GENERALITES SUR LES TECHNIQUES DE L OBSERVATION SPATIALE

Projet GIZ-CRTS Formation en Télédétection spatiale et SIG CRTS, 18-21 janvier 2016 GENERALITES SUR LES TECHNIQUES DE L OBSERVATION SPATIALE Abderrahman ATILLAH Adresse : Secteur 21, Angle Av. Allal El Fassi et Av. Assanawbar, Secteur 21, Hay Riad, RABAT Tèl : 037 71 54 48/98 Fax : 037 71 14 35 www.crts.gov.ma Email : atillah@crts;gov.ma 1

-Principes de Base de la télédétection -Systèmes d acquisitiondes données satellite : - Capteurs -Plates formes et capteurs -Caractéristiques des images 2

Principes physiques de la TD 3

DEFINITION DE LA TELEDETECTION Télédétection : Remote Sensing Définition: (1/2) «Ensemble de techniques permettant d obtenir de l information sur un objet, un territoire, ou un phénomène géographique à travers l analyse de données acquises à distance sans contact direct avec cet objet, ce territoire ou ce phénomène géographique.» (Lillesand et Kiefer, 1994) La TD est la technique qui, par l acquisition d images permet d obtenir de l information, sur la surface de la terre sans contact direct avec celle-ci. La télédétection englobe tous le processus qui consiste à capter et à enregistrer l énergie d un rayonnement électromagnétique émis ou réfléchi, à traiter et à analyser l information, pour ensuite mettre en application cette information» Technique aérospatiale qui utilise l'énergie électromagnétique pour obtenir de l information sans contact direct sur la surface de la Terre et de l Atmosphère environnante 4

Télédétection TELEDETECTION Observation (de la terre) à distance Télédétection passive Utilisation des sources naturelles de rayonnement (soleil) Mesure du rayonnement : - Réfléchi (visible) -Emis (Infrarouge) Récepteur Télédétection active Utilisation de sources artificielles de rayonnement (laser ou radar) Emetteur Récepteur -Mesure la rétro diffusion 5 -Ondes radar

Principales étapes du processus de la télédétection (imageur) (1/2) 7 étapes : Source d énergie ou d illumination Enregistrement de l énergie par le capteur 1) La source d énergie ou d illumination ( A) : est à l origine du processus (illumination de la source) 2) Rayonnement et atmosphère ( B ) : interaction du rayonnement incident et réfléchi avec l atmosphère Rayonnement et atmosphère Transmission réception et traitement Interprétation et analyse Applications Interaction avec la cible 3) Interaction avec la cible ( C ) : interaction de l énergie reçue avec la surface illuminée Dépend : 1)des caractéristiques du rayonnement 2) des propriétés de la surface 4) Enregistrement de l énergie par le capteur (système capteur) ( D ) : l énergie diffusée ou émise par la surface ( cible ) est captée à distance par un capteur ( radiomètre ) pour être enregistrée. 6

Principales étapes du processus de la télédétection (imageur) (2/2) Source d énergie ou d illumination Enregistrement de l énergie par le capteur 5) Système réception : Transmission, réception et traitement ( E ) l énergie captée et enregistrée par le capteur est transmise à une station de réception où l information est transformée en images (numériques ou photographiques) Interaction avec la cible Rayonnement et atmosphère Transmission réception et traitement Interprétation et analyse Applications 6) Système traitement d images : traitement, interprétation et analyse ( F ) : interprétation visuelle et / ou numérique de l image traitée pour l extraction de l information désirée; 7) Applications /utilisations( G ) : utilisation de l information extraite de l image pour comprendre un phénomène donné, découvrir ses différents aspects et aider à résoudre un problème particulier. 7

