canada centre for remote sensing fundamentals francais

8/7/2019 Canada Centre for Remote Sensing Fundamentals francais

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Not ions fondamentalesde tldtection

Ressources naturelles Natural Resources

Canada Canada

Un cours tutoriel du Centre canadien de tldtection


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Table des matires1. Introduction

1.1 Qu'est-ce que la tldtection ? 51.2 Le rayonnement lectromagntique 71.3 Le spectre lectromagntique 91.4 Interactions avec l'atmosphre 131.5 Interactions rayonnement-cible 17

1.6 Dtection passive et active 201.7 Caractristiques des images 211.8 Notes finales 23Saviez-vous? 24Questions clairs et rponses 28

2. Capteurs

2.1 Sur Terre, dans l'air et dans l'espace 352.2 Charactristiques orbitales 372.3 Rsolution 40

2.4 Rsolution spectrale 422.5 Rsolution radiomtrique 442.6 Rsolution temporelle 452.7 Photographie 462.8 Balayage multispectral 492.9 Infrarouge thermique 522.10 Distorsion gomtrique 542.11 Observation mtorologique 562.12 Observation de la Terre 622.13 Observation des ocans 692.14 Autres dtecteurs 722.15 Traitement des donnes 742.16 Notes finales 76Saviez-vous? 77Questions clairs et rponses 85

Page 2Notions fondamentales de tldtection - Table des matires

Centre canadien de tldtection


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3. Hyperfrquences

3.1 Introduction 933.2 Principes 973.3 Gomtrie & rsolution 1003.4 Distorsion 1033.5 Interaction 1073.6 Proprits des images 1113.7 Applications 1153.8 Polarimtrie 1183.9 Radars 1243.10 Systmes radar 1263.11 Notes finales 130Saviez-vous? 132Questions clairs et rponses 136

4. Analyse d'image

4.1 Introduction 1424.2 Interprtation visuelle 1454.3 Traitement d'images 1484.4 Traitement 1504.5 Rehaussement 1554.6 Transformations 1594.7 Classification 1624.8 Intgration 165

4.9 Notes finales 168Saviez-vous? 169Questions clairs et rponses 172

5. Applications

5.1 Introduction 1765.2 Agriculture 179

Type de rcoltes Surveillance des rcoltes

5.3 Foresterie 187 Coupes blanc Espces Zones brles/li>

5.4 Gologie 200 Formes de terrain Units gologiques

5.5 Hydrologie 208 Inondations Humidit du sol




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5.6 Glaces ocaniques 215 Type et concentration Mouvements de la glace

5.7 Couverture du sol 222 Changements rural/urbain Biomasse

5.8 Cartographie 230 Planimtrie Modle numrique d'altitutde Thmatique

5.9 Surveillance ctire et ocanique 240 lments ocaniques Couleur et phytoplancton Dversements d'hydrocarbures

5.10 Notes finales 248Saviez-vous? 249Questions clairs et rponses 258

Crdits 262Permissions 264Tlchargez 265Notes pour les enseignants et les tudiants 266




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1 Introduction

1.1 Qu'est-ce que la tldtection ?

Pour les besoins de ce cours, nous dfinirons la tldtection comme suit :

La tldtection est la technique qui, par l'acquisition d'images, permet d'obtenir del'information sur la surface de la Terre sans contact direct avec celle-ci. La tldtectionenglobe tout le processus qui consiste capter et enregistrer l'nergie d'un rayonnementlectromagntique mis ou rflchi, traiter et analyser l'information, pour ensuite mettre enapplication cette information.

Dans la plupart des cas, la tldtection implique une interaction entre l'nergie incidente etles cibles. Le processus de la tldtection au moyen de systmes imageurs comporte lessept tapes que nous laborons ci-aprs. Notons cependant que la tldtection peut

galement impliquer l'nergie mise et utiliser des capteurs non-imageurs.

1. Source d'nergie ou d'illumination (A) - l'origine de tout processus de tldtectionse trouve ncessairement une sourced'nergie pour illuminer la cible.

2. Rayonnement et atmosphre (B) - Durantson parcours entre la source d'nergie et lacible, le rayonnement interagit avec

l'atmosphre. Une seconde interaction seproduit lors du trajet entre la cible et lecapteur.

Page 5Section 1,1 Qu'est-ce que la tldtection ?


1. Notions fondamentales de

tldtection


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3. Interaction avec la cible (C) - Une fois parvenue la cible, l'nergie interagit avec lasurface de celle-ci. La nature de cette interaction dpend des caractristiques durayonnement et des proprits de la surface.

4. Enregistrement de l'nergie par le capteur (D) - Une fois l'nergie diffuse ou mise parla cible, elle doit tre capte distance (par un capteur qui n'est pas en contact avec la cible)pour tre enfin enregistre.

5. Transmission, rception et traitement (E) - L'nergie enregistre par le capteur esttransmise, souvent par des moyens lectroniques, une station de rception o l'informationest transforme en images (numriques ou photographiques).

6. Interprtation et analyse (F) - Une interprtation visuelle et/ou numrique de l'image

traite est ensuite ncessaire pour extraire l'information que l'on dsire obtenir sur la cible.

7. Application (G) - La dernire tape du processus consiste utiliser l'information extraitede l'image pour mieux comprendre la cible, pour nous en faire dcouvrir de nouveaux aspectsou pour aider rsoudre un problme particulier.

Ces sept tapes couvrent le processus de la tldtection, du dbut la fin. C'est dans cetordre que tout au long de ce cours, nous vous invitons construire, tape par tape, votreconnaissance de la tldtection. Bon voyage !

Page 6Section 1,1 Qu'est-ce que la tldtection ?



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1.2 Le rayonnement lectromagntique

Premirement, une source d'nergie sous

forme de rayonnement lectromagntique

est ncessaire pour illuminer la cible, moins

que la cible ne produise elle-mme cette

nergie.

Selon la thorie des ondes, tout rayonnement

lectromagntique possde des proprits

fondamentales et se comporte de faon

prvisible. Le rayonnement

lectromagntique est compos d'un champ

lectrique (E) et d'un champ magntique (M).

Le champ lectrique varie en grandeur et est

orient de faon perpendiculaire la direction

de propagation du rayonnement. Le champ

magntique est orient de faon

perpendiculaire au champ lectrique. Lesdeux champs se dplacent la vitesse de la

lumire (c).

Pour comprendre la tldtection, il est indispensable de saisir les deux composantes du

rayonnement lectromagntique que sont la longueur d'onde et la frquence.

Page 7Section 1,2 Le rayonnement lectromagntique



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La longueur d'onde quivaut la longueur d'un cycle d'une onde, ce qui correspond ladistance entre deux crtes successives d'une onde. La longueur d'onde est reprsente

habituellement par la lettre grecque lambda (), et est mesure en mtres ou en l'un de ces

sous-multiples tels que les nanomtres (nm, 10-9 mtre), micromtres (m, 10-6 mtre) ou

centimtres (cm, 10-2 mtre). La frquence reprsente le nombre d'oscillations par unit detemps. La frquence est normalement mesure en Hertz (Hz) (c.--d. en oscillations par

seconde) ou en multiples de Hertz. La formule suivante illustre la relation entre la longueur

d'onde et la frquence :

La longueur d'onde et la frquence sont donc inversement proportionnelles, c'est--dire que

plus la longueur d'onde est petite, plus la frquence est leve, et plus la longueur d'onde est

grande, plus la frquence est basse. Afin de comprendre l'information tire des donnes de

tldtection, il est essentiel de bien saisir les caractristiques du rayonnement

lectromagntique. Nous examinerons maintenant la classification du rayonnement

lectromagntique.

Page 8Section 1,2 Le rayonnement lectromagntique



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1.3 Le spectre lectromagntique

Le spectre lectromagntique s'tend des courtes longueurs d'onde (dont font partie les

rayons gamma et les rayons X) aux grandes longueurs d'onde (micro-ondes et ondes radio).

La tldtection utilise plusieurs rgions du spectre lectromagntique.

Les plus petites longueurs d'onde utilises

pour la tldtection se situent dans

l'ultraviolet. Ce rayonnement se situe au-del du violet de la partie du spectre visible.

Certains matriaux de la surface terrestre,

surtout des roches et minraux, entrent en

fluorescence ou mettent de la lumire visible

quand ils sont illumins par un rayonnement

ultraviolet.

Page 9Section 1,3 Le spectre lectromagntique



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La lumire que nos yeux (nos tout premiers

"capteurs de tldtection") peuvent dcelerse trouve dans ce qui s'appelle le "spectre

visible". Il est important de constater que le

spectre visible reprsente un bien petite

partie de l'ensemble du spectre. Une grande

partie du rayonnement lectromagntique qui

nous entoure est invisible l'oeil nu, mais il

peut cependant tre capt par d'autres

dispositifs de tldtection. Les longueurs

d'onde visibles s'tendent de 0,4 0,7 mm.

La couleur qui possde la plus grande

longueur d'onde est le rouge, alors que leviolet a la plus courte. Les longueurs d'onde

du spectre visible que nous percevons

comme des couleurs communes sont

numres ci-dessous. Il est important de

noter que c'est la seule portion du spectre

que nous pouvons associer la notion de

couleurs.

Violet : 0.4 - 0.446 m Bleu : 0.446 - 0.500 m

Vert : 0.500 - 0.578 m

Jaune : 0.578 - 0.592 m

Orange : 0.592 - 0.620 m

Rouge : 0.620 - 0.7 m




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Le bleu, le vert et le rouge sont les couleurs

(ou les longueurs d'onde) primaires du

spectre visible. Une couleur primaire ne peut

tre cre par deux autres couleurs, mais

toutes les autres couleurs peuvent tre

cres en combinant les couleurs primaires.

