Imagerie de télédétection

Résumé

Un ouvrage qui couvre le cycle global d'utilisation des images de télédétection, depuis leur acquisition par différents capteurs jusqu'à leur exploitation dans diverses applications comme la surveillance des mouvements de la terre, en passant par les traitements qui leur sont appliqués.

Contributeur(s)
Éditeur(s)
- Hermès science publications
Date
- 2014
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (370 p.) ; 24 x 16 cm
Collections
- Traité IC2
Sujet(s)
- Télédétection
- Imagerie satellitaire
ISBN
- 978-2-7462-4580-8
Indice
- 55.7 Photogrammétrie, photo-interprétation, télédétection
Quatrième de couverture
- Traité Signal et Image
  Le traité signal et image répond au besoin de disposer d'un ensemble d'ouvrages de référence et de synthèse des connaissances et méthodes nécessaires à la maîtrise du traitement et de l'analyse des signaux et des images.
  Signal et image couvre les domaines suivants pour la composante Signal :
  
  Représentations, modélisation et décompositions des signaux
  
  Méthodes de traitements du signal élémentaires et avancées
  
  Méthodes d'optimisation, de décision et de reconnaissance basées sur les signaux
  
  Domaines couverts pour la composante Image :
  
  Traitement, analyse et interprétation des images
  
  Vision, perception
  
  Reconnaissance des formes
  
  Traitements des objets tridimensionnels
  
  Chaque ouvrage décrit aussi bien les aspects fondamentaux qu'expérimentaux. Une classification des différents chapitres contenus dans chacun, une bibliographie et un index détaillé orientent le lecteur vers ses points d'intérêt immédiats : celui-ci dispose ainsi d'un guide pour ses réflexions ou pour ses choix.
  Les savoirs, théories et méthodes rassemblés dans chaque ouvrage ont été choisis pour leur pertinence dans l'avancée des connaissances ou pour la qualité des résultats obtenus dans le cas d'expérimentations réelles.
Tables des matières
- - Imagerie de télédétection
  - Florence Tupin
  - Jean-Marie Nicolas
  - Jordi Inglada
  - Hermes Science
  - Lavoisier
  - Avant-propos19
  - Première partie. Systèmes, capteurs, acquisition21
  - Chapitre 1. Systèmes et contraintes23
  - Jean-Marie Nicolas
  - 1.1. Systèmes satellitaires23
  - 1.2. L'héritage de Kepler et de Newton23
  - 1.3. Les orbites quasi circulaires des satellites de télédétection26
  - 1.3.1. L'orbite dans le référentiel terrestre : cycle et phasage28
  - 1.3.2. Les effets de l'aplatissement de la Terre : la précession des orbites31
  - 1.3.3. Les orbites héliosynchrones32
  - 1.3.4. Le repérage des orbites34
  - 1.3.5. Les orbites en pratique et quelques orbites typiques36
  - 1.4. Principes d'acquisition des images et capteurs36
  - 1.4.1. Rayon perspectif en imagerie optique en visée verticale37
  - 1.4.2. Rayon perspectif en imagerie radar39
  - 1.4.3. Résolution et empreinte sol41
  - 1.4.3.1. Cas de l'imagerie optique41
  - 1.4.3.2. Cas de l'imagerie radar41
  - 1.4.3.3. Relations vérifiées par l'empreinte sol : cas de l'optique42
  - 1.4.3.4. Relations vérifiées par l'empreinte sol : cas du radar44
  - 1.4.4. La fauchée en imagerie satellitaire45
  - 1.4.5. Image par le mouvement47
  - 1.5. Résolution spectrale50
  - 1.5.1. Introduction50
  - 1.5.2. Contraintes technologiques50
  - 1.5.3. Etalonnage et corrections51