Mécanismes d Interaction du Rayonnement et types de rayonnement utilisés en télédétection Supposons une cible (surface) est soumise à un rayonnement solaire : -une partie est absorbée ( A ) (et se transforme en chaleur ). - une partie est transmise ( T ) : (l énergie du rayonnement passe à travers la cible) - une partie est réfléchie ( R ) :(la cible redirige l énergie du rayonnement) Énergie incidente : I = A+ R + T = 1 Le rayonnement reçu interagie avec la surface selon l une ou l autre de ces trois modes ou selon leur combinaison. La proportion de chaque interaction dépendra de λ de l énergie, ainsi que de la nature et des conditions de la surface 8

Mécanismes d Interaction du Rayonnement et types de rayonnement utilisés en télédétection 1- Réflexion (Rayonnement réfléchi) -C est la portion réfléchie par la terre du rayonnement solaire reçu (non absorbé) -En TD, c est le rayonnement réfléchi par une cible qui est mesuré (petites L.O. : Spectre visible) -La réflexion est fonction des effets de l albédo : le rayonnement capté par le satellite (L= luminance ), est proportionnel au rayonnement incident et au pouvoir réfléchissant de la cible ( r ). L = r I, I = éclairement solaire Elle varie selon : 1) la L.O. des radiations solaires; 2) la nature de la surface La T.D. s intéresse surtout à la quantité et à la répartition de l énergie réfléchie par 9 les objets.

2. Emission Propre de l objet : Mécanismes d Interaction du Rayonnement et types de rayonnement utilisés en télédétection * Tout objet dont la T est à > zéro absolu (0 C ou -273 K) émet de l'énergie sous forme de rayonnement * La terre émet un flux radiatif correspondant à sa température : Émission proportionnelle au pouvoir émissif du corps. Elle est fonction de la L.O. et de la T de l objet. * L émission se fait à des L.O. # de celles d absorption du rayonnement solaire: Grandes L.O (IR). * L émission est une indication de l état thermique de l objet émetteur. * La fonction de Planck permet de déterminer sa température. M = 2 2hc λ hc exp kλ T 5 1 c : vitesse de la lumière 3 x 10 8 m/s k : cte de boltzmann = 1,38x 10-23 J/K h : cte de Planck = 6,62 x 10-34 J.s T en K N.B. Une partie de ce rayonnement émis est intercepté par l atmosphère (qui rayonne à son tour vers l espace) avant d atteindre le capteur (nécessité de corrections atmosphériques ) 10

LE SPECTRE ELECTROMAGNETIQUE Le spectre E.M. s étale sur une étendue de L.O allant : -des rayons cosmiques de Courtes.L.O. (Gamma et X) : (10-10 µm -Aux ondes hertziennes de Grandes.L.O de (10 10 µm) : micro ondes et ondes radio ). -Plusieurs domaines de ce spectre E.M. sont inutilisables en T.D. (forte absorption et / ou diffusion de l énergie par l atmosphère:ozone, VE, ) Les fenêtres où l absorption atmosphérique du rayonnement incident est totale : - Les rayons Gamma : L.O. < 0.03 nm Les rayons X Les rayons UV : 0.03 à 3 nm : 3 à 400 nm 11

LE SPECTRE ELECTROMAGNETIQUE La T.D ne s intéresse qu à une gamme du spectre E.M : Du visible aux Hyperfréquences Même dans cette gamme, l atmosphère absorbe sélectivement de nombreux rayonnements en provenance de la surface de la terre. Seules quelques portions de L.O. sont exploitables (zones de moindre absorption ) : «fenêtre atmosphérique de transmission». 12

FENETRES ATMOSPHERIQUES DE TRANSMITTANCE Les gaz et les particules atmosphériques, absorbant l énergie électromagnétique dans des régions spécifiques du spectre, influencent le choix de L.O. utilisées en télédétection. Seules les régions du spectre non influencées par ces particules sont utilisées en télédétection : fenêtres atmosphériques Les λ les plus utiles pour la télédétection sont : Visible : fenêtre au niveau maximal d énergie solaire. IR: Énergie thermique émise par la Terre : fenêtre de ~ 10 µm dans l infrarouge thermique. 13 Hyperfréquences : grande fenêtre pour des λ de plus de 1 mm.