Mme si nous voyons la lumire du Soleil

comme ayant une couleur uniforme ou

homogne, en ralit, elle est compose

d'une varit de longueurs d'onde dans les

parties de l'ultraviolet, du visible, et de l'infrarouge du spectre. La portion visible de ce

rayonnement se dcompose en ses couleurs composantes lorsqu'elle traverse un prisme. Leprisme rfracte la lumire de faon diffrente en fonction de la longueur d'onde.

Examinons maintenant la partie de

l'infrarouge (IR) du spectre. L'infrarouge

s'tend approximativement de 0,7 100 m,

ce qui est un intervalle environ 100 fois plus

large que le spectre visible. L'infrarouge se

divise en deux catgories: IR rflchi et IR

mis ou thermique. Le rayonnement dans largion de l'infrarouge rflchi est utilis en

tldtection de la mme faon que le

rayonnement visible. L'infrarouge rflchi

s'tend approximativement de 0,7 3 m.

L'infrarouge thermique est trs diffrent du

spectre visible et de l'infrarouge rflchi.

Cette nergie est essentiellement le

rayonnement qui est mis sous forme de

chaleur par la surface de la Terre et s'tend

approximativement de 3 100 m.




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Depuis quelques temps, la rgion des

hyperfrquences suscite beaucoup d'intrt

en tldtection. Cette rgion comprend les

plus grandes longueurs d'onde utilises en

tldtection et s'tend approximativement de

1 mm 1 m. Les longueurs d'onde les plus

courtes possdent des proprits semblables

celles de l'infrarouge thermique, tandis que

les longueurs d'onde les plus grandes

ressemblent aux ondes radio. La nature

particulire des hyperfrquences et

l'importance qu'elles revtent pour la

tldtection au Canada, nous ont incits

leur consacrer un chapitre entier du prsentcours.




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1.4 Interactions avec l'atmosphre

Avant que le rayonnement utilis pour la tldtection n'atteigne la surface de la Terre, celui-

ci doit traverser une certaine paisseur d'atmosphre. Les particules et les gaz dans

l'atmosphre peuvent dvier ou bloquer le rayonnement incident. Ces effets sont causs par

les mcanismes de diffusion et d'absorption. La diffusion se produit lors de l'interaction

entre le rayonnement incident et les particules ou les grosses molcules de gaz prsentes

dans l'atmosphre. Les particules dvient le rayonnement de sa trajectoire initiale. Le niveau

de diffusion dpend de plusieurs facteurs comme la longueur d'onde, la densit de particules

et de molcules, et l'paisseur de l'atmosphre que le rayonnement doit franchir. Il existe trois

types de diffusion :

la diffusion de Rayleigh

la diffusion de Mie

la diffusion non-slective.

Page 13Section 1,4 Interactions avec l'atmosphre



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La diffusion de Rayleigh se produit

lorsque la taille des particules est

infrieure la longueur d'onde du

rayonnement. Celles-ci peuvent tre

soit des particules de poussire ou des

molcules d'azote ou d'oxygne. La

diffusion de Rayleigh disperse et dvie

de faon plus importante les courtes

longueurs d'onde que les grandes

longueurs d'onde. Cette forme de

diffusion est prdominante dans les

couches suprieures de l'atmosphre.

Ce phnomne explique pourquoi

nous percevons un ciel bleu durant laourne. Comme la lumire du Soleil

traverse l'atmosphre, les courtes longueurs d'onde (correspondant au bleu) du spectre

visible sont disperses et dvies de faon plus importante que les grandes longueurs

d'onde. Au coucher et au lever du Soleil, le rayonnement doit parcourir une plus grande

distance travers l'atmosphre qu'au milieu de la journe. La diffusion des courtes longueurs

d'onde est plus importante. Ce phnomne permet une plus grande proportion de grandes

longueurs d'onde de pntrer l'atmosphre.

On parle de diffusion de Mie lorsque les particules sont presque aussi grandes que la

longueur d'onde du rayonnement. Ce type de diffusion est souvent produite par la poussire,

le pollen, la fume et l'eau. Ce genre de diffusion affecte les plus grandes longueurs d'onde etse produit surtout dans les couches infrieures de l'atmosphre o les grosses particules sont

plus abondantes. Ce processus domine quand le ciel est ennuag.

Le troisime type de diffusion est celui de la

diffusion non-slective. Ce genre de diffusion se

produit lorsque les particules (les gouttes d'eau et

les grosses particules de poussire) sont beaucoup

plus grosses que la longueur d'onde du

rayonnement. Nous appelons ce genre de diffusion

"non-slective", car toutes les longueurs d'onde

sont disperses. Les gouttes d'eau de l'atmosphredispersent le bleu, le vert, et le rouge de faon

presque gale, ce qui produit un rayonnement blanc

(lumire bleue + verte + rouge = lumire blanche). C'est pourquoi le brouillard et les nuages

nous paraissent blancs.




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Un autre phnomne entre en jeu lorsque le

rayonnement lectromagntique interagit avec

l'atmosphre : c'est l'absorption. L'absorption

survient lorsque les grosses molcules de

l'atmosphre (ozone, bioxyde de carbone et vapeur

d'eau) absorbent l'nergie de diverses longueurs

d'onde.

L'ozone absorbe les rayons ultraviolets qui sont

nfastes aux tres vivants. Sans cette couche de

protection dans l'atmosphre, notre peau brlerait

lorsqu'elle est expose au Soleil.

Vous avez peut-tre entendu dire que le bioxyde decarbone est un gaz qui contribue l'effet de serre. Ce gaz absorbe beaucoup de

rayonnement dans la portion infrarouge thermique du spectre et emprisonne la chaleur dans

l'atmosphre.

La vapeur d'eau dans l'atmosphre absorbe une bonne partie du rayonnement infrarouge de

grandes longueurs d'onde et des hyperfrquences de petites longueurs d'onde qui entrent

dans l'atmosphre (entre 22m et 1m). La prsence d'eau dans la partie infrieure de

l'atmosphre varie grandement d'un endroit l'autre et d'un moment l'autre de l'anne. Par

exemple, une masse d'air au-dessus d'un dsert contient trs peu de vapeur d'eau pouvant

absorber de l'nergie, tandis qu'une masse d'air au-dessus des tropiques contient une forte

concentration de vapeur d'eau.

Parce que ces gaz et ces particules absorbent l'nergie lectromagntique dans des rgions

spcifiques du spectre, ils influencent le choix de longueurs d'onde utilises en tldtection.

Les rgions du spectre qui ne sont pas influences de faon importante par l'absorption




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atmosphrique, et qui sont donc utiles pour la tldtection, sont appeles les fentres

atmosphriques. En comparant les caractristiques des deux sources d'nergie les plus

communes (le Soleil et la Terre) avec les fentres atmosphriques disponibles, nous pouvons

identifier les longueurs d'onde les plus utiles pour la tldtection. La portion visible du

spectre correspond une fentre et au niveau maximal d'nergie solaire. Notez aussi que

l'nergie thermique mise par la Terre correspond une fentre situe prs de 10 mm dans

la partie de l'infrarouge thermique du spectre. Dans la partie des hyperfrquences, il existe

une grande fentre qui correspond aux longueurs d'onde de plus de 1 mm.

Maintenant que nous comprenons comment l'nergie lectromagntique se rend de sa

source la surface de la Terre (et nous pouvons constater que c'est un voyage difficile), nous

allons examiner ce qu'il advient du rayonnement une fois qu'il atteint la surface.




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1.5 Interactions rayonnement-cible

Le rayonnement qui n'est pas absorb ou

diffus dans l'atmosphre peut atteindre et

interagir avec la surface de la Terre. Lorsque

l'nergie atteint la cible, la surface peut

absorber (A) l'nergie, la transmettre (T) ou

rflchir (R) l'nergie incidente. L'nergie

incidente totale interagira avec la surface

selon l'une ou l'autre de ces trois modes

d'interaction ou selon leur combinaison. La

proportion de chaque interaction dpendra de

la longueur d'onde de l'nergie, ainsi que de

la nature et des conditions de la surface.

L'absorption (A) se produit lorsque l'nergie du rayonnement est absorbe par la cible, la

transmission (B) lorsque l'nergie du rayonnement passe travers la cible et la rflexion (C)

lorsque la cible redirige l'nergie du rayonnement. En tldtection, nous mesurons le

rayonnement rflchi par une cible. La rflexion spculaire et la rflexion diffuse

reprsentent deux modes limites de rflexion de l'nergie.

Page 17Section 1.5 Interactions rayonnement-cible



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Une surface lisse produit une rflexion spculaire, c'est--dire que toute l'nergie est redirige

dans une mme direction (comme c'est le cas d'un miroir). La rflexion diffuse se produit

quand la surface est rugueuse, ce qui redirige l'nergie uniformment dans toutes les

directions. La plupart des objets de la surface terrestre se situent entre ces deux extrmes. La

faon dont une cible rflchit le rayonnement dpend de l'amplitude de la rugosit de lasurface par rapport la longueur d'onde du rayonnement incident. Si la longueur d'onde du

rayonnement est beaucoup plus petite que la rugosit de la surface ou que la grosseur des

particules qui composent la surface, la rflexion diffuse domine. Par exemple, un sable fin

parat uniforme aux rayonnements grandes longueurs d'onde, mais rugueux aux longueurs

d'onde visibles.

Examinons quelques exemples de cibles de la surface de la Terre et voyons comment

l'nergie aux longueurs d'onde visible et infrarouge interagit avec celles-ci.