  - 1.5.4. Transmission des images51
  - Chapitre 2. Géométrie des images et recalage53
  - Jean-Marie Nicolas et Jordi Inglada
  - 2.1. L'image numérique et son échantillonnage53
  - 2.1.1. Echantillonnage de la fauchée53
  - 2.1.1.1. Cas de l'image optique53
  - 2.1.1.2. Cas de l'image radar55
  - 2.1.2. Les pixels en imagerie optique et en imagerie radar55
  - 2.2. Agilité des capteurs et angle d'incidence56
  - 2.2.1. Agilité des capteurs optiques56
  - 2.2.1.1. Premiers concepts d'agilité pour un capteur optique : SPOT56
  - 2.2.1.2. L'agilité des capteurs THR optique : exemple de Pléiades56
  - 2.2.2. Agilité des capteurs radar58
  - 2.2.3. Les effets de la variation d'incidence sur la taille de la case sol58
  - 2.2.4. Les conséquences de l'agilité60
  - 2.3. Géoréférencement des images de télédétection60
  - 2.3.1. De l'image à l'ortho-image60
  - 2.3.2. Les métaparamètres des images optiques THR62
  - 2.3.3. Niveaux des images64
  - 2.3.4. Spécificité des images radar (SAR)65
  - 2.4. Recalage d'images66
  - 2.4.1. Besoin du recalage d'images66
  - 2.4.2. Modélisation du problème66
  - 2.4.2.1. La mesure de similarité67
  - 2.4.2.2. La transformation géométrique69
  - 2.4.2.3. L'optimisation70
  - 2.5. Conclusion71
  - Chapitre 3. Physique de la mesure optique73
  - Olivier Hagolle
  - 3.1. Radiométrie73
  - 3.1.1. Energie, énergie spectrale, sensibilité spectrale, énergie équivalente74
  - 3.1.2. Le flux75
  - 3.1.3. L'éclairement75
  - 3.1.4. La luminance77
  - 3.1.5. Température et émissivité78
  - 3.1.6. Réflectance et albédo79
  - 3.1.7. Exemple d'utilisation des grandeurs80
  - 3.2. Etendue géométrique, sensibilité d'un instrument81
  - 3.2.1. Détecteur sur l'axe82
  - 3.2.2. Instrument à balayage mécanique83
  - 3.2.3. Instrument à balayage électronique83
  - 3.3. Effets atmosphériques84
  - 3.3.1. L'absorption85
  - 3.3.2. La diffusion85
  - 3.3.3. Transfert radiatif dans l'atmosphère86
  - 3.3.3.1. Absorption gazeuse88
  - 3.3.3.2. Trajets réfléchis par la surface terrestre (trajets 2, 3 et 4)88
  - 3.3.3.3. Trajet atmosphérique (trajet 1)90
  - 3.3.4. Ordres de grandeur des effets atmosphériques90
  - 3.4. Propriétés spectrales des surfaces91
  - 3.5. Propriétés directionnelles des surfaces94
  - 3.6. Aspects pratiques : produits, corrections atmosphériques, corrections directionnelles96
  - 3.6.1. Correction de l'absorption97
  - 3.6.2. Correction de la diffusion97
  - 3.6.2.1. La méthode du pixel sombre98
  - 3.6.2.2. La méthode spectrale98
  - 3.6.2.3. La méthode multitemporelle99
  - 3.6.2.4. Utilisation des effets d'environnement100
  - 3.6.3.Exemples de résultats de correction atmosphérique100
  - Chapitre 4. Physique de la mesure radar103
  - Jean-Claude Souyris
  - 4.1. Propagation et polarisation des ondes em103
  - 4.1.1. Propagation des ondes électromagnétiques103
  - 4.1.1.1. Les équations de Maxwell103
  - 4.1.1.2. Les équations constitutives104
  - 4.1.1.3. Les conditions aux limites105
  - 4.1.2. Polarisation des ondes électromagnétiques105
  - 4.1.2.1. Structure des ondes électromagnétiques dans le vide105
  - 4.1.2.2. Ellipse de polarisation106
  - 4.1.3. Les ondes partiellement polarisées110
  - 4.1.3.1. La matrice de cohérence111
  - 4.1.3.2. Le théorème de décomposition des ondes112
  - 4.1.3.3. Le degré de polarisation113