RÉGIONS SPECTRALES UTILISÉES EN TELEDTECTION LE SPECTRE VISIBLE Les L.O.Visible s étendent de 0,4 à 0,7 µm. Le spectre visible est une petite partie de l ensemble du spectre. La lumière décelée par l oeil humain: «spectre visible» ou le rayonnment solaire maximal Une grande partie du rayonnement électromagnétique qui nous entoure est invisible à l œil nu. 14

LE SPECTRE VISIBLE 2/2 Le spectre Visible est Subdivisé en trois groupes principaux : R, V, B. Les couleurs d onde du spectre visible que nous percevons comme des couleurs communes sont : Violet : 0.4-0.446 µm Bleu : 0.446-0.500 µm Vert : 0.500-0.578 µm Orange : 0.592-0.620 µm Rouge : 0.620-0.7 µm 15

LONGUEURS D ONDES INFRAROUGE Spectre des Grandes. L. O. : ~ de 0,7 à 100 mm (~100 fois plus large que le spectre visible). Trois catégories : 1) IR réfléchi ou Proche IR (0,7-1,1μm): L'énergie solaire des corps réfléchissant. Il est utilisé en télédétection de la même façon que le rayonnement visible 2) IR Moyen (1,1-8μm): Mélange de rayonnement solaire et d'émission. Affecte de manière significative l'atmosphère: employé pour mesurer les concentrations de vapeur d'eau, l ozone, les aérosols 3) IR émis ou thermique (de 8-100μm): très # du visible et de l IR réfléchi. C est un rayonnement émis sous forme de chaleur par l objet. - La T de l objet peut être déterminée - Les images sont acquises de jour comme de nuit. 16

LA REGION DES HYPERFREQUENCES Micro-ondes (1mm-1m): Il s agit des plus grandes λ utilisées en TD Suscite beaucoup d intérêt en télédétection. Les plus courtes possèdent des propriétés semblables à celles de l infrarouge thermique. Les longueurs d ondes les plus grandes ressemblent aux ondes radio. Ondes Transparentes pour les nuages: Faible influence des perturbations atmosphériques Capteurs actifs 17

RÉGIONS SPECTRALES UTILISÉES EN TELEDTECTION 18

Hypothèse de la télédétection : chaque matière (corps) possède un spectre électromagnétique qui lui est propre caractérisé par une réflexion et une émission qui varient avec la longueur d'onde LES MESURES DE TELEDETECTION ET SIGNATURE SPECTRALE DES OBJETS La télédétection ne mesure que le flux radiatif net (hors atmosphère) qui fait appel à 3 composantes principales : - Le rayonnement solaire : rayonnement réfléchi (Visible et PIR) - L émission terrestre : rayonnement IR émis par l objet - L émission atmosphérique : s associe au rayonnement terrestre dans la mesure du rayonnement IR Chaque corps réagit différemment selon les niveaux de l illumination pour chaque longueur d onde. Il possède sa propre «identité spectrale» : c est «la réponse spectrale d un objet 19

SIGNATURES SPECTRALES SIGNATURE SPECTRALE : la façon avec laquelle une surface «réagit» aux ondes électromagnétiques Elle varie suivant les caractéristiques physiques et chimiques de la cible POTENTIEL POUR LA DISCRIMINATION DE DIVERS TYPES DE SURFACES La Signature spectrale est basée sur la réflectance ( % ) : la proportion de l énergie réfléchie par une surface pour une longueur d onde donnée. Exemple : si le capteur est l œil humain : - les nuages réfléchissent toutes les L.O. visibles (apparaissent en blanc) - la végétation réfléchit plus la lumière verte ( vue en vert ) discrimination de 2 types de surfaces différentes. 20

SIGNATURES SPECTRALES Exemples de cibles de la surface de la terre et leur signature spectrale 21

Les Signatures spectrales des surfaces naturelles 22

Signatures spectrales des roches dans le visible et le PIR Mise en évidence des sols dégradés 23

Cultures de bananes Cultures endommagées Différentes cultures Unités géologiques 24

