Sylvain LAMBERT M2 GEOMATIQUE Télédétection INTRODUCTION Les images obtenues par les différents capteurs des systèmes d'observation de la terre ont des caractéristiques différentes, notamment en ce qui concerne le nombre de bandes spectrales et la résolution (taille des pixels). En général, ces deux paramètres sont mutuellement exclusifs: les images fournissant la meilleure résolution n'ont qu'une bande spectrale et les données multispectrales ne sont disponibles qu'avec des résolutions relativement grossières. Dans certains cas il est nécessaire de disposer de ces deux «avantages» ; avoir des données à haute résolution et multispectrale. Si on dispose d'une image multispectrale à basse résolution et d'une image monospectrale à haute résolution, il est possible de les fusionner pour créer une image combinant tous les avantages. Nous allons voir ici les principales méthodes de fusion d images de bandes et de résolution spatiale différentes. Les images de bases Fusion entre une image Landsat et une image Spot Image Landsat de base (lon_tm.ers)
Image multispectrale, mais à «faible» résolution spatiale (28m). Image Spot de base (lon_spot.ers) Image monospectrale, mais à forte résolution spatiale (10m). L intérêt de cette fusion est donc de combiner le caractère multispectral de l image Landsat précédente avec la haute résolution spatiale de cette image Spot.
Redimensionnement des pixels de l image Landsat (rezise_lon_tm) Divison des pixels de l image Landsat, par un facteur de 2,8, afin d avoir la même taille de pixels que sur l image Spot (10m) ce qui facilitera la fusion. Vont maintenant suivre deux modes de fusion des images, un mode manuel où l on décide quelles types de transformations sont attribuées aux différentes bandes, et quelles bandes sont choisies à la fin. Et la méthode automatique qui propose des méthodes de fusion prédéfinies.
Fusion HSV manuelle. Transformation des bandes TM en HSV (out_hsv) Transformation des couleurs de l image Landsat en mode HSV (hue-saturation-value). Avec cette méthode on décompose l image multi spectrale décrivant les caractéristiques de couleurs en trois composantes qui sont : teinte, saturation, intensité.
Etirement de l image Spot (stretch_lon_spot) Etirement de la résolution radiométrique de l image Spot, dans le but d obtenir un contraste plus intéressant.
Fusion des images redimensionnées et re-saturées (fused_london) Fusion des deux images re-saturées, on prend les bandes Hue et Saturation de l image Landsat, et la bande rééchantillonée de Spot, dans un affichage RGB. On a donc ici une image «optimum» ; multi spectrale et à haute résolution spatiale (10m).
Re-saturation automatique HSV colors (lontmsp.img) Avec cette méthode automatique contrairement à précédemment avec la même méthode en mode manuel, on ne ré-échantillonne pas l image Spot. Donc peut être que le résultat est moins précis, mais ceci est difficilement visible.
Couleurs normalisées (Brovey) (lontmsp2.img) Ceci est une autre méthode de fusion d image, mais qui sans analyse complémentaire ressemble aux résultats de la fusion HSV. De plus comme nous n avons pas testé cette méthode en mode manuelle, nous ne savons pas comment elle se configure, et sur quelles bandes elle se base.
HSV Manuel HSV Automatique Couleurs normalisées Il n y a pas vraiment de grandes différences entre les modes de fusion, peut être de légères différences de contraste mais ceci n est pas flagrant. Peut être que les méthodes automatqiues sont préférables car plus prudentes, et que les méthodes manuelles applicables si l utilisateur souhaite définir plus de paramètres, notamment dans le choix des bandes. Par contre il est vrai que la fusion (n importe quelle méthode confondue) entre deux images est plutôt utile, puisque l on a l avantage de réunir une très haute résolution spatiale et le caractère multispectral.
Fusion entre une image SPOT-XS et une image Spot panchromatique Image Spot-XS (s_0417_2.bil) Résolution spatiale : 20m Bonne résolution spectrale, multispectrale.
Image Spot-Panchromatique (s_0417_1.bil) Résolution spatiale : 10m Faible résolution spectrale, une bande.
Redimensionnement des pixels de l image Spot-XS (resize_spotxs) Divison des pixels de l image Spot-XS, par un facteur de 2, afin d avoir la même taille de pixels que sur l image Spot Panchromatique (10m).
Fusion avec la méthode automatique HSV (brest_fused.img) Image issue de la fusion entre Spot-XS et Spot-Panchro, par fusion automatique HSV. Deux bandes HSV de l image redimensionnée de Spot-XS et la bande panchro de Spot-panchro. La méthode est la même que pour les images de Londres, sauf que cette fois-ci on a fusionné deux images Spot, l une (XS) multispectrale et à «faible» résolution spatiale, l autre (panchromatique) monospectrale et à haute résolution spatiale.
CONCLUSION Différentes méthodes de fusion d image existent, toutes ont le même intérêt, récupérer la résolution spatiale d une image d un côté et le caractère multi spectrale d une autre image. Au final le choix d utilisation d une méthode plutôt qu une autre, automatique ou manuelle, se fait selon la thématique étudiée et selon les choix de l utilisateur dans la configuration plus ou moins poussée des modes de fusions.