  - 4.1.4. Le groupe des matrices de Pauli et les paramètres de Stokes114
  - 4.2. Signatures radar116
  - 4.2.1. Equation radar - Surface équivalente radar (SER) d'une cible ponctuelle116
  - 4.2.2. Signature de cibles tendues - Le coefficient de rétrodiffusion (...)119
  - 4.3. Interaction des ondes et des surfaces naturelles, éléments de physique de la mesure radar120
  - 4.3.1. Introduction120
  - 4.3.2. Les diffusions de sols nus120
  - 4.3.2.1. Description de la surface120
  - 4.3.2.2. Le critère de Rayleigh122
  - 4.3.2.3. Calcul de la diffusion électromagnétique123
  - 4.3.2.4. Simulations et observations expérimentales125
  - 4.3.3. La diffusion des surfaces de mer127
  - 4.3.3.1. Tendances générales127
  - 4.3.3.2. Diffusiométrie radar sur les surfaces de mer128
  - 4.3.3.3. Comportement de la signature radar autour de 10°129
  - 4.3.4. Les diffusions de volume132
  - 4.3.5. Pénétration des ondes électromagnétiques134
  - 4.3.6. Les effets de pente sur la radiométrie136
  - 4.4. Etalonnage des images radar137
  - 4.5. Polarimétrie radar138
  - 4.5.1. Introduction138
  - 4.5.2. Principe de fonctionnement du radar polarimétrique139
  - Deuxième partie. Traitement et physique des données143
  - Chapitre 5. Techniques de traitement d'image pour la télédétection145
  - Florence Tupin, Jordi Inglada et Grégoire Mercier
  - 5.1. Introduction145
  - 5.2. Les statistiques des images146
  - 5.2.1. Statistiques des images optiques146
  - 5.2.2. Statistiques des données radar147
  - 5.3. Prétraitements148
  - 5.3.1. Echantillonnage et déconvolution148
  - 5.3.2. Débruitage149
  - 5.4. Segmentation d'images151
  - 5.4.1. Panorama des méthodes de segmentation151
  - 5.4.2. Méthodes MDL (Minimum Description Length)152
  - 5.4.3. Ligne de partage des eaux153
  - 5.4.4. Mean-shift155
  - 5.4.5. Détection de contours156
  - 5.5. Extraction d'informations157
  - 5.5.1. Détection de cibles ponctuelles en imagerie radar157
  - 5.5.2. Détection de points d'intérêt et descripteurs158
  - 5.5.3. Détection de réseaux159
  - 5.5.4. Détection et reconnaissance d'objets étendus159
  - 5.5.4.1. Introduction159
  - 5.5.4.2. Constitution d'une banque d'exemples étiquetés160
  - 5.5.4.3. Extraction de primitives sur les exemples160
  - 5.5.4.4. Sélection des primitives pertinentes160
  - 5.5.4.5. Apprentissage du modèle161
  - 5.5.5. Raisonnement spatial162
  - 5.6. Classification162
  - 5.6.1. Approches bayésiennes et optimisation162
  - 5.6.2. Séparateurs à vaste marge163
  - 5.6.3. Réseaux de neurones165
  - 5.7. Réduction de dimensionnalité166
  - 5.7.1. Motivation166
  - 5.7.2. Analyse en composantes principales167
  - 5.7.3. Autres méthodes linéaires167
  - 5.7.4. Méthodes non linéaires168
  - 5.7.5. Sélection des composantes168
  - 5.8. Fusion d'information169
  - 5.8.1. Fusion probabiliste170
  - 5.8.2. Fusion floue170
  - 5.8.3. Fusion crédibiliste172
  - 5.8.4. Fusion possibiliste173
  - 5.9. Conclusion173
  - Chapitre 6. Traitements de données optiques175
  - Devis Tuia
  - 6.1. Introduction175
  - 6.2. Pansharpening175
  - 6.2.1. Méthodes spectrales : projection-substitution177
  - 6.2.2. Méthodes de fusion multirésolution178
  - 6.3. Indices spectraux et spatiaux180
  - 6.3.1. Indices de végétation180
  - 6.3.2. Indices relatifs à l'eau181