Les feuilles : la chlorophylle, une

molcule que nous retrouvons l'intrieur des feuilles, absorbe fortement

le rayonnement aux longueurs d'onde du

rouge et du bleu, mais rflchit le vert.

Les feuilles, qui contiennent un

maximum de chlorophylle en t, sont

donc plus vertes pendant cette saison.

En automne, les feuilles qui contiennent

alors moins de chlorophylle, absorbent

moins de rouge, et paraissent donc

rouges ou jaunes (le jaune est une

combinaison des longueurs d'onde du

vert et du rouge). La structure interne des feuilles en sant agit comme un excellent rflecteur

diffus pour les longueurs d'onde de l'infrarouge. Si nos yeux pouvaient percevoir l'infrarouge,

les feuilles paratraient trs clatantes sous ces longueurs d'onde. Les scientifiques utilisent

d'ailleurs l'infrarouge pour dterminer l'tat de sant de la vgtation.

L'eau : l'eau absorbe davantage les grandes

longueurs d'onde du rayonnement visible et

du proche infrarouge. Ainsi, l'eau parat

gnralement bleue ou bleu-vert car elle

rflchit davantage les petites longueurs

d'onde, elle parat encore plus fonce si elle

est observe sous les longueurs d'onde du

rouge ou du proche infrarouge. Lorsque les

couches suprieures de l'eau contiennent

des sdiments en suspension, la

transmission diminue, la rflexion augmente

et l'eau parat plus brillante. La couleur de




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l'eau se dplacera lgrement vers les plus

grandes longueurs d'onde. Nous confondons parfois l'eau qui contient des sdiments en

suspension avec l'eau peu profonde et claire, car ces deux phnomnes paraissent trs

semblables. La chlorophylle dans les algues absorbe plus de bleu et rflchit plus de vert.

L'eau parat donc plus verte quand elle contient des algues. L'tat de la surface de l'eau

(rugueuse, lisse, vagues, dbris flottants, etc.) peut aussi susciter des problmes dans

l'interprtation cause de la rflexion spculaire et des autres influences sur la couleur et la

brillance.

Ces exemples dmontrent que nous observons des rponses trs diffrentes aux

mcanismes d'absorption, de transmission et de rflexion selon la composition de la cible et

la longueur d'onde du rayonnement qui lui est propre. En mesurant l'nergie rflchie ou

mise par la cible avec une varit de longueurs d'onde, nous pouvons construire la signature

spectrale pour un objet. En comparant les signatures de diffrents objets, nous pouvons les

distinguer les uns des autres, alors que nous ne pourrions peut-tre pas les distinguer si nous

les comparions seulement avec une longueur d'onde.

Par exemple, l'eau et la vgtation peuvent avoir une signature spectrale similaire aux

longueurs d'onde visibles, mais sont presque toujours diffrenciables dans l'infrarouge. Les

signatures spectrales peuvent tre trs variables pour la mme sorte de cible et peuvent

aussi varier dans le temps et dans l'espace. Pour interprter correctement l'interaction du

rayonnement lectromagntique avec la surface, il est important de savoir o regarder dans

le spectre et de comprendre les facteurs qui influencent la signature spectrale de la cible.




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1.6 Dtection passive et active

Jusqu' maintenant, dans ce chapitre, nous

avons vu que le Soleil est une source d'nergie

ou de rayonnement pratique pour la

tldtection. L'nergie du Soleil est soit

rflchie (la portion visible) ou absorbe et

retransmise (infrarouge thermique) par la cible.

Les dispositifs de tldtection qui mesurent

l'nergie disponible naturellement sont des

capteurs passifs. Le capteur passif peut

seulement percevoir l'nergie rflchie lorsque le

Soleil illumine la Terre. Il n'y a donc pas

d'nergie solaire rflchie le soir, tandis que

l'nergie dgage naturellement (l'infrarouge

thermique) peut tre perue le jour ou la nuit.

Un capteur actifproduit sa propre nergie pour illuminer la

cible : il dgage un rayonnement lectromagntique qui est

dirig vers la cible. Le rayonnement rflchi par la cible est

alors peru et mesur par le capteur. Le capteur actif a

l'avantage de pouvoir prendre des mesures n'importe quel

moment de la journe ou de la saison. Les capteurs actifs

utilisent les longueurs d'onde qui ne sont pas produites en

quantit suffisante par le Soleil telles que les

hyperfrquences ou pour mieux contrler la faon dont une

cible est illumine. Par contre, les capteurs actifs doiventproduire une norme quantit d'nergie pour bien illuminer

une cible. Le laser fluoromtre et le radar synthse

d'ouverture (RSO) sont des exemples de capteurs actifs.

Page 20Section 1,6 Dtection passive et active



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1.7 Caractristiques des images

Avant de passer au prochain chapitre qui traite des capteurs et de leurs caractristiques, nousdevons dfinir et expliquer quelques termes et concepts fondamentaux associs aux imagesde tldtection.

L'nergie lectromagntique peut tre perue defaon photographique ou de faon lectronique. Leprocessus photographique utilise une ractionchimique sur une surface sensible la lumire pourcapter et enregistrer les variations d'nergie. Il estimportant, en tldtection, de distinguer les termes"image" et "photographie". Une image est unereprsentation graphique, quels que soit la longueurd'onde ou le dispositif de tldtection qui ont t

utiliss pour capter et enregistrer l'nergielectromagntique. Une photographie dsignespcifiquement toute image capte et enregistre sur

une pellicule photographique. La photo noir et blanc, gauche, reprsentant une partie de laville d'Ottawa au Canada, a t obtenue grce la partie visible du spectre. Lesphotographies enregistrent habituellement les longueurs d'onde entre 0,3 et 0,9 mm (lesportions visible et infrarouge rflchi). Avec ces dfinitions, nous constatons que toutephotographie est une image, mais que les images ne sont pas toutes des photographies. moins de parler d'images enregistres par un procd photographique, nous utilisons donc leterme image.

Une photographie peut tre prsenteet affiche en format numrique endivisant l'image en petits morceaux detaille et de forme gales, que nousnommons pixels. La luminosit dechaque pixel est reprsente par unevaleur numrique. C'est exactement cequi a t fait la photographie degauche. En effet, en appliquant les

dfinitions prsentes plus haut, nousdduisons que l'image est vraiment uneimage numrique de la photographieoriginale ! Cette photographie a tnumrise et subdivise en pixels.

Chaque pixel a t dot d'une valeur reprsentant les diffrents niveaux de luminosit.L'ordinateur affiche chaque valeur numrique comme un niveau de luminosit. Les capteursenregistrent alors lectroniquement l'nergie en format numrique (en ranges de chiffres).

Page 21Section , 1.7 Caractristiques des images



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Ces deux diffrentes faons de reprsenter et d'afficher les donnes de tldtection, par desmoyens photographiques ou numriques, sont interchangeables car elles reprsentent lamme information (mais chaque conversion peut engendrer une perte de prcision).

Dans la section prcdente, nous avons dcrit la portion visible du spectre et le concept de

couleur. Nous percevons les couleurs parce que nos yeux captent la gamme entire deslongueurs d'onde visibles et notre cerveau transforme cette information en couleurs distinctes.Imaginez le monde si nous ne pouvions percevoir qu'une seule bande troite de longueursd'onde ou de couleur ! De nombreux capteurs fonctionnent de cette faon. L'information d'unegamme troite de longueur d'onde est capte et emmagasine sous forme numrique dansun fichier rprsentant la bande de longueurs d'onde. Il est ensuite possible de combiner etd'afficher de ces bandes d'information numrique en utilisant les trois couleurs primaires(rouge, vert, bleu). Les donnes de chaque bande sont reprsentes comme une couleurprimaire et, selon la luminosit relative (c.--d. valeur numrique) de chaque pixel danschaque bande, les couleurs se combineront en proportions diffrentes pour produire des

couleurs distinctes.

Lorsque nous utilisons cette mthode pour afficher une seule bande ou gamme de longueursd'onde, nous affichons rellement cette bande avec les trois couleurs primaires. Parce que laluminosit de chaque pixel est la mme pour chaque couleur primaire, les couleurs secombinent et produisent une image en noir et blanc. L'image est donc affiche avec sesdiffrentes teintes de gris, de noir blanc. Lorsque nous affichons plus d'une bande, chaquebande ayant une couleur primaire diffrente, le niveau de luminosit peut tre diffrent pour

chaque combinaison de bandes ou de couleurs primaires, et les couleurs se combinent pourformer un compos couleurs.

Page 22Section , 1.7 Caractristiques des images



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1.8 Notes finales

Vous venez de complter le Chapitre 1 - Les principes fondamentaux de la tldtection.

Vous pouvez entamer le Chapitre 2 - Satellites et Capteurs1

ou aller fureter sur le site Web du CCT pour dcouvrir d'autres articles relis aux principes

fondamentaux de la tldtection.

Par exemple, vous aimeriez peut-tre jeter un coup d'oeil certaines dfinitions

conventionnelles2 ou moins conventionnelles3 de la tldtection.

Nous vous offrons une explication qui, calculs l'appui, vous indique quel point vous

devriez vous inquiter des effets des radiations mises par RADARSAT4, le premier satellite

canadien.

Les chercheurs de la Section de surveillance environnementale du CCT utilisent leurs

connaissances de l'interaction des radiations avec l'atmosphre pour produire divers produits de radiations 5. Jetez-y un coup d'oeil !

Vous voulez savoir comment ces divers lments eau6, roches7, glace8, constructions

humaines9, and dversements d'hydrocarbures10 interagissent avec les micro-ondes ?

Notre Glossaire de tldtection 11. Cherchez sur le site pour trouver les termes

spcifiques qui vous intressent ou pour rviser les termes dans la catgorie phnomnes

.