Signatures spectrales des roches dans le visible et le PIR SPOT 25

Systèmes d acquisition des données spatiales Capteurs et satellites 26

Le capteur Dispositif capable de détecter l intensité du signal électromagnétique réfléchie ou émise par un objet dans une bande spectrale donnée Mesure une grandeur physique Plusieurs capteurs : radiomètre, caméras, œil humain Acquisition quasi instantané de l image : - Appareils photographiques, caméras électroniques Acquisition Séquentielle d éléments d image - Radiomètres (miroirs oscillants, barrettes de détecteurs) 27

Le capteur Variation Selon la source de rayonnement: - Capteurs passifs: Ils reçoivent l'énergie réfléchie (visible +PIR)lorsque le Soleil illumine la Terre ou émise par un objet (IR) (jour et nuit, - Capteurs actifs: Ils fournissent leur propre source de rayonnement électromagnétique et mesurent son retour (rétro diffusion (ondes hyperfréquences) 28

Fonctionnement d un radiomètre c est l instrument qui permet d analyser les détails d un spectre électromagnétique Structure d un radiomètre Système optique(résolution spatiale) Radiation électromagnétique Détection du signal électromagnétique Un radiomètre est constitué : Filtrage spectral Détecteur) Enregistrement Conversion en Grandeur physique mesurable -d un système optique permettant de focaliser l énergie sur le détecteur, -d un filtre spectral permettant de ne garder que l énergie dans la bande spectrale du détecteur -d un détecteur qui est l élément sensible permettant de transformer l énergie reçue en un signal 29 électrique -d un système de traitement et d enregistrement du signal

Les radiomètres à balayage Linéaire C est un capteur dont le champ de vision instantanée (CVI) balaie la surface afin d en produire une image bidimensionnelle.. C est un système mécanique permettant de faire tourner le système optique pour balayer la surface à observer. 30

Les radiomètres à balayage linéaire Capteur à acquisition instantanée : Enregistrement de l ensemble d une image Il permet d observer des directions au cours du balayage situées dans un même plan, généralement perpendiculaire à la ligne du survol. Le balayage ratisse la Terre en une série de lignes. Il s'effectue d'un côté du capteur à l'autre, en utilisant un miroir rotatif (A) : système optique ou mécanique Un seul capteur et un balayage linéaire La radiation atteignant le capteur est divisée en plusieurs composantes spectrales détectées séparément (Ex. UV, VIS, PIR, IR,..) Un ensemble de détecteurs (B) internes, sensibles à chacune des bandes spectrales, mesurent et enregistrent l'énergie en convertissant le signal électrique produit par 31 les détecteurs en données numériques.

Les radiomètres à barrettes Utilise aussi le mouvement de la plate-forme afin d'enregistrer les données le long de lignes successives et de produire une image bidimensionnelle. Le miroir est remplacé par un rangée de détecteurs (dispositifs micro-électroniques) alignés (A) et situés sur le plan focal de l'image (B) formée par un système de lentilles (C) Ces détecteurs sont disposés d une façon perpendiculaire au sens du déplacement de la plate-forme et "poussés " le long de sa trajectoire :balayage longitudinale de la zone couverte (peigne ou balai ou balayeur à barrettes) Capteur à acquisition séquentielle Les détecteurs individuels mesurent l'énergie pour une cellule de résolution au sol (D). Un ensemble distinct de détecteurs est nécessaire pour chacune des bandes spectrales L'énergie est détectée électroniquement par chacun des détecteurs de chacun des ensembles linéaires de détecteurs. 32

II. VECTEURS OU PLATES-FORMES EN TELEDETECTIONI Pour l enregistrement de l'énergie (réfléchie ou émise) par une surface donnée : besoin d un capteur sur une plate forme distante de cette surface terrestre (près du sol) Plates-formes : classées selon l altitude d opération aérienne (avion : de qq 10 à qq 1000 m Véhicule spatial ( entre 10 et 200 km) Spatiale ( Satellite : > 200 km) orbite autour de la terre 33