  - 6.3.3. Indices relatifs aux propriétés des nuages182
  - 6.3.4. Texture des surfaces : occurrence et cooccurrence183
  - 6.3.5. Géométrie des surfaces : indices de morphologie en milieu urbain186
  - 6.4. Produits issus d'images optiques191
  - 6.4.1. Classification191
  - 6.4.2. Extraction de pixels purs194
  - 6.5. Conclusion198
  - Chapitre 7. Modèles et traitements du signal radar199
  - Florence Tupin, Jean-Marie Nicolas et Jean-Claude Souyris
  - 7.1. Le bruit de chatoiement et la statistique de l'image radar199
  - 7.1.1. Origine physique199
  - 7.1.2. Les statistiques du chatoiement pleinement développé200
  - 7.1.3. Le bruit de chatoiement dans les images multivues202
  - 7.1.4. Modélisation de la texture203
  - 7.1.5. Estimation du nombre de vues d'une image205
  - 7.2. Représentation des données polarimétriques206
  - 7.2.1. Formes canoniques de la matrice de rétrodiffusion206
  - 7.2.2. Prise en compte des mécanismes de dépolarisation207
  - 7.2.3. Statistiques des données polarimétriques209
  - 7.2.4. Analyse polarimétrique basée sur la matrice de cohérence210
  - 7.2.4.1. Entropie210
  - 7.2.4.2. Mécanisme de rétrodiffusion dominant/moyen211
  - 7.2.4.3. Exemples d'analyse d'images polarimétriques212
  - 7.2.5. Représentation synoptique de l'information polarimétrique213
  - 7.3. Interférométrie (InSAR) et interférométrie diffférentielle (D-InSAR)216
  - 7.3.1. Phase interférométrique216
  - 7.3.2. Statistiques des données interférométriques216
  - 7.4. Traitements des données SAR218
  - 7.5. Conclusion219
  - Troisième partie. Applications : mesures, extraction, combinaison et fusion d'informations221
  - Chapitre 8. Analyse de séries multitemporelles et détection de changements223
  - Grégoire Mercier et Florence Tupin
  - 8.1. Recalage, calibration et détection de changements223
  - 8.2. Détection de changements à partir de deux observations224
  - 8.2.1. Mesures de changements entre données homogènes225
  - 8.2.1.1. Données scalaires en imagerie optique226
  - 8.2.1.2. Données spectrales en imagerie optique226
  - 8.2.1.3. Données radar scalaires229
  - 8.2.1.4. Comparaison de distributions229
  - 8.2.1.5. Test d'hypothèses pour données avec modèle de distribution231
  - 8.2.1.6. Comparaison par extraction de descripteurs232
  - 8.2.2. Mesure de changements entre une image et une carte233
  - 8.2.3. Mesure de changements entre deux classifications233
  - 8.2.4. Mesure de changements entre deux images hétérogènes235
  - 8.3. Analyse de séries multitemporelles235
  - 8.3.1. Séries temporelles avec des données scalaires235
  - 8.3.2. Motifs dans les longues séries temporelles avec des données scalaires ou vectorielles237
  - 8.4. Conclusion239
  - Chapitre 9. Mesures de l'élévation241
  - Michel Roux, Olivier de Joinville, Florence Tupin et Jean-Marie Nicolas
  - 9.1. Stéréovision optique241
  - 9.1.1. Principe de la stéréoscopie241
  - 9.1.2. Géométrie épipolaire242
  - 9.1.2.1. Capteur matriciel242
  - 9.1.2.2. Capteur pushbroom244
  - 9.1.3. Recherche des points homologues244
  - 9.1.3.1. Mesures de similarité244
  - 9.1.3.2. Stratégies de recherche245
  - 9.1.3.3. Optimisation globale247
  - 9.1.4. Reconstruction de modèles numériques de terrain et d'élévation248
  - 9.1.5. Stéréoscopie multivues249
  - 9.1.5.1. Fusion de modèles numériques de surface249