1http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/

2http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/learn/terms/definition/convdef_e.html

3http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/learn/terms/definition/unconvdef_e.html

4http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/learn/fun/radiation/radiation_e.html

5http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/rd/apps/landcov/rad/emrad_e.html

6http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/data/satsens/radarsat/images/man/rman01_e.html

7http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/data/satsens/radarsat/images/nwt/rnwt01_e.html

8http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/data/satsens/radarsat/images/pei/rpei01_e.html

9http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/rd/ana/cnfdbrig/confed_e.html

10http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/data/satsens/radarsat/images/uk/ruk01_e.html

11http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/learn/terms/glossary/glossary_e.html

Page 23Section 1,8 Notes finales



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1. Saviez-vous que...?

1.1 Le saviez-vous?

Trois de nos cinq sens (la vue, le toucher, l'oue, le got, l'odorat et le toucher) peuvent tre

considrs comme une forme de tldtection, puisque la source d'information est distance.

Les deux autres sont directement en contact avec la source d'information - de quels sens

s'agit-il ?

Page 24Section 1.1 Le saviez-vous?



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1.2 Saviez-vous que...?

... Les ultrasons, cartes mtorologiques satellitaires,

radars de contrle de vitesse, photos de graduation et

sonars (ceux des bateaux et ceux des chauves-

souris !) peuvent tous tre considrs comme des

formes de tldtection. Les hpitaux utilisent la

tomodensitomtrie, la rsonance magntique (qui

produit des images en trois dimensions de tissus

humains), les ultrasons et les rayons-x, pour crer des

images de notre corps. Toutes ces techniques sont des

exemples de tldtection non-intrusives (invasive).

... Vous pouvez utiliser un oscilloscope, instrument lectronique qui permet de visualiser des

ondes semblables au rayonnement lectromagntique, pour voir la longueur d'onde et la

frquence de votre voix. Les sons aigus ont des longueurs d'onde courtes et des frquences

leves, tandis que les sons graves possdent une frquence basse et une grande longueur

d'onde. Selon les scientifiques, la Terre vibre trs basse frquence, ce qui produit un son

trop bas pour tre peru par une oreille humaine. Le mme principe (appliqu aux ondeslumineuses) est utilis par les astronomes pour calculer la vitesse d'loignement de certaines

toiles.

Les notions de longueur d'onde et de frquence sont importantes pour la comprhension du

dcalage Doppler. Le dcalage Doppler explique pourquoi les ondes sonores et lumineuses

sont perues comme tant comprimes ou dilates si l'objet qui les produit bouge par rapport

au rcepteur. Par exemple, quand un train ou une automobile de course se dirige vers nous,

nous entendons des sons de frquence de plus en plus leve, jusqu' ce que l'objet nous

atteigne. Lorsque l'objet s'loigne de nous, nous entendons des sons de frquence de plus en

plus basse. En astronomie, on applique le mme principe la lumire pour dterminer la

vitesse de dplacement des toiles par rapport nous (mesure du dcalage vers le rouge).

Page 25Section 1.2 Saviez-vous que...?



La teinte et la saturation sont deux caractristiques indpendantes de la couleur. La

teinte rfre la longueur d'onde de la lumire, ce que nous appelons habituellement la

couleur. La saturation est une mesure de la puret de la couleur et indique la quantit de

blanc mlange la couleur. Par exemple, la couleur rose peut tre considre comme

de la couleur rouge qui n'est pas sature.


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...Dsols, pas de trsor au bout de cet arc-en-ciel...

Chaque gouttelette d'eau agit comme un petit prisme. Quand la lumire du Soleil traverse les

gouttelettes, les ondes composantes sont dvies diffremment selon leurs longueurs

respectives. Les couleurs individuelles de la lumire du Soleil sont alors visibles, ce quiproduit un arc-en-ciel. Les petites longueurs d'onde (violet, bleu) se situent vers l'intrieur de

l'arc-en-ciel, et les grandes vers l'extrieur (orange, rouge).

... Sans la diffusion du rayonnement dans l'atmosphre, les ombrages paratraient noirs au

lieu de gris. La diffusion donne une certaine luminosit l'atmosphre, par suite de la

dispersion de la lumire du Soleil qui illumine les objets situs dans l'ombre.

Page 26Section 1.4 Saviez-vous que...?



Voil matire rflexion...

... Les couleurs que nous percevons sont une combinaison des interactions du rayonnement

(absorption, transmission et rflexion) et reprsentent les longueurs d'onde refltes. Si

toutes les longueurs d'onde visibles sont refltes par un objet, celui-ci parat blanc, tandis

qu'un objet qui absorbe toutes les longueurs d'onde visibles parat sans couleurs (ou noir).


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1. Questions clairs et rponses

1.1 Question clair

Est-ce que la tldtection peut utiliser autre chose que l'nergie lectromagntique?

Page 28Section 1 Questions clairs et rponses


1.1 Rponse

Bien qu'il soit gnralement admis que le terme tldtection implique l'utilisation de

l'nergie lectromagntique, une dfinition plus gnrale prsentant la tldtection comme

une mthode d'acquisition distance ne restreint pas le type d'nergie au spectre

lectromagntique. Par exemple, une conversation tlphonique peut tre considre comme

un type de tldtection.


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1.2 Questions clairs

Le premier lment ncessaire la tldtection est une source d'nergie pour illuminer une

cible. Quelle est d'aprs vous la source d'nergie lectromagntique la plus abondante

laquelle nous ayons accs ? Quel est le dispositif de tldtection que nous utilisons pour

percevoir cette nergie?

Si la vitesse de la lumire est de 3 x 108 m/s, calculez la longueur d'onde

d'un rayonnement qui possde une frquence de 500 000 Ghz (Ghz =

gigahertz = 109 Hz). Exprimez votre rponse en micromtre (m).



1.2 Rponses

1. Le Soleil est la source d'nergie lectromagntique la plus abondante, et est utilis comme

source d'nergie initiale principale en tldtection. Nos yeux sont les dispositifs de

tldtection que nous utilisons pour capter le rayonnement du Soleil. Ils peuvent tre

considrs comme des capteurs de tldtection (et ils sont trs bons) car ils captent la

lumire visible du Soleil, ce qui nous permet de voir. Il existe d'autres types de lumire qui

sont invisibles l'oeil nu... nous en discuterons plus loin.

En utilisant l'quation qui dmontre la relation entre la longueur d'onde et la frquence, nous

pouvons calculer la longueur d'onde du rayonnement qui possde une frquence de 500 000Ghz.


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La partie infrarouge du spectre lectromagntique est divise en une partie dite de rflexion

et une partie d'mission. Est-il possible de prendre des photographies dans ces longueurs

d'ondes?



1.3 Rponse

Oui et non ! Il existe des pellicules noir et blanc et des pellicules couleurs qui sont sensibles

la partie rflchie de la partie infrarouge du spectre. Ces pellicules sont utilises des fins de

recherche scientifique et aussi pour la photographie artistique. Toutefois, il n'existe aucunepellicule permettant d'enregistrer la partie mise du rayonnement infrarouge (la chaleur). Si

elles taient disponibles, ces pellicules devraient tre conserves en permanence des

tempratures trs basses, ce qui ne serait pas trs pratique. Heureusement, il existe de

nombreux appareils lectroniques qui permettent de dtecter et d'enregistrer des images de

la partie mise du rayonnement lectromagntique.


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1. La plupart des systmes de tldtection ne captent pas et

n'enregistrent pas les longueurs d'onde des parties ultraviolette

et bleue du spectre. Pouvez-vous expliquer pourquoi?

2. Identifiez les meilleures conditions atmosphriques pour la

tldtection utilisant la partie visible du spectre.



1.4 Rponses

1. Il est difficile de capter et d'enregistrer les longueurs d'ondeultraviolette et bleue cause de l'absorption et de la diffusiondans l'atmosphre. Dans les couches suprieures del'atmosphre, l'ozone absorbe la plus grande partie durayonnement ultraviolet de moins que 0,25 m. Heureusementpour nous et pour la plupart des tres vivants, puisque lerayonnement ultraviolet est dangereux. La diffusion de

Rayleigh disperse les petites longueurs d'onde davantage queles ondes plus grandes. Ce type de diffusion implique que lesrayonnements UV mesurant plus de 0,25 m et les petiteslongueurs d'onde visibles (bleu) soient disperss de faonbeaucoup plus importante que les grandes longueurs d'onde.Seule une trs petite partie de cette nergie peut doncatteindre la surface de la Terre et interagir avec elle. La lumirebleue est disperse 4 fois plus que la lumire rouge, tandis que

l'ultraviolet est dispers 16 fois plus.

2. Les meilleures conditions pour la tldtection

utilisant les longueurs d'onde visibles seraient lorsd'une journe ensoleille, sans nuage, sans pollution,et prs de l'heure de midi. midi, le Soleil estdirectement au-dessus de la cible, ce qui rduit ladistance que le rayonnement doit franchir et minimiseles effets de diffusion. Une journe sans nuage assureaussi une illumination uniforme et limine les ombrages. Les conditions sches et sanspollution minimisent la diffusion et l'absorption causes par les gouttelettes d'eau et les autresparticules dans l'atmosphre.


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1.5 Question clair

Par une nuit claire, quand la lune est en croissant, il est possible de voir le profil et mme

quelques dtails de la partie ombrage de la lune. D'o la lumire qui claire la partie

ombrage de la lune peut-elle bien venir?



1.5 Rponse

La lumire vient du soleil (bien sr), elle frappe la Terre, rebondit sur le ct ombrag de la

lune et revient jusqu' vos yeux. Un long parcours, n'est-ce pas?


