainsi que de l’échelle/résolution des images

Les images numériques du rayonnement solaire réfléchi (1) Rayonnement solaire aux confins de l’atmosphère; (2) altérations par l’atmosphère: rayonnement reçu à la surface (3) Réflexion de la surface; (4) ou (5) nouveau passage par l’atmosphère : rayonnement réfléchi cueilli par le système optique du capteur et focalisé sur le détecteur, un matériau photosensible Phénomène photoélectrique (libération des électrons de la structure cristalline du détecteur par les photons absorbés): création d’un courant électrique (un signal) Amplification du signal; passage par un convertisseur analogique/numérique: création d’une image numérique conservée sur support informatique

Le soleil comme source de RÉM

Réflexions par la surface Le rayonnement solaire direct et indirect (I) pendant le jour illumine les objets terrestres Les objets peuvent en absorber une partie (A), en transmettre une autre (T), et en réfléchir une autre (R) Absorption  transformation de l’énergie ÉM à une autre forme d’énergie Transmission  Réflexion de volume (surtout un plan d’eau) Réflexion (de surface)  d’intérêt principal pour la télédétection Pour caractériser la réflexion par les objets nous utilisons une quantité adimensionnelle : la réflectance C’est le rapport entre le rayonnement réfléchi et le rayonnement reçu La variation de la réflectance dans le spectre  la signature spectrale

LES ROCHES : SIGNATURES SPECTRALES

LES SOLS

LES VÉGÉTAUX

L’EAU

La glace et la neige

Types de réflexion

Mais le capteur ne mesure pas la réflectance, il mesure le flux du rayonnement  variable selon les conditions atmosphériques et de l’éclairement solaire

Typologie des images Les capteurs peuvent générer des images du proche UV (environ 0,3 mm) à l’infrarouge à ondes courtes (jusqu’à 3 mm) Images d’une seule bande spectrale (N&B) ou panchromatiques Images deux à une dizaine de bandes spectrales ou multispectrales Images à plusieurs dizaines de bandes ou hyperspectrales)

Sensibilité des détecteurs: images panchromatiques (capteurs différents)

Les images multispectrales (même capteur)

Visualisation de trois bandes en même temps: la couleur (Landsat-7)

Images hyperspectrales

Typologie des images selon la résolution spatiale (géométrique) Résolution spatiale grossière : pixel au sol 250 m et +grande  Faible résolution spatiale: pixel au sol de 100m à 250 m Moyenne résolution spatiale  : pixel au sol de 10 à 100 m Haute à moyenne résolution spatiale : pixel au sol de 5 à 10 m Haute résolution spatiale : <1m à 5 m

Couverture des images satellites (fonction de la résolution géométrique) par rapport aux cartes topographiques

Signatures spectrales, bandes spectrales et couleur

Signature spectrale et couleur normale

Signature spectrale et couleur normale

Signature spectrale et couleur normale

Signature spectrale et couleur normale

Signature spectrale et couleur normale

Bande bleue Bande verte Bande rouge Bande PIR FILTRE Formation d’images couleur: imagerie multispectrale

Bande bleue Bande verte Bande rouge Bande PIR FILTRE Formation d’images couleur: imagerie multispectrale

Un petit quiz: trouvez les bandes bleue, vert, rouge en sachant la couleur des objets