  - 9.1.5.2. Fusion des courbes de corrélation250
  - 9.1.5.3. Approche volumique250
  - 9.2. Radargrammétrie252
  - 9.2.1. Aspects géométriques252
  - 9.2.2. Mise en correspondance256
  - 9.3. Interférométrie257
  - 9.3.1. Aspects géométriques257
  - 9.3.2. Franges topographiques258
  - 9.3.3. Franges orbitales260
  - 9.3.3.1. Altitude d'ambiguïté262
  - 9.3.3.2. Base critique263
  - 9.3.3.3. Les limites de l'interférométrie263
  - 9.3.4. Traitements des interférogrammes264
  - 9.4. La tomographie radar266
  - 9.5. Conclusion266
  - Chapitre 10. Mesures de déplacement269
  - Yajing Yan, Virginie Pinel, Flavien Vernier et Emmanuel Trouvé
  - 10.1. Introduction269
  - 10.2. Extraction de l'information de déplacement271
  - 10.2.1. Maximum de similarité272
  - 10.2.1.1. Cas général273
  - 10.2.1.2. Fonctions de similarité optique275
  - 10.2.1.3. Fonctions de similarité en imagerie SAR276
  - 10.2.1.4. Déplacement sous-pixelique279
  - 10.2.2. Interférométrie différentielle279
  - 10.2.2.1. Génération des interférogrammes différentiels281
  - 10.2.2.2. Filtrage et déroulement de franges282
  - 10.2.3. Corrections285
  - 10.3. Combinaision de mesures de déplacement288
  - 10.3.1. Analyse des séries temporelles288
  - 10.3.1.1. Approches PS (Permanent Scatterers)289
  - 10.3.1.2. Approche SBAS (Small base Subset)290
  - 10.3.2. Reconstruction du déplacement 3D293
  - 10.4. Conclusion299
  - Chapitre 11. Assimilation de données pour le suivi des surfaces continentales303
  - Lionel Jarlan et Gilles Boulet
  - 11.1. Introduction : intérêt de l'assimilation et définition303
  - 11.2. Concepts de base en assimilation de données306
  - 11.2.1. Eléments d'un système d'assimilation de données307
  - 11.2.1.1 La modélisation dynamique des surfaces naturelles307
  - 11.2.1.2. Les mesures satellites et l'opérateur d'observation309
  - 11.2.1.3. Les incertitudes310
  - 11.2.2. Notations et définitions311
  - 11.2.3. L'assimilation de données : un problème inverse314
  - 11.3. Les différentes approches315
  - 11.3.1. Petit historique et classification315
  - 11.3.2. Les méthodes séquentielles317
  - 11.3.2.1. Le Best Linear Unbiased Estimate (BLUE) et le filtre de Kalman317
  - 11.3.2.2. Le filtre de Kalman d'ensemble et le filtrage particulaire322
  - 11.3.3. Assimilation variationnelle325
  - 11.3.4. Identification de paramètres328
  - 11.4. L'assimilation dans les modèles de surface329
  - 11.4.1. L'humidité du sol329
  - 11.4.2. La température de surface330
  - 11.4.3. La végétation331
  - 11.5. L'assimilation de données en pratique331
  - 11.5.1. Problème surdéterminé, sous-déterminé, mal posé331
  - 11.5.2. Le critère d'ajustement332
  - 11.5.3. Le vecteur de contrôle ou d'analyse : observabilité et équifinalité333
  - 11.5.4. Paramètres algorithmiques : réduction du biais334
  - 11.5.5. Paramètres algorithmiques : estimation des erreurs335
  - 11.5.5.1. Erreur d'observation335
  - 11.5.5.2. Erreur d'ébauche336
  - 11.5.5.3. Erreur de modélisation337
  - 11.5.6. Paramètres algorithmiques : évaluation de la qualité de l'analyse338
  - 11.5.6.1. Validation avec des observations annexes338
  - 11.5.6.2. Distance aux données : innovations et résidus338
  - 11.5.6.3. Les incréments d'analyse339
  - 11.6. Perspectives340
  - Bibliographie341
  - Index367
Origine de la notice:
- Electre