Télédétection optiqiue
Intervenant
- Guillaume RIEU
- Etudes en agri
- Master SILAT à Montpellier
Bases
Définition
Télédétection : ensemble des techniques utilisées pour déterminer à distance les propriétés d'objets à partir des rayonnements qu'ils émettent ou réfléchissent (capture, traitement, analyse).
Système capteur - plateforme - source d'énergie
Historique
1858 : 1ère photographie aérienne par Félix Nadar (Le Géant - ballon captif à 40m de haut au-dessus de Paris)
1946 : 1er cliché spatial pris depuis une fusée V2 à 130km d'altitude
1960 : CORONA (USA) - résolution 8m à 2m
1972 : Landsat
Années 1980 : SPOT 1, Sentinel-2, Pléiades...
Spectre EM
- Optique : ~ 400 à 1600 nm
- Radar : ~ 2 à 30cm
Interactions rayonnement-cible
- Absorption
- Réflection
- Transmission
Albédo : fraction d'un rayonnement solaire incident réfléchie par une surface.
- albédo neige fraîche et glace : 80-95%
- albédo neige fondante : 40-70%
- albédo sol sombre : 5-15%
- albédo roches calcaire : 40%
- albédo surface goudronnée : 5-10%
- albédo surface en eau : très variable
- albédo zones enherbées : 25-30%
- albédo forêts et parcelles cultivées : 10-20%
Une plante en bonne santé : réfléchit beaucoup dans l'infrarouge et un peu le vert.
Raster
Conclusions
Optique
Capteur passif qui mesure l'énergie solaire réflechie par les surfaces. Il mesure la luminance et la réflectance.
Corrections géométriques
Corrections radiométriques
Indice spectral
Un indice spectral est une combinaison mathématique de plusieurs bandes spectrales.
NDVI : Normalized Difference Vegetation Index - Mesurer la vigueur, la densité et la santé de la végétation.
| Index | Name | Purpose |
|---|---|---|
| NDVI | Normalized Difference Vegetation Index | Vegetation Health |
| EVI | Enhanced Vegetation Index | Vegetation Health (Dense) |
| SAVI | Soil Adjusted Vegetation Index | Vegetation Health (Sparse) |
| NBR | Normalized Burn Ratio | Fire Impacts |
| NDCI | Normalized Difference Chlorophyll Index | Aquatic Chlorophyll |
| NDAVI | Normalized Difference Aquatic Vegetation Index | Aquatic Vegetation |
| FAI | Floating Algal Index | Free-floating Algae |
| NDTI | Normalized Difference Turbidity Index | Aquatic Turbidity |
Indice NDWI 2
Opérations de traitement
Découpage (clip)
Généralement la première opération en télédec.
Mosaïquage
Combinaison de plusieurs fichiers raster.
Concaténation
Regrouper l'ensemble des bandes spectrales qui nous intéressent dans un fichier unique.
Rééchantillonnage (Resampling)
Modifier la résolution spatiale des rasters en rééchantillonnant les pixels.
Utilisation des masques
Calculatrice raster
Réaliser des calcul mathématiques sur les valeurs des pixels de raster, par exemple pour créer des indices spectraux tels que le NDVI.
Reclassifier
Définir des règles pour attribuer des nouvelles valeurs aux pixels.
Photo interprétation
Reconstitution de la géométrie à partir d'une prise de vue (manuellement).
Classification par seuillage
Classification (clustering) non supervisée
K-means : L'algorithme regroupe les pixels en classes homogènes (K clusters) en fonction de la similarité de leurs valeurs. Le nombre de classes est défini par l'utilisateur.
- Les données dans un même cluster sont similaires.
- Les clusters eux-mêmes sont aussi différents que possible.
Classification supervisée
L'utilisateur fournit des exemples (données d'entraînement) pour chaque classe. 1. Données 2. Apprentissage 3. Classification 4. Validation (matrice de confusion)
Exemple de Random Forest :
Filtres morphologiques
- érosion
- dilatation
- ouverture
- fermeture