Dfinitions

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Définitions
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La télédétection

• Domaine scientifique et technique dont le but
  est lacquisition dinformations sur
  lenvironnement terrestre par le biais de mesures
  du rayonnement électromagnétique provenant des
  objets. Les mesures sont prises par des appareils
  spécialisés, les capteurs, à bord des
  plates-formes aériennes ou spatiales.

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(No Transcript)
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Principes physiques
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Le RÉM bref rappel
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Le RÉM

• Forme dénergie dynamique générée par une source
• Se propageant à la vitesse de la lumière
• (300 000 km/sec dans le vide)

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Théorie classique

• Toute perturbation dun champ électrique (ou dun
  champ magnétique) génère du RÉM qui se propage
  sous forme dondes ÉM

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Les paramètres du RÉM
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Les objets et leur RÉM

• Émission due à des processus internes (ex.
  agitation thermique, radioactivité)
• Réflexion, diffusion

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Le RÉM couvre un très large spectre
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Longueurs dondes kilométriques à métriques
ondes radio
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Longueurs dondes métriques à millimétriques
micro-ondes
La nomenclature des bandes K, X, S, L, P provient
dun code secret pendant la IIe guerre mondiale,
et lordre K-X-S-L-P était parfois mémorisé par
la phrase King Xerxes Seduced Lovely Princesses
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Longueurs dondes micrométriques à
sub-micrométriques infrarouge au visible
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Longueurs dondes sub-micrométriques à
picométriques UV , rayons-X, rayons-gamma
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Tout le spectre nest pas disponible pour la
télédétection
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Les zones spectrales dintérêt

• Le visible (0,4-0,7 ?m)
• Le PIR (0,7-1,1 ?m)
• LIROC (1,1-3 ?m)
• LIRT (8-14 ?m)
• Les micro-ondes (3cm 30 cm)

Partie optique
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Le RÉM capté à distance

• Des capteurs passifs du rayonnement solaire
  réfléchi par les objets dans le VIS, PIR et IROC
  (jour)
• Des capteurs passifs du rayonnement émis par les
  objets dans le IRT (journuit)
• Des capteurs actifs (radars) du rayonnement
  micro-ondes diffusé par les objets (journuit)

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Quest-ce que le capteur mesure au juste?

• Lénergie du rayonnement ÉM provenant dun objet
  à une longueur donde (ou un intervalle de
  longueurs donde) donnée
• Puisque chaque mesure dure un certain moment nous
  parlons plutôt du flux mesuré
• Flux Energie/unité de temps (Watts)

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Le postulat de la télédétection

• Chaque objet réfléchi ou émet des quantités du
  RÉM qui lui sont propres puisque ses propriétés
  physico-chimiques diffèrent des celles des autres
  objets
• Pour augmenter les capacités de distinction des
  objets et faciliter lextraction dune
  information géographique utile et pertinente nous
  avons souvent recours à des mesures multiples

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La mesure en simultané du flux à différentes
longueurs donde importante source
dinformation
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La mesure du flux en simultané selon différentes
polarisations importante source dinformations
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La mesure du flux en quasi simultané selon
différents directions de vue importante source
dinformations
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La mesure du flux à des moments différents
importante source dinformations
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Acquisition dune image numérique
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Double échantillonnage du RÉM spatial
électronique
255
108
Capteur
objet
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0
Convertisseur Analogue/Digital
Voltage variable dans le temps (ligne de
balayage)
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Échantillonnage spatial
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Les images dynamiques (balayage)
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Les images instantanées
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Échantillonnage électronique
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Le résultat de ce double échantillonnage image
numérique
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Échelle de perception du territoire
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Une image numérique de télédétection nest quun
tableau de nombre entiers qui représentent la
quantité du rayonnement électromagnétique
réfléchi ou émis des objets. Nous pouvons la
visualiser comme une image standard et lanalyser
par ordinateur
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Une image numérique

• Les valeurs numériques sont des entiers (par
  conventioncodage) toujours positifs

Lunité de base le bit / Deux états possibles 0
ou 1
Un octet ou 8 bits (byte)
2 octets ou 16 bits
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(No Transcript)
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Une image numérique

• Le code binaire un nombre entier positif est
  formé en assignant à chaque bit dun groupe (1
  octet, 2 octets, ) une puissance de 2

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0 1 0 1 1 1 0 1
256 (28) valeurs possibles 0-255
64 16 8 4 1 93
En 16 bits donc 216 (65536) valeurs possibles
0-65535
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Une image numérique

• Le code binaire au cours de divers traitement
  léchelle originale peut être transformée à une
  échelle avec des entiers positifs et négatifs
  ou des réels. Exemple dun système  valeur
  absolue et signe , le nombre entier est formée
  en assignant à chaque bit dun groupe moins 1 bit
  (1 octet, 2 octets, ) une puissance de 2, le
  dernier bit 0positif 1négatif