Composants d un Satellite Système de rétablissement d altitude. Système de commande d attitude (Contrôle de la position relative à l axe de prise de vue et la stabilisation en lacet ). Panneaux solaires ( pour les fonctions à bord ). Système de contrôle à bord et de communication avec les stations au sol. Antennes (transmission des données, réception des commandes). Enregistreurs magnétiques (stockage des données). 34

Caractéristiques orbitales 1. Orbite : Chaque satellite est placé sur une orbite autour de la terre Lors du lancement du satellite, on détermine la vitesse idéale pour atteindre la bonne orbite et la maintenir 2. Inclinaison : (angle orbital) : Angle entre le plan de l orbite et le plan de l équateur cet angle détermine la région de la terre à observer par le capteur Ex : un satellite avec une inclinaison de 50 couvre uniquement une région comprise entre 50 de latitude N et 50 de latitude S Inclinaison = 90 : couverture de tout le globe 35

3.TYPES DE SATELLITES A. Satellite Géostationnaire Satellite géosynchrone : Toujours au dessus du même point sur une orbite circulaire Orbite équatoriale : Évolution dans le Plan Équatorial Altitude d environ 36 000 km. Vitesse égale à celle de la rotation de la Terre (stationnaire pour un observateur au sol ). Inclinaison = 0 Fournit des informations sur une région spécifique. Exemples : satellites de communication et d observation des conditions météorologiques (METEOSAT, GOES, ). 36

B. Satellites à défilement Orbite quasi-polaire ou Orbite héliosynchrone :allant pratiquement du nord au sud ou vice versa - Combinés à la rotation de la Terre (ouest-est ), les satellites observent la presque totalité de la surface de la Terre). Inclinaison : # 0 : le plan de l orbite fait un angle avec le plan de l équateur Basse altitude ( 200 à 1500 km ) Période nodale ou révolution < 2h, Ex. SPOT croise la même latitude chaque 101 mn, donc répétitivité = 360 x 101 mn = 26 jours Satellites pour l observation de la terre : ex : SPOT, Landsat, NOAA,... Observent toujours chaque région du globe à la même heure solaire locale : la position du Soleil au moment où le satellite survole la zone au cours d une saison donnée est la même 37 (SPOT passe au-dessus du Maroc vers 10 30 mn environ)

B. Satellites à défilement Déplacement vers le nord d un côté de la Terre, et vers le sud dans l autre moitié de l orbite (respectivement en orbite ascendante et orbite descendante ) Orbite Ascendante :se fait du côté éclairé par le Soleil Orbite Descendante : se fait du côté ombragé de la Terre Enregistrement de l énergie solaire réfléchie par la Terre au cours de l orbite ascendante (capteurs passifs enregistrant la réflexion de la lumière ). Les capteurs actifs ou les capteurs passifs qui enregistrent l énergie émise par la terre enregistrent des données aussi bien lors des orbites ascendantes que descendantes. 38

B. Satellites à défilement COULOIR - COUVERT OU FAUCHEE Partie de la surface terrestre «observée» par le capteur (entre une dizaine et une centaine de kilomètres). L orbite du satellite et la rotation de la Terre permettent une couverture complète de la surface de la planète après un cycle orbital complet. 39

CARACTERISTIQUES DES IMAGES SATELLITE Les images numériques : - Une image est une représentation schématique ( relative à une longueur d onde) dans le plan d un objet réel Une image de télédétection est composée d'une matrice (grille) avec un très grand nombre de petits points ou d'éléments appelés pixels (le plus petit élément d'une image). - L intensité (luminance) de chaque pixel est définie par des chiffres Codage des valeurs : Chaque pixel dans une image a une valeur (grille de valeurs) L affectation de l intensité du gris aux valeurs numériques transforme la grille en une image (généralement codée sur 8 bits ou 256 niveaux de luminosité allant du noir (0) ou blanc 255) Propriétés d une image : - Résolution, Échelle, Contraste, Texture, Niveaux de gris 40