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1.6 Question clair

Existe-t-il un quivalent passif au capteur radar?



1.6 Rponse

Eh oui ! Les radiomtres micro-ondes passives ne possdent pas leur propre source

d'illumination. Ces capteurs utilisent l'nergie des micro-ondes mises naturellement. Un tel

instrument est trs utile pour la dtection, l'identification et la mesure des nappes

d'hydrocarbures ocaniques.


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1. Identifiez la meilleure faon de cartographier les espces feuilles caduques (bouleau,

rable) et les conifres (pin, pinette, sapin) d'une fort en t en utilisant des donnes de

tldtection et expliquez pourquoi. Utilisez les courbes de rflexion qui dmontrent les

signatures spectrales de ces deux types d'arbres pour expliquer votre rponse.

2. Quel serait l'avantage d'afficher simplement des images de longueurs d'onde varies en

combinaison pour faire une image couleur au lieu d'examiner chaque image individuellement.



1.7 Rponses

1. Parce que les deux types d'arbres prsenteraient la mme teinte de vert l'oeil nu, une

image (ou photographie) utilisant la portion visible du spectre ne serait pas utile. De plus, il

serait difficile de distinguer les deux types de feuilles dans une photographie arienne partir

de la forme ou de la taille des cimes, particulirement si les arbres se trouvent dans une fort

mixte. En regardant les courbes de rflectance des deux types d'arbres, il est vident qu'il

serait difficile de les distinguer partir des longueurs d'onde visibles. Mais, dans le proche

infrarouge, mme si les deux refltent une bonne portion du rayonnement incident, ils sont

clairement identifiables. Donc, un dispositif de tldtection, tel qu'un film noir et blanc

infrarouge, qui capte la rflexion infrarouge autour de 0,8 m, serait idal pour cette tude.

2. En combinant les images qui reprsentent diffrentes longueurs d'onde, nous pourrionsidentifier des combinaisons de rflectance entre les diffrentes bandes qui mettent au premier

plan les objets que nous ne pourrions pas voir si nous les examinions une bande la fois. De

plus, ces combinaisons peuvent se manifester comme des variations subtiles de couleur (que

nos yeux peroivent plus facilement), au lieu de variations de teintes de gris si nous

examinons seulement une image la fois.


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2. Plates-formes et capteurs2.1 Sur Terre, dans l'air et dans l'espace

Au chapitre 1, nous avons pris connaissance

de quelques concepts de base ncessaires

la comprhension des processus entourant la

tldtection. Nous avons dfini les trois

principales composantes du processus de la

tldtection : la source d'nergie, l'interaction

entre l'nergie et l'atmosphre et l'interaction

entre l'nergie et la surface. Lorsque nous

avons discut de la diffrence entre les

capteurs passifs et les capteurs actifs ainsi

que des caractristiques des images, nous

avons introduit brivement une quatrime

composante de la tldtection :

l'enregistrement de cette nergie par un capteur. Dans le prsent chapitre, nous allons

regarder de plus prs cette dernire composante en examinant plus en dtail les

caractristiques de la plate-forme de tldtection, des capteurs et des informations qui y

sont enregistres. Nous aborderons aussi rapidement la question du traitement des donnes.

Pour enregistrer adquatement l'nergie rflchie ou mise par une surface ou une cible

donne, on doit installer un capteur sur une plate-forme distante de la surface ou de la cible

observe. Ces plates-formes peuvent tre situes prs de la surface terrestre, comme par

exemple au sol, dans un avion ou un ballon ; ou l'extrieur de l'atmosphre terrestre,

comme par exemple sur un vhicule spatial ou un satellite.

Les capteurs au sol sont souvent utiliss pour

enregistrer des informations dtailles sur la surface. Ces

informations sont, par la suite, compares aux

informations recueillies par avion ou partir d'un satellite.

Dans certains cas, on utilise les capteurs au sol pourmieux caractriser les cibles observes par d'autres

capteurs, de manire amliorer la comprhension de

l'information de l'image. Les capteurs au sol sont souvent

placs sur des chelles, des chafaudages, des difices

levs, des grues, etc. Les plates-formes aroportes

sont principalement situes sur des avions ailes fixes,

quoique des hlicoptres soient parfois utiliss.

Page 35Section 2.1 Sur Terre, dans l'air et dans l'espace



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L'utilisation des avions est frquente car cela facilite la cueillette de donnes ou d'images

dtailles de la surface de la Terre, exactement l'endroit et au moment voulus.

Dans l'espace, la tldtection est parfois effectue

partir de la navette spatiale ou plus frquemment,

partir de satellites. Les satellites sont des objets qui

sont en orbite autour d'un autre objet, dans ce cas-ci,la Terre. Par exemple, la Lune est un satellite naturel

de la Terre, par opposition aux satellites artificiels de

la Terre que sont les plates-formes places en orbite

pour les besoins de la tldtection, des

communications et de la tlmtrie (positionnement

et navigation). Grce leur orbite, les plates-formes

spatiales permettent une couverture rptitive et continue de la surface de la Terre. Le cot

est souvent un facteur dterminant dans le choix des diffrentes plates-formes.

Page 36Section 2.1 Sur Terre, dans l'air et dans l'espace



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2.2 Caractristiques d'un satellite : l'orbite et sa fauche

Dans la section prcdente, nous avons vu que les capteurs peuvent tre placs sur

diffrentes plates-formes. Bien que les plates-formes terrestres ou aroportes soient

utilises, ce sont les satellites qui fournissent la majeure partie des donnes recueillies par

tldtection de nos jours. Certaines caractristiques propres aux satellites en font des

instruments particulirement utiles pour l'acquisition d'information sur la surface de la Terre.

La trajectoire effectue par un satellite autour de la

Terre est appele orbite. L'orbite d'un satellite est

choisie en fonction de la capacit des capteurs

qu'il transporte et des objectifs de sa mission. Le

choix d'une orbite est dtermin par l'altitude (la

hauteur du satellite au-dessus de la surface de la

Terre), l'orientation et la rotation du satellite par

rapport la Terre. Certains satellites ont unealtitude trs leve et regardent toujours la mme

rgion de la surface de la Terre, ils ont une orbite

gostationnaire. Ces satellites gostationnaires

ont une altitude d'environ 36 000 kilomtres et se

dplacent une vitesse qui correspond celle de la Terre, donnant ainsi l'impression qu'ils

sont stationnaires. Cette configuration orbitale permet au satellite d'observer et d'amasser

continuellement de l'information sur une rgion spcifique. Les satellites de communication et

d'observation des conditions mtorologiques sont situs sur de telles orbites. L'altitude

leve de certains satellites mtorologiques leur permet d'observer les nuages et les

conditions qui couvrent un hmisphre complet de la Terre.

D'autres plates-formes spatiales suivent une orbite allant

pratiquement du nord au sud ou vice versa. Cette

configuration, combine la rotation de la Terre (ouest-est),

fait qu'au cours d'une certaine priode, les satellites ont

observ la presque totalit de la surface de la Terre. Ce type

d'orbite est appel orbite quasi polaire cause de

l'inclinaison de l'orbite par rapport une ligne passant par les

ples Nord et Sud de la Terre. La plupart des satellites sur

orbite quasi-polaires ont aussi une orbite hliosynchrone;

de cette faon, ils observent toujours chaque rgion du globe la mme heure locale solaire. Pour une latitude donne,

la position du Soleil dans le ciel au moment o le satellite

survole une certaine rgion au cours d'une saison donne

sera donc toujours la mme. Cette caractristique orbitale

assure des conditions d'illumination solaire similaires,

lorsqu'on recueille des donnes pour une saison particulire

Page 37Section 2.2 Caractristiques d'un satellite : l'orbite et sa fauche



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sur plusieurs annes ou pour une rgion particulire surplusieurs jours. Ceci est un facteur

important lorsqu'on compare deux images successives ou lorsqu'on produit une mosaque

avec des images adjacentes, puisque les images n'ont pas tre corriges pour tenir

compte de l'illumination solaire.

De nos jours, la plupart des plates-formes satellitaires

sont places sur orbite quasi-polaire. Elles se

dplacent donc vers le nord d'un ct de la Terre, et

vers le sud dans l'autre moiti de leur orbite. Ces deux

types de passage du satellite se nomment

respectivement orbite ascendante et orbite

descendante. Si l'orbite est aussi hliosynchrone,

l'orbite ascendante du satellite se fait du ct ombrag

de la Terre, tandis que l'orbite descendante se fait du

ct clair par le Soleil. Les capteurs qui enregistrentl'nergie solaire rflchie par la Terre ne recueillent

donc de l'information qu'au cours leur orbite

descendante, lorsque le Soleil illumine la Terre. Les

capteurs actifs qui possdent leur propre source

d'illumination ou les capteurs passifs qui enregistrent l'nergie mise par la plante (l'nergie

infrarouge thermique par exemple) peuvent amasser des donnes autant lors des orbites

ascendantes que descendantes de leurs satellites.

Lorsqu'un satellite est en orbite autour de la Terre, le

capteur "observe" une certaine partie de la surface. Cette

surface porte le nom de couloir-couvert ou fauche. Lescapteurs sur plate-forme spatiale ont une fauche dont la

largeur varie gnralement entre une dizaine et une

centaine de kilomtres. Pour les satellites orbite quasi-

polaire, le satellite se dplace selon une trajectoire nord-

sud. Cependant, vue de la Terre, la trajectoire du satellite

semble avoir une composante vers l'ouest cause de la

rotation de la Terre. Ce mouvement apparent du satellite

permet la fauche du capteur d'observer une nouvelle

rgion chacun des passages conscutifs du satellite.

