Analyse ITC d’images aériennes
- Introduction
- Technologie propre aux capteurs aériens
- Besoins en images de l'analyse numérique
- Synergie avec le LiDAR
- Corrections de l’illumination et normalisation entre images aériennes
- Tests de courbes de correction BRDF spécifique sur deux lignes de vol
- Conclusion
Technologie propre aux capteurs aériens
La disponibilité d'images aériennes numériques augmente sans cesse due à une panoplie de capteurs aériens de bonne qualité et parce que ces images sont souvent acquises d'une manière systématique pour peupler des bases de données, facilitant ainsi leur achat subséquent (p.ex., les acquisitions d'images ADS40 de NorthWest Geomatics). De plus, la communauté responsable des inventaires forestiers (c-à-dire, les gouvernements provinciaux, les compagnies forestières) se dirige vers l'interprétation à l'écran, découvrant ainsi les bénéfices d'une compatibilité accrue aux SIGs et le plaisir d'une interprétation avec images multispectrales; tout en conservant un des bénéfices principaux du passé, celui d'une acquisition sous des conditions bien contrôlées par des contrats très spécifiques Malheureusement, l'utilisation de l'approche "à l'arbre près" (ITC) pour inventorier de grandes surfaces forestières à partir d'images aériennes (ou de lignes de vol) n'a toujours pas été encore complètement démontrée.
Dans le domaine de la télédétection, il y trois types bien connues de capteurs multispectraux satellitaires. Premièrement, les capteurs comme ceux de la série de satellites Landsat qui accumule les données pixel par pixel, utilisant un miroir oscillant qui balaie le champ de vision pour créer les lignes des images. Deuxièmement, les capteurs à barrette, du genre que l'on retrouve sur les satellites SPOT, qui captent une ligne d'image à la fois avec leur barrette de détecteurs CCD (Charge-Coupled Device). Troisièmement, les capteurs matriciels, comme IKONOS, QuickBird, etc., qui captent toute l'image d'un seul coup en utilisant un détecteur CCD matriciel par bande spectrale. Tous ces capteurs utilisent des prismes ou des filtres d'interférence à diffraction pour obtenir les données dans plusieurs bandes spectrales.
Ces images satellitaires ont en commun une acquisition faite à partir d'une altitude de l'ordre de 600-800 km, ce qui leur permet de couvrir des régions substantielles au sol à partir de lentilles couvrant de faibles angles de visée (2–3°). Comparé aux image aériennes, cela réduit grandement les pré-traitements nécessaires avant une analyse "à l'arbre près", car les objets (les arbres) sont essentiellement tous vus à partir du dessus (c.à-dire, ne penchant pas vers le coté) et, plus important encore, font généralement tous partis de la même image. Par contre, il faut quand même prendre note que certains capteurs satellitaires peuvent être pointer vers le coté, accroissant ainsi la probabilité d'une acquisition d'images, mais créant aussi des images ou les objets sont vues avec d'importants angles de visée.
Les capteurs satellitaires décrits ci-dessus sont tous l'achèvement de développements faits d'abord sur les capteurs aériens. Cette tendance se maintient, quoique principalement hors du Canada maintenant. Par exemples, la série Deadulus de capteurs aériens était du même type que les capteurs du Landsat, alors que les capteurs MEIS, DMZ et Leica, pour n'en nommer que quelques-uns, sont tous faits à partir de barrettes de détecteurs CCD. En plus d'utiliser plusieurs barrettes pour acquérir les données multispectrales au nadir, plusieurs de ces capteurs offrent les mëmes capacités d'acquisition vers l'avant et vers l'arrière, créant ainsi des paires stéréoscopiques multispectrales pour l'approche traditionnelle par interprétation (maintenant fait sur écrans d'ordinateur). Le Casi est essentiellement un capteur hyperspectral qui peut être utilisé en mode multispectrale, mais produisant plus de bandes spectrales que les omniprésentes bandes habituelles (pIR, R V, B). Certains capteurs, comme ceux de Kodak ou Applanix, utilisent des détecteurs CCD matriciels, avec ou sans la capacité de produire des paires stéréoscopiques. D'autres capteurs sont encore plus sophistiqués. Des exemples de capteurs aériens et satellitaires sont donnés au Tableau 1.
| Type de capteurs | Exemples |
|---|---|
| Scanneur mécanique (miroir oscillant, un pixel) | Landsat, Deadalus |
| Capteurs à barrette de détecteurs (une ligne) | MEIS, ADS40(v1,v2) , SPOT |
| Capteurs à matrice de détecteurs (2 dimensions) | Kodak, DMC, Applanix, ALTM |
| Capteurs à matrice avec rehaussement panchro | IKONOS, QuickBird, … |
| Capteurs à barrette large (plusieurs lignes) | M7VI (v1, v2, v3) sensors |
| Autres (synchronisation dans le temps) | Vexcel UltraCam |
Le capteur UltraCam de Vexcel utilise un système sophistiqué pour acquérir son image panchromatique par sections déphasées dans le temps, tout en obtenant ses images multispectrales à partir d'un détecteur matriciel pour chaque bande. Il doit donc reconstruire l'image panchromatique à partir de toutes ces sections en se fiant à la corrélation qui existe entre des parties d'images qui se chevauchent, pour créer une seule scène panchromatique de haute définition. Plusieurs lentilles étant impliquées, les corrections telles celles pour les effets de vignette deviennent très compliquées. Les sections de ce qui est souvent considéré comme une seule et même image panchromatique peuvent être avoir des écarts spectrales les unes par rapport aux autres. Étant donnée qu'une technique de rehaussement basée sur la bande panchromatique permet de produire les images multispectrales à haute définition, ces écarts vont se retrouvés sur ces dernières.
Par contre, le capteur de M7VI utilise un approche entre l'acquisition matricielle d'une scène complète et l'acquisition ligne par ligne par barrettes de détecteurs. Il peut être considéré comme une barrette large qui acquière plusieurs centaines de lignes à la fois, mais livre de long corridor de données apparamment similaire aux autres capteurs à barrettes. De plus, jusqu'à cinq caméras (donc cinq lentilles) sont utilisées en parallèle pour créer un corridor plus large. Tout cela produit beaucoup de discontinuités dans l'image, et cela, dans les deux directions.
N.B.: La technique de rehaussement spatiale basée sur la bande panchromatique, que celle-ci provienne d'un capteur satellitaire ou aérien, que le rehaussement soit fait en temps réel à même le capteur ou au sol après l'acquisition, peut porter à confusion. Il est important de garder en tête que les données multispectrales furent acquises à une définition plus faible (souvent par un facteur de quatre) et que cela va affecter la délinéation des cimes, et de façon plus importante, la reconnaissance des essences. En effet, les pixels multispectraux qui selon toute apparence sont à l'intérieur d'une cime ont quand même une valeur qui est affectée par ce qui se trouve autour de la cime, que se soit de l'ombre, une autre cime, ou de la végétation ou du matériel sous-jacent.
Statut du projet
- En cours