Performances des capteurs et caractéristiques des images satellite Caractéristiques spatiales 1-Champ global d observation : Taille de la scène (fauchée)/angle de la prise de vue : Couverture géographique 2-Résolution spatiale : taille élémentaire ou pixel dans l image (unité élémentaire perceptible) Caractéristiques spectrales et radiométriques Caractéristiques temporelles 1- Résolution spectrale : aptitude du capteur à séparer des signaux de longueurs d onde différentes - Largeur et nombre de bandes spectrales du capteur 2- Résolution radiométrique : sensibilité du capteur : aptitude dans une bande spectrale, à distinguer des signaux d énergie différents. Résolution temporelle (Répétitivité) : temps nécessaire pour que le satellite prend l image sur le même endroit. Calibration des capteurs Fiabilité du capteur durant sa durée de vie 41

Résolution spatiale et échelle 230 x 176 pix 32 x 24 pix ; 80 x 61 pix Chaque pixel de l image correspond à une partie de la surface de la Terre : c est la «résolution-sol» La résolution est fonction de la dimension du plus petit élément détectable (zone couverte par un pixel). Pour pouvoir différencier un élément de la surface observée, celui -ci doit être de dimension < = à la cellule de résolution (taille du pixel). La résolution détermine le détail qu un capteur peut décerner Si l'élément est plus petit, il ne sera pas différencié : c'est l'énergie moyenne des éléments de la cellule de résolution qui sera captée Une même image peut être représentée par un nombre plus ou moins élevés de pixels En augmentant le nombre de pixels d une même image, on réduit la taille de chaque pixel N.B. Plus la résolution augmente, plus la superficie de la surface 42 visible par le capteur diminue.

Résolution spatiale et échelle Correspondance entre la résolution spatiale numérique et l échelle cartographique Le rapport entre la distance que l'on mesure sur une image ou une carte et la distance correspondante au sol est appelée échelle. Le choix de la résolution spatiale doit être fait en fonction de l échelle de travail. La formule suivante peut être appliquée pour déterminer la résolution adéquate : 1/S = 0,2 / (R / 2) S = facteur d échelle R = résolution spatiale (valeurs exprimées en m) R = 0,4 x S S = R / 0,4 43

Résolution spatiale et échelle Schématiquement, un rapport de 3 est appliqué pour évaluer l adéquation d une résolution à une échelle donnée. Exemple : une taille de pixel de 15 m. est compatible avec une échelle de 1/50.000ème. 15 x 3 = 45 échelle = 1/45000ème échelle standard = 1/50.000ème Résolution spatiale de l image Échelle cartographique > 1 000 m) 1/1 500 000 30 m 1/80 000 20 m 1/50 000 10 m 1/24 000 5 m 1/10 000 1 m 1/5000 44

NOMENCLATURE DES RESOLUTIONS SPATIALES Basse résolution : Image de résolution : 100 m et + Moyenne résolution : Image de résolution : 30 m et < 100 Haute résolution : Image de résolution : 5 m et 30 m Très Haute résolution : Image de résolution : < 5 m 45

Échelles et résolution spatiale: Diminution de la résolution en fonction de l altitude du capteur Variation de la résolution spatiale en fonction de l angle d observation du capteur: La taille effective de pixel sur la Terre (GIFOV) est supérieure aux extrémités du champ de vision que au nadir. 46

Échelle et résolution spatiale 47

Échelles et résolution spatiale 48

Résolution spatiale et échelle Haute résolution Basse résolution 49

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Différents capteurs, différentes résolutions spatiales Kuick bird Multispectral 2 m Kuick bird Multispectral 0.65 m 51

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Résolution spatiale et échelle résolution très haute ou fine : identification des éléments de plus petites dimensions 57

SPOT et ses différentes résolutions spatiales 58

Différentes résolutions spatiales Image SPOT sur la ville de RABAT-SALE Résolution = 10 m 59

Différentes résolutions spatiales SPOT : 20 m multispectrale SPOT : 10 m couleur 3 200 m Échelle approximative: 1/17 700 2400 m Échelle approximative: 1/13400 60