L'orbite du satellite et la rotation de la Terre travaillent donc

de concert, permettant une couverture complte de la surface de la plante aprs un cycleorbital complet.




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Les points sur la surface de la Terre qui se trouvent directement en dessous de la trajectoiredu satellite sont appels les points nadir. On dfinit le cycle de passage du satellite comme

tant la priode de temps ncessaire pour que le satellite revienne au-dessus d'un point

nadir pris au hasard. Le satellite aura alors effectu un cycle orbital complet. La priode de

temps ncessaire pour complter un cycle orbital complet varie d'un satellite l'autre. La

dure du cycle orbital ne doit pas tre confondue avec la priode de revisite. Avec les

capteurs orientables, les instruments peuvent observer une surface avant et aprs les

passages de l'orbite au-dessus de la cible, ce qui permet une priode de revisite beaucoup

plus courte que le cycle orbital. La priode de passage au nadir est un facteur important pour

plusieurs applications de la tldtection, spcialement lorsque des images frquentes sont

ncessaires (par exemple : pour surveiller la dispersion lors d'un dversement

d'hydrocarbures ou pour mesurer l'ampleur d'une inondation). Les satellites orbite quasi-polaire ont une couverture plus frquente des rgions de latitude leve par rapport la

couverture des zones quatoriales. Cette plus grande couverture est due l'largissement,

vers les ples, de la zone de chevauchement entre deux fauches adjacentes.




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2.3 Rsolution spatiale, espacement des pixels et chelle

Pour certains instruments de tldtection, la distance entre la cible observe et la plate-

forme joue un rle important puisqu'elle dtermine la grandeur de la rgion observe et le

dtail qu'il sera possible d'obtenir. Un capteur plac sur une plate-forme loigne de la cible

pourra observer une plus grande rgion, mais ne sera pas en mesure de fournir beaucoup de

dtails. Par exemple, pensez ce que voit un astronaute bord de la navette spatiale

lorsqu'il regarde la Terre par rapport ce que vous pouvez observer bord d'un avion.

L'astronaute pourra voir une province entire d'un seul coup d'oeil mais ne pourra pas

distinguer les maisons. Lors d'un vol en avion au-dessus d'une ville, il est possible de voir des

difices et des automobiles, mais la rgion observe est beaucoup plus petite que celle vue

par l'astronaute. Il y a une diffrence semblable, quoique moins marque, entre les images

satellitaires et les photographies ariennes.

Le dtail qu'il est possible de discerner sur une imagedpend de la rsolution spatiale du capteur utilis. La

rsolution spatiale est fonction de la dimension du plus

petit lment qu'il est possible de dtecter. La rsolution

spatiale d'un capteur passif (nous regarderons plus loin le

cas spcial des capteurs actifs) dpend principalement

de son champ de vision instantane (CVI). Le CVI est

dfini comme tant le cne visible du capteur (A) et

dtermine l'aire de la surface "visible" une altitude

donne et un moment prcis (B). La grandeur de cette

aire est obtenue en multipliant le CVI par la distance de la

surface au capteur (C). Cette aire est appele lasuperficie de rsolution ou cellule de rsolution et

constitue une tape critique pour la dtermination de la

rsolution spatiale maximale du capteur. Pour pouvoir diffrencier un lment de la surface

observe, l'lment en question doit tre de dimension gale ou suprieure la cellule de

rsolution. Si l'lment est plus petit, il ne sera gnralement pas diffrenci puisque c'est

l'nergie moyenne des lments de la cellule de rsolution qui sera capte. Cependant, dans

certaines conditions, un lment plus petit peut tre dtect si sa rflexivit domine celle des

autres lments prsents dans la cellule de rsolution. On parle alors de dtection plus fine

que la rsolution.

Comme nous l'avons mentionn au chapitre 1, les images de tldtection sont composesd'une matrice d'lments appels pixels. Le pixel est le plus petit lment d'une image. Il est

normalement carr et reprsente une partie de l'image. Il est cependant important de faire la

distinction entre l'espacement des pixels et la rsolution spatiale. Si un capteur a une

rsolution spatiale de 20 mtres et qu'il est possible de charger l'cran une image provenant

de ce capteur avec la pleine rsolution, chaque pixel l'cran reprsentera une superficie

correspondant 20 m sur 20 m au sol. Dans ce cas, la rsolution et l'espacement des pixels

sont identiques. Par contre, il est possible d'afficher la mme image avec un espacement des

Page 40Section 2.3 Rsolution spatiale, espacement des pixels et chelle



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2.4 Rsolution spectrale

Au chapitre 1, nous avons abord la rponse spectrale et les courbes d'missivit

spectrale qui caractrisent une cible ou une surface pour un ensemble de longueurs d'onde.

Il est souvent possible de distinguer des classes de caractristiques et de dtails dans une

image en comparant leurs rponses diffrentes sur un ensemble de longueurs d'onde.

Comme nous l'avons vu la section 1.5, des classes trs larges, comme l'eau et la

vgtation, peuvent tre spares en utilisant un intervalle de longueurs d'onde assez grand

(le visible et l'infrarouge par exemple). Des classes plus spcifiques comme par exemple

diffrents types de roche ne sont pas aussi faciles diffrencier et ncessitent l'utilisation

d'un intervalle de longueurs d'onde beaucoup plus fin. Pour ce faire, nous devons utiliser un

capteur ayant une rsolution spectrale beaucoup plus grande. La rsolution spectrale dcrit

la capacit d'un capteur utiliser de petites fentres de longueurs d'onde. Plus la rsolution

spectrale est fine, plus les fentres des diffrents canaux du capteur sont troites.

Une pellicule noir et blanc utilise dans un appareil photographique enregistre les longueurs

d'onde sur presque toutes les longueurs d'onde situes dans le spectre visible. Sa rsolution

Page 42Section 2.4 Rsolution spectrale



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spectrale est assez grossire, car les diffrentes longueurs d'onde ne sont pas diffrencies

par la pellicule qui n'enregistre que l'ensemble de l'nergie lumineuse capte par l'objectif.

Une pellicule couleur est sensible elle aussi l'ensemble des longueurs d'onde visibles, mais

elle possde une rsolution spectrale plus leve puisqu'elle peut distinguer les longueurs

d'onde dans le bleu, le vert et le rouge. Cette pellicule peut donc caractriser l'intensit

lumineuse dtecte selon ces intervalles de longueurs d'onde.

Plusieurs instruments de tldtection peuvent enregistrer l'nergie reue selon des

intervalles de longueurs d'onde diffrentes rsolutions spectrales. Ces instruments sont

appels capteurs multispectraux et seront dcrits plus en dtail dans les sections suivantes.

Des capteurs multispectraux plus dvelopps, appels capteurs hyperspectraux, sont

capables de dtecter des centaines de bandes spectrales trs fines dans la portion du spectre

des ondes lectromagntiques runissant le visible, le proche infrarouge et l'infrarouge

moyen. La trs grande rsolution spectrale des capteurs hyperspectraux facilite la

diffrenciation des caractristiques d'une image base sur la rponse diffrente dans

chacune des bandes spectrales.

Page 43Section 2.4 Rsolution spectrale



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2.5 Rsolution radiomtrique

L'arrangement des pixels dcrit les structures spatiales d'une image tandis que les

caractristiques radiomtriques dcrivent l'information contenue dans une image. Chaque fois

qu'une image est capte par une pellicule ou un capteur, sa sensibilit l'intensit de

l'nergie lectromagntique dtermine la rsolution radiomtrique. La rsolution

radiomtrique d'un systme de tldtection dcrit sa capacit de reconnatre de petites

diffrences dans l'nergie lectromagntique. Plus la rsolution radiomtrique d'un capteur

est fine, plus le capteur est sensible de petites diffrences dans l'intensit de l'nergie

reue. La gamme de longueurs d'onde l'intrieur de laquelle un capteur est sensible se

nomme plage dynamique.

Les donnes images sont reprsentes par une valeur numrique variant entre 0 et 2 unecertaine puissance moins un. Cet intervalle correspond un nombre de bits utiliss pour

encoder des valeurs en format binaire. Chaque bit reprsente un exposant de la base 2 (par

exemple, 1 bit = 21 = 2). Le nombre maximum de niveaux d'intensit disponibles dpend dunombre de bits utiliss pour reprsenter l'intensit enregistre. Par exemple, un capteur

utilisant 8 bits pour enregistrer les donnes aura 28 = 256 niveaux d'intensit disponibles car ilaura 256 valeurs numriques disponibles allant de 0 255. Si seulement 4 bits sont utiliss,

alors seulement 24 = 16 valeurs allant de 0 15 seront disponibles. La rsolutionradiomtrique sera donc plus faible. Les donnes enregistres sont souvent affiches en tons

de gris, avec le noir reprsentant une valeur numrique de "0" et le blanc reprsentant la

valeur numrique maximale. En comparant une image de 2-bits une image de 8-bits une

image de 8-bits d'une mme scne, on peut voir l'norme diffrence dans le nombre dedtails qu'il est possible de distinguer selon la rsolution radiomtrique.

