Simulation d'images d'un futur imageur multispectral géostationaire dédié à la couleur de l'eau : étude de l'influence des angles d'observation et d'éclairement sur la luminance mesurée et sur l'erreur d'estimation en chlorophylle

• Main Author: Lei, Manchun
• Language: fra
• Published: Université de Bourgogne 2011
• Subjects: [INFO:INFO_OH] Computer Science/Other; [INFO:INFO_OH] Informatique/Autre; [SPI:OTHER] Engineering Sciences/Other; [SPI:OTHER] Sciences de l'ingénieur/Autre; Simulation d'images; Imageur géostationnaire; Télédétection; Couleur de l'eau; Transfert radiatif; Optique marine; Estimation en chlorophylle
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00728820; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/72/88/20/PDF/these_A_LEI_Manchun_2011.pdf

Les progrès effectués dans le domaine des instruments optiques permettent d'envisager désormais de placer des capteurs à moyenne résolution spatiale et haute résolution spectrale sur des orbites géostationnaires ce qui permettrait d'observer la Terre à la fois avec une moyenne résolution spatiale, une bonne résolution spectrale et une haute résolution temporelle, ce que ne permettent pas les satellites héliosynchrones. L'objectif de cette thèse est donc de simuler les images en luminance qui seraient acquises par un capteur géostationnaire hypothétique dédié à l'observation de la couleur de l'océan, afin de caractériser les images qui seraient acquises, de spécifier les futurs instruments et de valider des algorithmes de traitement sur des images réalistes. Pour parvenir à simuler les luminances spectrales qui seraient mesurées par le capteur, nous avons combiné les modèles de transfert radiatif directs de l'eau (Hydrolight) et de l'atmosphère (MODTRAN). Les données d'entrée d'Hydrolight ont été déduites des données provenant des cartes climatologiques de GlobColour (chlorophylle, matières minérales et organiques en suspension) pour simuler des images de couverture globale (Global Area Coverage) d'un capteur géostationnaire à basse résolution spatiale, moyenne résolution spectrale et haute résolution temporelle. L'analyse de ces images permet de déterminer la gamme de luminances pour chaque bande spectrale et pour différentes acquisitions au cours de la journée. Les résultats indiquent aussi les limites angulaires pour éviter le phénomène du sunglint et pour assurer un niveau minimum de luminance provenant de l'eau, contenu dans le signal mesuré. Les images en luminance ainsi simulées ont permis d'évaluer aussi la performance d'un algorithme d'estimation de concentration en chlorophylle de rapport de bandes dans les eaux au large. Les résultats montrent que l'erreur d'estimation est moyennement sensible aux angles d'observation et d'éclairement, importants dans les images géostationnaires.