Différentes résolutions spatiales SPOT : 5 m N&B SPOT : 2,5 m N&B 1 750 m Échelle approximative : 1/9 600 1 180 m Échelle approximative : 1/6600 61

Différentes résolutions spatiales Image IKONOS sur la région des Doukkala. Résolution = 1m Image QUICK-BIRD sur la région de CASA Résolution = 68 cm 62

Différentes résolutions spatiales Image QUICK-BIRD sur la région de RABAT-SALE Résolution : 2.5m Image QUICK-BIRD (0.63 cm) 63

Résolution spectrale Représente le nombre et la largeur des bandes spectrales. Elle décrit la capacité d'un capteur à utiliser de petites fenêtres de L. O. Des classes très larges, (eau, végétation) peuvent être séparées en utilisant un intervalle de longueurs d'onde assez grand (ex. le visible et l'infrarouge). Des classes difficiles à différencier :utilisation d'un intervalle plus spécifique (ex. différents types de roches) : L.O. ou canal beaucoup plus fin. :besoin d un capteur d une résolution spectrale plus grande Résolution spectrale grossière Plus la résolution spectrale est fine, plus les fenêtres des différents canaux du capteur sont étroites. Instruments de télédétection peuvent enregistrer l'énergie reçue selon des intervalles de L. O. à différentes résolutions spectrales. Ces instruments sont appelés capteurs multispectraux 64 Résolution Spectrale élevée

Résolution spectrale La résolution spectrale est évaluée également par La position des bandes dans le spectre électromagnétique est un aspect clé. 65

Résolution spectrale Les bandes spectrales des satellites Landsat et SPOT 66

Résolution Radiométrique La résolution radiométrique est la sensibilité d'un détecteur aux variations de l'intensité de l'énergie électromagnétique émise, réfléchie ou diffusée Différents niveaux d'intensité peuvent être discriminés par le capteur dans une bande. 67

Résolution temporelle : répétitivité C est la fréquence de révisite du satellite d un lieu donné sur Terre (en fonction de la latitude et de la largeur du swath). - Résolution temporelle absolue : La période de passage au nadir d'un satellite, qui est le temps que prend un satellite pour effectuer un cycle orbital complet : quelques heures à quelques jours - Résolution temporelle effective 1) le chevauchement entre les couloirs- couverts adjacents permettent à certaines régions d être observées plus fréquemment 2) Certains satellites ont aussi la possibilité de pointer leurs capteurs en direction du même point pour différents passages du satellite Haute résolution temporelle: < 1-3 jours Avantage : comparaison multitemporelle : détection des changements (développement de la végétation, Suivi des inondations, développement urbain, déforestation, ) 68

Caractéristiques des principaux satellites Satellite Landsat 4-5 (USA) SPOT 1, 2, 3 Landsat 7 (USA) SPOT 4 IRS 1A & 1B Bandes spectrales Instruments (λ en µ m) 1: 0.45-0.52 (bleu) 2: 0.52-0.60 (vert) 3: 0.63-0.89 (rouge) Thematic Mapper (TM) 4: 0.76-0.90 (PIR) 5: 1.55-1.75 (MIR) 6: 10.4-12.5 (IRT) 7: 2.08-2.35 (MIR) 1: 0.5-0.6 Multispectral scanner 2: 0.6-0.7 (MSS) 3: 0.7-0.8 4: 0.8-1.1 Pan : 0.51-0.73 mode XS : HRV x 2 V : 0.50-0.59 R : 0.61-0.68 PIR : 0.79-0.89 Bandes 1 2 3 4 5 7 idem Landsat 4 5 Thematic Mapper (TM) 6 : 10.4-12.5 (IRT) Pan : 0.52-0.90 V : 0.50-0.59 R : 0.61-0.68 HRV-IR PIR : 0.79-0.89 MIR : 1.58-1.75 B0 : 0.43-0.47 Végétation B2 : 0.61-0.68 B3 : 0.79-0.89 MIR : 1.58-1.75 1: 0.45-0.52 (bleu) LISS-1 2: 0.52-0.59 (vert) LISS-IIA & IIB 3: 0.62-0.68 (rouge) 4: 0.77-0.86 (PIR) Résolution / Fauchée 30m /185km 30m/185km 30m/185km 30m/185km 30m/185km 120m/185km 30m/185km 80m /185km 10 m 20 m 60 km x 2 30 m 60 m 15 m 20 m 10 m et 20 m 20 m 20 m répétitivité 16 jours 26 jours si vertical 2 à 3 jours si prog. 16 jours 1999 idem SPOT 1,2, 3 1 km 1 jour 72.5m/148km 36.25m/74 km (146 km composite) 22 jours Lancement Landsat 4: 1982 Landsat 5: 1984 Landsat 1 : 1972 SPOT 1 : 1986 SPOT 2 : 1990 SPOT 3 : 1993 1998 5 ans 1A en 1988 69 1B en 1991