Page 44Section 2.5 Rsolution radiomtrique



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2.6 Rsolution temporelle

En plus de la rsolution spatiale, spectrale et radiomtrique, l'autre concept important en

tldtection est celui de la rsolution temporelle. Nous avons dj fait allusion ce

concept dans la section 2.2, quand il a t question de la priode de passage au nadir d'un

satellite, qui est le temps que prend un satellite pour effectuer un cycle orbital complet. Cette

priode est gnralement de quelques jours. Il faut donc quelques jours un tel satellite pour

qu'il puisse observer de nouveau exactement la mme scne partir du mme point dans

l'espace. La rsolution temporelle absolue du systme de tldtection est donc gale cette

priode. Toutefois, certaines rgions de la surface peuvent tre observes plus frquemment

puisqu'il y a chevauchement entre les couloirs-couverts adjacents et que ces zones de

chevauchement deviennent de plus en plus grandes en s'approchant des ples. Certains

satellites ont aussi la possibilit de pointer leurs capteurs en direction du mme point

pour diffrents passages du satellite. La rsolution temporelle effective du satellite dpend

donc d'une varit de facteurs dont la grandeur de la zone de chevauchement entre lescouloirs-couverts adjacents, la capacit du satellite et de ses capteurs et galement la

latitude.

L'un des grands avantages de la tldtection

satellitaire est sa capacit amasser priodiquement

de l'information d'une mme rgion de la Terre. Les

caractristiques spectrales de la rgion observe

peuvent changer avec le temps. La comparaison

d'images multitemporelles permet de dtecter ces

changements. Par exemple, durant la priode de

croissance de la vgtation, de nombreuses espcesse transforment continuellement et notre capacit

dtecter ces changements dpend de la frquence

avec laquelle les donnes sont recueillies. En amassant des donnes priodiquement et de

faon continue, il est possible de suivre les changements qui surviennent la surface de la

Terre, qu'ils soient naturels (comme le dveloppement de la vgtation ou l'volution d'une

inondation) ou de source humaine (comme le dveloppement des milieux urbains ou la

dforestation).

Le facteur temps est important en tldtection lorsque :

la couverture nuageuse est persistante (par exemple sous les tropiques), ce qui limiteles moments o il est possible d'observer la surface;

l'on veut surveiller des phnomnes de courte dure (inondations, dversements

d'hydrocarbures, etc.);

l'on a besoin d'images multitemporelles (par exemple, pour tudier d'une anne

l'autre, l'tendue d'une maladie s'attaquant aux forts);

les changements temporels dans l'apparence d'une caractristique sont utiliss pour

diffrencier celle-ci d'une autre caractristique similaire (par exemple, pour faire la

Page 45Section 2.6 Rsolution temporelle


diffrence entre les cultures de bl et de mas).


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2.7 Les appareils photographiques et la photographie arienne

Les appareils photographiques et les photographies ariennes

constituent le systme de tldtection le plus simple et le plus ancien

utilis pour observer la surface de la Terre. Les appareils

photographiques sont des systmes qui enregistrent un clich

presque instantan d'une rgion (A) de la surface. Ces appareils sont

des capteurs optiques passifs qui utilisent une lentille (B) (ou un

systme de lentilles que l'on appelle systme optique) afin de former

une image sur le plan focal (C), plan sur lequel l'image est bien

dfinie.

La pellicule photographique est sensible la lumire (nergie) d'une

longueur d'onde de 0,3 0,9 microns, couvrant l'ultraviolet (UV), le

visible et le proche infrarouge (PIR). Les pellicules panchromatiques

sont sensibles aux ondes dans l'ultraviolet et dans le visible. Ces pellicules produisent desphotographies noir et blanc et sont les plus utilises en photographie arienne. La

photographie des ultraviolets utilise aussi ce type de pellicule, mais un filtre est utilis avec

l'appareil photographique afin d'absorber la lumire visible. Ceci permet d'enregistrer les

cibles qui rflchissent les ultraviolets. Cependant, cette technique n'est pas utilise trs

souvent car l'atmosphre diffuse et absorbe beaucoup d'nergie dans ces longueurs d'onde.

La photographie noir et blanc des longueurs d'onde de l'infrarouge utilise une pellicule

sensible dans cette bande et permet de dtecter des diffrences dans le couvert vgtal.

La photographiecouleur et

pseudo-couleur

(ou couleur

infrarouge (CIR))

ncessite

l'utilisation de

trois niveaux de

sensibilit dans

la pellicule,

chaque niveau

tant sensible trois bandes de

longueurs d'onde. Pour une photographie couleur normale les niveaux sont sensibles la

lumire bleue, verte et rouge, comme notre oeil. Ces photos nous apparaissent de la mme

faon que notre oeil peroit l'environnement et les couleurs nous apparaissent normales (ex. :

les feuilles sont vertes). Pour les photographies couleur infrarouge, les trois niveaux de

sensibilit enregistrent le vert, le rouge et une portion du proche infrarouge qui sont ensuite

traits pour apparatre bleu, vert et rouge respectivement. Pour les photographies pseudo-

Page 46Section 2.7 Les appareils photographiques et la photographie arienne



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couleur, les cibles ayant une forte rflexivit dans le proche infrarouge apparaissent rouges,

celles qui ont une forte rflexivit dans le rouge apparaissent vertes et celles avec une forte

rflexivit dans le vert apparaissent bleues.

Les appareils photographiques peuvent treinstalls sur plusieurs types de plates-formes

(terrestre, arienne ou spatiale). Des

photographies trs dtailles sont prises

partir d'avions et sont utilises l o

l'identification de petits dtails est ncessaire.

La superficie couverte par une photo dpend

de diffrents facteurs dont la distance focale de

la lentille, l'altitude de la plate-forme et la

dimension de la pellicule. La distance focale

contrle le champ de vision angulaire de la lentille (concept similaire au champ de vision

instantane introduit la section 2.3) et dtermine la superficie vue par l'appareilphotographique. La distance focale typique pour ces appareils est de 152 mm, mais on utilise

aussi des lentilles de distance focale de 90 mm et 210 mm. Plus la distance focale est

grande, plus la superficie couverte au sol est petite mais plus il y a de dtails (c--d. une

chelle plus grande). La superficie couverte dpend aussi de l'altitude de la plate-forme. En

haute altitude, l'appareil photographique verra une plus grande surface au sol mais il y

aura moins de dtails (c.--d. une chelle plus petite). Les photos ariennes peuvent avoir

une rsolution spatiale de moins de 50 cm. La rsolution spatiale d'une photographie

arienne est une fonction complexe qui dpend de plusieurs facteurs qui changent pour

chaque image.

Les photographies verticales prises avec un appareil photographique lentille unique sont

les photos ariennes les plus communes en tldtection et en cartographie. Ces appareils

photographiques sont spcialement faits pour excuter rapidement une srie de clichs, en

limitant la distorsion gomtrique. Ils sont souvent relis un systme de navigation bord

de l'avion, ce qui permet une identification prcise des coordonnes gographiques qui sont

automatiquement assignes chaque photographie. La plupart de ces systmes ont aussi un

mcanisme qui compense pour l'effet du dplacement de l'avion par rapport au sol, de faon

limiter, encore une fois, toutes distorsions dans l'image.

Afin d'obtenir des photographies ariennes verticales, l'avion survole la surface terrestre le

long de lignes appeles lignes de vol. Les photos sont prises rapidement, l'appareilphotographique tant point directement vers le sol. Deux photos successives ont un

pourcentage de chevauchement de 50% 60% (A). Ce chevauchement entre les images

assure une couverture totale de la superficie le long de la ligne de vol et facilite le

visualisation stroscopique des photographies. Grce au chevauchement, les photos

montrant la mme rgion mais prises d'une perspective diffrente, sont jumeles et

visionnes l'aide d'un dispositif appel le stroscope. Ce dispositif permet d'avoir une vue

en trois dimensions de la rgion appele un modle stro. Cette mthode de visualisation




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est trs utilise.

Les photographies ariennes s'avrent trs

utiles lorsque la rsolution spatiale est

beaucoup plus importante que la rsolution

spectrale. La rsolution spectrale de ces

systmes est gnralement trs grossire

si l'on compare avec un systme de

capteurs lectroniques. La gomtrie

utilise dans les photos ariennes

verticales est trs connue. Il est donc

possible de faire des mesures prcises

partir de ces photos. Ces mesures sont

utilises en gologie, en foresterie, en

cartographie et dans bien d'autresdomaines. La photogrammtrie est la

science qui s'intresse aux mesures faites sur les photographies ariennes et est connue

depuis le dbut de l'utilisation de ces photos. Ces photos sont, dans la plupart des cas,

analyses par des humains qui les regardent en stroscopie. Elles peuvent aussi tre

numrises afin d'tre analyses par un ordinateur. Au chapitre 4, nous discuterons plus en

dtail les diffrentes mthodes, manuelles ou par ordinateur, qui sont utilises pour interprter

les images provenant de systmes de tldtection.

On obtient les photographies multibandes l'aide de systmes plusieurs lentilles utilisant

une combinaison de filtres afin de prendre simultanment des photos dans plusieurs bandes

spectrales. Ce type d'appareil photographique a l'avantage de pouvoir enregistrer l'nergierflchie par la surface ou la cible dans plusieurs fentres spectrales, ce qui permet

ventuellement de diffrencier et d'identifier plusieurs caractristiques de cette surface ou de

cette cible. Toutefois, l'analyse simultane de ces photographies multiples peut devenir

problmatique. Les appareils photographiques numriques qui enregistrent l'nergie

lectromagntique de faon lectronique sont trs diffrents des appareils photographiques

utilisant une pellicule. Dans ces appareils numriques, la pellicule est remplace par une grille

de CCD (charge coupled devices, ou en franais : dispositifs de couple de charges). Les CCD

ragissent individuellement la radiation lectromagntique les atteignant et produisent une

charge lectronique proportionnelle l'intensit de l'nergie provenant de la surface. Une

valeur numrique correspondante est ensuite assigne chaque pixel pour chacune des

bandes spectrales utilises. Le format numrique de ces images peut tre trait et stock surordinateur ou utilis pour produire une image sur papier photographique. Ces appareils

photographiques permettent un meilleur contrle de la rsolution spectrale et une efficacit

accrue lors de l'acquisition des donnes et lors de la consultation des donnes archives. Les

appareils photographiques numriques ont une rsolution spatiale d'environ 0,3 m et une

rsolution spectrale allant de 0,012 mm 0,3 mm. La dimension de la grille de CCD varie

gnralement entre 512 sur 512 et 2048 sur 2048.