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0 1 0 1 0 0 0 0
valeurs possibles -127 à 127
64 16 90
1 1 0 1 0 0 0 0
1 64 16 - 90
Donc 16 bits avec signe valeurs possibles -
32767 à 32767
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(No Transcript)
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Une image multi-composantes contiennent plus
dune matrice, chacune représentant une propriété
différente du rayonnement électromagnétique.
Nous pouvons en choisir 3 et les visualiser en
simultané comme une image couleur ou analyser
lensemble par ordinateur
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Les images sont acquises par avion
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Ou par satellite automatique
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Satellites à orbite basse
Lorsque le satellite orbite entre 300 km et 1000
km environ de la surface de la Terre. Puisque ils
orbitent si proche de la Terre , ils doivent
avoir une très grande vitesse afin de contrer la
force de lattraction terrestre. Ces satellites
ont une vitesse au sol de 27 359 km/h! Ils
complètent alors un tour autour de la Terre en 90
minutes. Un tel satellite à cause de sa
proximité de la Terre fournit des images à haute
définition.
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Le plan orbital dun satellite à orbite basse ne
peut pas être équatorial. Il y a toujours un
angle entre ces deux plans que lon appelle
linclinaison de lorbite
Selon cette inclinaison un capteur à bord dun
satellite, en profitant du mouvement de la Terre,
peut couvrir des territoires jusquà une certaine
latitude de part et dautre de léquateur
(amplitude zonale)
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La trace au sol
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(No Transcript)
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Orbites polaires héliosynchrones les plus
intéressantes
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Dawn-Dusk Sun Synchronous Orbit
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(No Transcript)
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Segments dune orbite Ascendant/Descendant
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(No Transcript)
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Orbite équatoriale géostationnaire ou
géosynchrone (de geo Terre stationnaire qui
reste immobile ou synchrone qui a lieu en même
temps). Le plan orbital coïncide avec le plan
équatorial de la Terre. Laltitude du satellite
est à 36 000 km environ de la Terre. À cette
distance, le satellite complète une révolution
autour de la Terre à 24 heures. Puisque la Terre
compète aussi une révolution autour de son axe à
24 heures, le satellite et la Terre meuvent
ensemble (doù le nom géosynchrone). Ainsi, un
tel satellite reste toujours directement
au-dessus du même territoire (doù le nom
géostationnaire).
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Exemple de la couverture obtenue par un capteur
optique à bord dun satellite géostationnaire
GOES-8
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Télémétrie
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QUANTITÉ DÉNERGIE REÇUE
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(No Transcript)
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Les images du rayonnement solaire réfléchi

• Selon la sensibilité spectrale du ou des
  détecteurs employés par le capteur
• Images panchromatiques type 1 (0,45-0,7 ?m)
• Images panchromatiques type 2 (0,45-0,9 ?m)
• Images multispectrales VIS-PIR-IRCO une dizaine
  de bandes spectrales différentes
• Images hyperspectrales VIS-PIR-IRCO une
  soixantaine, voire même, deux centaines des
  bandes spectrales différentes

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Les images du rayonnement solaire réfléchi
quelques exemples

• Panchromatiques
• Type 1 SPOT-4 Type 2 Landsat-7
  ETM8

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Les images du rayonnement solaire réfléchi
quelques exemples

• Multispectrales
• Rouge Vert
  PIR

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Les images du rayonnement solaire réfléchi
quelques exemples

• Hyperspectrales

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Les images du rayonnement émis (thermographies
IR)

• rayonnement émis par un élément au sol (agitation
  thermique)
• Rayonnement émis atmosphère rayonnement reçu
  par le capteur
• Rayonnement reçu sensibilité spectrale du
  détecteur photons absorbés par le détecteur
  signal électrique
• Signal électrique amplifié conversion
  analogique-numérique Valeur numérique
  correspondant à lélément au sol

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Les images du rayonnement émis

• rayonnement émis par un élément au sol

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Les images du rayonnement émis

• Images mono-spectrales
• Images multi-spectrales

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Les images du rayonnement émis exemples
Mono-spectrale Landsat-7 ETM6
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Les images du rayonnement émis exemples
ASTER VIS IRT

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Les images radars

• Impulsion micro-ondes (fréquencepolarisation)
  rayonnement reçu au niveau dun élément au sol
• Sol diffusion du rayonnement reçu
• Réception du rayonnement diffusé (polarisation de
  réception peut être différente de la polarisation
  démission)
• Génération dun signal électrique amplifié
  séparation du signal en deux composantes (en
  phase quadrature de phase)
• conversion analogique-numérique de chaque
  composante valeurs numériques brutes
• Traitements des deux composantes numériques
  brutes génération dune image radar
• Usage des données brutes interférométrie

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Les images radars

• Micro-géométrie (comparativement à la longueur de
  londe)
• Propriétés électriques
• Profondeur de pénétration dans le sol etc. etc.

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Les images radars

• Micro-géométrie (comparativement à la longueur de
  londe)
• Propriétés électriques
• Profondeur de pénétration dans le sol etc. etc.

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Les images radars

• Images mono-fréquence et mono-polarisation
• Images mono-fréquence et multi-polarisations
• Images multi-fréquences et multi-polarisations

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Les images radars exemples

• Mono-fréquence (bande K) et mono-polarisation

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Les images radars exemples
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Les images radars exemples
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Les images radar exemples
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Principes mathématiques

• Modélisation et Inversion du signal
• Morphologie mathématique
• La logique et les ensembles flous
• La décomposition du signal
• La théorie de la décision

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Limage comme objet mathématique la cartographie
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Les traits caractéristiques
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Problématique
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Problématique
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Problématique
78
Problématique
79
Problématique
80
Problématique
81
(No Transcript)
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x2
A
x1
x2
B
x1
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Extraction de la rivière par seuillage
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Quelques exemples de discrimination de la forêt
de son milieu environnant algorithme de
seuillage par relaxation
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Sx
Sy
c) Magnitude et angle dorientation du gradient
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(No Transcript)
87
.
88
(No Transcript)
89
(No Transcript)
90
(No Transcript)
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(No Transcript)
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FFT partie réelle/partie imaginaire
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FFT partie magnitude/phase
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Filtrage PCI
MASQUE UTILISATEUR
Butterworth (passe bas ou passe haut) Gaussien
(pb ou ph)
FRÉQUENCE DE COUPURE
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FFT filtre wedge
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FFT-inverse
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(No Transcript)
98
(No Transcript)
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Filtre passe-bas Gaussien (FC0,0625)
100
(No Transcript)