Caractéristiques des principaux satellites Satellite IRS 1C & 1D ASTER JERS-1 (Japon) Instruments PAN LISS-III VNIR SWIR TIR VNIR (NEC) SWIR (MELCO) SAR Bandes spectrales (λ en µ m) 1: 0.5-0.9 (Pancro) 2: 0.52-0.59 (vert) 3: 0.62-0.68 (rouge) 4: 0.77-0.86 (PIR) 5: 1.55-1.75 (MIR) 6: 0.62-0.68 (vert) 7: 0.77-0.86 (PIR) 1 : 0.52-0.60 (VNIR) 2 : 0.63-0.69 (VNIR) 3 : 0.76-0.86 (VNIR) 4 : 1 600-1700 (SWIR) 5 : 2145-2185 (SWIR) 6 : 2185-2225 (SWIR) 7 : 2235-2285 (SWIR) 8 : 2295-2365 (SWIR) 9 : 2360-2430 (SWIR) 10 : 8125-8475 (TIR) 11 : 8475-8825 (TIR) 12 : 8925-9275 (TIR) 13 10250-10950 (TIR) 14 : 10950-11650 (TIR) 1: 0.52-0.60 2: 0.63-0.69 3: 0.76-0.86 4: 0.76-0.86 5: 1.60-1.71 6: 2.01-2.12 7: 2.13-13.25 8: 2.27-2.40 Bande L(1275 MHZ) Polarisation HH Résolution / Fauchée 5,8 m / 70 km 23.5m/142 km 23.5m/142 km 23.5m/142 km 23.5m/142 km 70m/300 km 188m/770 km 15 m/60 km 15 m/60 km 15 m/60 km 30 m/60 km 30 m/60 km 30 m/60 km 30 m/60 km 30 m/60 km 30 m/60 km 90 m/60 km 90 m/60 km 90 m/60 km 90 m/60 km 90 m/60 km 18 m x 24 m / 75 km 18 m x 24 m / 75 km 18 m x 18 m / 75 km répétitivité 24 jours 44 jours Lancement 1C 1995 1D 1997 1992 / 2 ans 70

Caractéristiques des principaux satellites civiles à THR Mission IKONOS1 QUICKBIRD EROS A1 SPOT 5 Date dispo 1999 2002 2002 2002 Panchro 1 m 0,61 0,72 m 1,8 m 2,5 / 5 / 10 m Bleu 2,44 2,88 m 10 m V+R+PIR 4 m 2,44 2,88 m 10 m MIR 20 m Fauchée km 15 km 16,5 km 12,5 km 60 km Mosaïque 60 km 180 km Vis. latérale -45 à +45 Oui Oui -27 à +27 Stéréo av-ar -30 à +30-20, 0, +20 71

GEOEYE 72

World View 73

Historique des satellites d observation de la terre Premier satellite d'observation de la Terre en 1960 (TIROS- I 74

Historique des satellites d observation de la terre 75

Historique des satellites d observation de la terre 76