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Le balayage parallle la trajectoire utilise aussi le

mouvement de la plate-forme afin d'enregistrer les

donnes le long de lignes successives et de

construire une image bidimensionnelle. Le miroir est

cependant remplac par un ensemble de

dtecteurs aligns (A) et situ sur le plan focal de

l'image (B) forme par un systme de lentilles

(C). Ces dtecteurs sont "pousss" le long de la

trajectoire de la plate-forme. Ces systmes sont

parfois appels balayeur barrettes. Les

dtecteurs individuels mesurent l'nergie pour une

cellule de rsolution au sol (D). Le CVI dtermine

donc la rsolution spatiale du systme. Un

ensemble distinct de dtecteurs est ncessaire pourchacune des bandes spectrales. L'nergie est dtecte lectroniquement par chacun des

dtecteurs de chacun des ensembles linaires de dtecteurs. Les donnes sont ensuite

enregistres numriquement.

Le balayage parallle la trajectoire, qui utilise des ensembles linaires de dtecteurs,

prsente plusieurs avantages par rapport au balayage perpendiculaire la trajectoire, qui

utilise un miroir. L'ensemble de dtecteurs, combin au mouvement de balayage, permet

d'avoir un temps de rsidence plus long pour chacune des cellules de rsolution au sol. Ceci

permet aux dtecteurs de capter plus d'nergie provenant de chaque cellule de rsolution, cequi amliore la rsolution radiomtrique. Le temps de rsidence accru permet d'avoir un CVI

plus petit, ainsi que de plus petites bandes spectrales. Ces systmes ont donc des rsolutions

spatiale et spectrale plus fines, sans pour autant rduire la rsolution radiomtrique. De plus,

comme les dtecteurs sont des dispositifs micro-lectroniques, ils sont gnralement plus

petits, plus lgers, ncessitent moins d'nergie, sont plus fiables et plus durables car ils n'ont

pas de pices mobiles. En contrepartie, le calibrage de milliers de dtecteurs dans le but

d'obtenir une sensibilit uniforme pour l'ensemble du systme est une tche ncessaire mais

complique.

Peu importe le systme de balayage utilis, ces systmes possdent des avantages marqus

sur les systmes photographiques. Les systmes photographiques sont limits l'utilisationde bandes spectrales dans le visible et dans la proche infrarouge, tandis que les BMS

peuvent aussi utiliser l'infrarouge. Les BMS ont aussi une rsolution spectrale suprieure aux

systmes photographiques. Les systmes photographiques multispectraux utilisent des

lentilles distinctes pour dtecter chacune des bandes spectrales. Il est donc difficile de

s'assurer que les rsolutions spatiale et radiomtrique de chacune des bandes sont

semblables et qu'elles demeurent inchanges entre deux images. Les BMS dtectent toutes

les bandes simultanment en utilisant le mme systme optique, ce qui permet de contourner

Page 50Section 2.8 Balayage multispectral



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ces problmes potentiels. Les systmes photographiques enregistrent l'nergie dtecte au

moyen de processus photochimiques pour lesquels il est plus difficile de faire des mesures et

de contrler la fiabilit. Comme les donnes provenant des BMS sont enregistres

lectroniquement, il est plus facile de dterminer la quantit d'nergie dtecte et

d'augmenter la rsolution radiomtrique. Pour les systmes photographiques, il est

ncessaire de fournir continuellement de la pellicule l'appareil, et de faire le dveloppement

de cette pellicule une fois au sol. Les BMS facilitent la transmission des donnes vers une

station de rception sur la Terre, et le traitement immdiat de ces donnes par un ordinateur.

Page 51Section 2.8 Balayage multispectral



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2.9 Tldtection dans l'infrarouge thermique

Plusieurs systmes de tldtection multispectraux (SMS) captent la radiation infrarouge (ou

thermique) ainsi que le visible et l'infrarouge rflchi. Cependant, la dtection de l'nergie

infrarouge mise par la Terre (entre 3 et 15 microns) demande une technique diffrente de latechnique utilise pour capter l'nergie infrarouge rflchie. Les capteurs infrarouge

thermique (ou capteurs thermiques) utilisent des photodtecteurs dont la surface est sensible

au contact des photons infrarouges mis par la Terre. Ces dtecteurs sont refroidis des

tempratures trs basses (prs du zro absolu), de faon limiter leur propre mission

d'infrarouge thermique. Les capteurs thermiques mesurent essentiellement la temprature de

surface et les proprits thermiques de la cible.

Les systmes de dtection thermique sont descapteurs balayage perpendiculaire la

trajectoire, comme ceux dcrits la section

prcdente, qui captent la radiation mise dans la

portion infrarouge thermique du spectre d'nergie.

Ces systmes utilisent une ou plusieurs rfrences

internes de temprature pour talonner la radiation

dtecte. De cette faon, les capteurs thermiques

peuvent dterminer la temprature absolue de la

radiation capte. Les donnes sont gnralement

enregistres sur pellicules photographiques ou sur

rubans magntiques. La rsolution en temprature des capteurs les plus communs peutatteindre 0,1C. Afin d'analyser une image de temprature radiative relative (un

thermogramme), on affiche en diffrents niveaux de gris, les tempratures chaudes en tons

ples, et les tempratures froides en tons foncs. Les images qui montrent les diffrences de

temprature relative pour chacun des pixels sont suffisantes pour la plupart des besoins. La

temprature absolue peut tre calcule, mais demande un talonnage prcis, une mesure de

temprature de rfrence et une connaissance approfondie des proprits thermiques des

cibles, de la distorsion gomtrique et des effets radiomtriques.

Page 52Section 2.9 Tldtection dans l'infrarouge thermique



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Les longueurs d'onde de la radiation infrarouge thermique sont relativement Grandes par

rapport aux les longueurs d'onde de la partie visible du spectre. Les effets de la diffusion

atmosphrique sont donc minimaux. Cependant, l'absorption de cette radiation par les gaz

atmosphriques restreint normalement la dtection utilisant ces longueurs d'onde deux

rgions : la premire de 3 5 microns, et la deuxime de 8 14 microns. Les capteurs

d'infrarouge thermique ont gnralement un CVI large afin de permettre une quantit

d'nergie suffisante d'atteindre le capteur. Cette prcaution est ncessaire car la quantit

d'nergie dcrot avec l'augmentation de la longueur d'onde. La rsolution spatiale des

capteurs d'infrarouge est habituellement assez grossire comparativement la rsolution

spatiale qu'il est possible d'atteindre dans le visible et l'infrarouge rflchi. Les images

provenant d'un capteur thermique sont prises durant le jour ou la nuit (parce que la radiation

est mise et non rflchie) et sont utilises dans plusieurs domaines comme la

reconnaissance militaire, la gestion des dsastres (dtection des feux de forts) et la

dtection de fuites de chaleur.

Page 53Section 2.9 Tldtection dans l'infrarouge thermique

Centre canadien de tldtectionv


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2.10 Distorsion gomtrique des images

Plusieurs formes de distorsion gomtrique sont possibles. Toutes les images obtenues par

tldtection affichent, au dpart, une ou plusieurs formes de distorsion gomtrique, peu

importe quelles aient t obtenues partir d'un balayeur multispectral bord d'un satellite,

d'un systme photographique bord d'un avion ou partir de toute autre plate-forme. Ce

problme est inhrent la tldtection puisque celle-ci tente gnralement de reprsenter

des donnes prises la surface de la Terre (en trois dimensions) sur une image

bidimensionnelle. Les formes de distorsion gomtrique dont peut souffrir une image

dpendent de la faon dont les donnes ont t acquises. Voici une liste de quelques facteurs

pouvant influencer la distorsion gomtrique :

l'effet de perspective de l'optique du capteur

le mouvement du systme de balayage

le mouvement et la stabilit de la plate-forme

l'altitude, la vitesse et le comportement de la plate-forme le relief la surface

la courbure de la Terre et sa rotation.

Les systmes dcoupage, comme les appareils photographiques, fournissent une image

instantane de la portion de la surface se trouvant directement sous l'appareil. La principale

distorsion pour les photos ariennes verticales prend la forme d'un dplacement du relief.

Pour les objets directement sous le centre de la lentille (c.--d. au point nadir), seul le sommet

de l'objet sera visible, alors que pour tous les autres objets dans la photo, un ct est visible

en plus du sommet, ce qui donne l'impression que ces objets s'allongent vers les bords de

l'image. Plus l'objet est haut ou plus il est loin du centre, plus la distorsion est grande et plus

la position de l'objet est errone.

La gomtrie des systmes balayage parallle la trajectoire est semblable celle des

systmes de photographie arienne puisque, pour chaque ligne balaye, chaque dtecteur

prend une image instantane de chacune des cellules de rsolution au sol. Certaines

variations gomtriques entre les lignes balayes peuvent tre causes par les variations

dans l'altitude et le comportement de la plate-forme le long de sa trajectoire.

Page 54Section 2.10 Distorsion gomtrique des images



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Les images provenant d'un systme balayage perpendiculaire la trajectoire sont sujettes

deux types de distorsions gomtriques. Premirement, elles sont sujettes aux dplacements

du relief (A) de la m

canada centre for remote sensing fundamentals francais

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