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MANIPULATIONS DE RADIOMETRIE

Faire connaissance avec l'image satellitale

Mettre en oeuvre le radiomètre sur un "paysage modèle"

Utiliser l'ExAO pour comprendre l'acquisition des données par le satellite

Faire connaissance avec l'image satellitale

Le logiciel "Titus" pour Windows et l'image à traiter étant installés, ouvrez l'application par "Démarrer"/ "Programmes"/ "Images Satellitales" et "Titus".
Cette suite de commandes ouvre la boite de choix de l'image ci-dessous

Choisir le répertoire puis l'image et valider. Rien n'est affiché tant que l'on a pas choisi le canal.

Le bouton permet de choisir ce canal.

 

Le canal XS3 (infrarouge proche) sera choisi de préférence aux autres pour plusieurs raisons :

- c'est le canal le plus directement lisible,

- c'est dans l'infrarouge proche que tout les radiomètres classiques fonctionnent le mieux.

 

 

La validation entraîne l'affichage du canal XS3.

Pour aller plus loin que le sentiment qu'il s'agit d'une "photo" plusieurs manipulations sont possibles.

La manipulation des boutons de zoom fait clairement apparaître les pixels. Ainsi une des 256 nuances de gris est affectée à chacun des pixels. Il s'agit donc maintenant de découvrir ce que le logiciel utilise pour déterminer cette nuance.

Les commandes ci-dessus permettent d'afficher la valeur radiométrique d'un pixel.

Cliquer sur "Positionner" puis sur le point à étudier. Les coordonnées du pixel et sa valeur radiométrique sont affichées dans la fenêtre.

Par "Analyse"/ "Valeurs numériques" puis "Extraction numérique du fichier", il est possible de visualiser les valeurs numériques de tous les pixels.

 

Le problème posé est donc celui de l'acquisition de ces valeurs par le radiomètre du satellite.  

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Mettre en oeuvre le radiomètre sur un "paysage modèle"

Les radiomètres étant montés sur un satellite "SPOT" à orbite polaire, la visualisation d'une orbite permet de se rendre compte que le paysage et ses différents objets défilent sous le satellite.

Cette animation est disponible par "Démarrer" / "Programme" / "Images satellitales" puis "Orbito".

On pourra ainsi ré-investir les acquis de physique sur les changements de référentiel. Dans le cas qui nous occupe, venant du sud, le satellite coupera la côte. De cette facon il "verra" successivement de l'eau, du sable, etc.

 

On choisira un radiomètre fonctionnant de façon passive (Il n'émet rien et se contente de mesurer le flux lumineux entrant) comme ceux des satellites d'observation de la Terre dans le visible ou l'infrarouge.

 

Le sélecteur du radiomètre sera placé sur la position "Infra-rouge" et on réglera le dispositif d'éclairage et le diaphragme de façon à ne pas saturer le récepteur.

Quelque soit le radiomètre utilisé il faut d'abord l'étalonner en suivant les consignes du constructeur.

La manoeuvre la plus simple consiste à placer sur le fond noir sous le radiomètre successivement de l'eau, du sable, des aiguilles de pin, de l'herbe fraîchement coupée, etc. On mesure alors la valeur radiométrique de façon analogique en % et non de 0 à 255 par valeurs entières (numérisation sur 8 bits avec un convertisseur analogique/numérique ou C.A.N.)

objet\valeur radiométrique en %
Infra rouge
Eau
...
Sable
...
Aiguilles de Pins
...
Herbe fraîche
...
etc...
...

 

En réalisant un petit montage avec des glissières de tiroir on peut aussi "faire défiler" ce paysage modèle sous le radiomètre et mesurer les valeurs à la volée. Cette solution est préférable à celle qui consiste à déplacer le radiomètre car elle assure une bien meilleure constance de l'éclairement.

Si l'on a le temps, il est possible de faire la même étude avec chacun des autres canaux. Cela conduit à la signature spectrale de chaque objet. Cette activité est redondante avec l'étude des sites témoins qui a l'avantage de donner les signatures spectrales directement en valeurs comprises entre 0 et 255.

objet\valeur radiométrique en %
vert
rouge
IR
Eau
...
...
...
Sable
...
...
...
Aiguilles de Pins
...
...
...
Herbe fraîche
...
...
...
etc...
...
...
...

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Utiliser l'ExAO pour comprendre l'acquisition des données par le satellite

L'étude du déplacement du sol relativement au satellite montre que le lieu au sol est donné par le moment de l'acquisition.

L'utilisation de l'ExAO a pour but de faire comprendre le passage de la mesure d'un pixel à la constitution d'une image. Le montage précédent est connecté à un adaptateur voltmètre travaillant entre 0 et 1 V.

Le logiciel d'acquisition est paramétré pour afficher la valeur de U (en Volts) en fonction de t (en secondes). Pendant l'acquisition, le paysage modèle est déplacé par rapport au radiomètre à une vitesse la plus régulière possible. La mécanisation du déplacement peut être envisagée.

La trace obtenue sur l'écran représente la valeur radiométrique par rapport au temps c'est à dire par rapport à la distance parcourue. Chaque point est un pixel numérisé. Un radiomètre analyse donc successivement tous les pixels d'une colonne correspondant à sa trace au sol

 

. Le montage de n capteurs perpendiculairement à la trajectoire du satellite assure la constitution de n traces chacune constituées de p pixels. On obtient donc un tableau de valeurs où chaque pixel est repéré par ses coordonnées

Chaque pixel est en fait analysé par trois radiomètres différents
(XS1 = vert, XS2 = rouge et XS3 = IR)
si bien qu'une image SPOT est constituée de trois tableaux qui se superposent exactement.

Un traitement global de ces trois tableaux permet d'obtenir un composition colorée avec le bouton .

Il s'agit d'affecter de façon arbitraire une couleur à chaque canal en lieu et place des teintes de gris. Exemple : plus la valeur radiométrique est forte dans l'infrarouge (XS3) plus l'écran montre un rouge intense. On procède de même pour chacun des autres canaux. La couleur résultante est le mélange additif des trois teintes.

 

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