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Introduction Corrections radiométriques Fusion

Traitement d’images de télédétectionCorrections radiométriques

jordi.inglada@cesbio.cnes.fr

CENTRE D’ÉTUDES SPATIALES DE LA BIOSPHÈRE, TOULOUSE, FRANCE

Ce contenu est dérivé de la formation “Pragmatic Remote Sensing” dispensée par J. Inglada et E. Christophe enjuillet 2010 dans le cadre du colloque IGARSS. Il est mis à disposition selon les termes de la licence :

Creative Commons Paternité – Partage à l’Identique 3.0 non transcrit.

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Introduction Corrections radiométriques Fusion

Introduction

Objectifs

I Obtenir des mesures physiques à partir des images

6SI Nous utilisons le code de transfert radiatif :

http ://6s.ltdri.org/I Code bien testé et validéI Traduit automatiquement de Fortran à CI Encapsulation transparente dans l’OTB

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Introduction Corrections radiométriques Fusion CN vers Lum Lum vers Réf ToA vers ToC Adjacence

Les corrections radiométriques en 4 étapes

CN versLum

Lumvers Réfl

TOAversTOC

Adjacence

Enchaînement de filtresCompatible avec la notion de pipeline de l’OTB

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Introduction Corrections radiométriques Fusion CN vers Lum Lum vers Réf ToA vers ToC Adjacence

Outline

Corrections radiométriquesDu compte numérique vers la luminanceDe la luminance vers la réflectanceToA vers ToCEffets d’adjacence

Fusion

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Introduction Corrections radiométriques Fusion CN vers Lum Lum vers Réf ToA vers ToC Adjacence

Du compte numérique vers la luminance

Objectif

I Transformation du comte numérique enluminance

Utilisation deotb : :ImageToLuminanceImageFilterfilterImageToLuminance->SetAlpha(alpha) ;filterImageToLuminance->SetBeta(beta) ;

LkTOA =

X k

αk+ βk

I LkTOA est la

luminanceincidente (enW .m−2.sr−1.µm−1)

I Xk comtenumérique

I αk gaind’étalonnagepour la bande k

I βk biaisd’étalonnagepour la bande k

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Introduction Corrections radiométriques Fusion CN vers Lum Lum vers Réf ToA vers ToC Adjacence

Comment obtenir ces paramètres ?Méta-données

I Ces informations accompagnent souvent les images. . .I Mais le format des fichiers doit être connu !

A partir d’un fichier ASCII, ou à la main

VectorType alpha(nbOfComponent);alpha.Fill(0);std::ifstream fin;fin.open(filename);double dalpha(0.);for( unsigned int i=0 ; i < nbOfComponent ; i++){

fin >> dalpha;alpha[i] = dalpha;

}fin.close();

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Introduction Corrections radiométriques Fusion CN vers Lum Lum vers Réf ToA vers ToC Adjacence

Outline

Corrections radiométriquesDu compte numérique vers la luminanceDe la luminance vers la réflectanceToA vers ToCEffets d’adjacence

Fusion

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Introduction Corrections radiométriques Fusion CN vers Lum Lum vers Réf ToA vers ToC Adjacence

De la luminance vers la réflectance

Objectif

I Transformer la luminance enréflectance

Utilisation de otb : :LuminanceToReflectanceImageFilterfilterLumToRef->SetZenithalSolarAngle(zenithSolar);filterLumToRef-> SetDay(day);filterLumToRef-> SetMonth(month);filterLumToRef->SetSolarIllumination(solarIllumination);

ρkTOA =

π.LkTOA

EkS .cos(θS).d/d0

I rhokTOA réflectance

I θS angle solaire zénithal

I EkS éclairement solaire au

sommet de l’atmosphèreà une distance d0 de laTerre

I d/d0 rapport entre ladistance Terre-Soleil aumoment de l’acquisitionpar rapport à la moyenne

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Introduction Corrections radiométriques Fusion CN vers Lum Lum vers Réf ToA vers ToC Adjacence

Outline

Corrections radiométriquesDu compte numérique vers la luminanceDe la luminance vers la réflectanceToA vers ToCEffets d’adjacence

Fusion

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Introduction Corrections radiométriques Fusion CN vers Lum Lum vers Réf ToA vers ToC Adjacence

Du sommet de l’atmosphère au sol

Objectif

I Corriger les effets atmosphériques

ρunifS =

A1 + SxA A =

ρTOA − ρatm

T (µS).T (µV ).tallgasg

I ρTOA réflectance au sommet de l’atmosphèreI ρunif

S réflectance au sol sous hypothèse de surfacelambertienne et environnement uniforme

I ρatm réflectance intrinsèque de l’atmosphèreI tallgas

g albédo sphériqueI T (µS) transmittance vers le basI T (µV ) transmittance vers le haut

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Introduction Corrections radiométriques Fusion CN vers Lum Lum vers Réf ToA vers ToC Adjacence

Du sommet de l’atmosphère au sol

I Utilisation de otb::ReflectanceToSurfaceReflectanceImageFilterfilterToAtoToC->SetAtmosphericRadiativeTerms(correctionParameters);

I otb::AtmosphericCorrectionParametersTo6SAtmosphericRadiativeTermsparameters->SetSolarZenithalAngle();parameters->SetSolarAzimutalAngle();parameters->SetViewingZenithalAngle();parameters->SetViewingAzimutalAngle();parameters->SetMonth();parameters->SetDay();parameters->SetAtmosphericPressure();parameters->SetWaterVaporAmount();parameters->SetOzoneAmount();parameters->SetAerosolModel();parameters->SetAerosolOptical();

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Introduction Corrections radiométriques Fusion CN vers Lum Lum vers Réf ToA vers ToC Adjacence

Outline

Corrections radiométriquesDu compte numérique vers la luminanceDe la luminance vers la réflectanceToA vers ToCEffets d’adjacence

Fusion

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Introduction Corrections radiométriques Fusion CN vers Lum Lum vers Réf ToA vers ToC Adjacence

Effets d’adjacence

Objectif

I Corriger les effets de voisinage

Utilisation deotb::SurfaceAdjacencyEffect6SCorrectionSchemeFilterfilterAdjacency->SetAtmosphericRadiativeTerms();filterAdjacency->SetZenithalViewingAngle();filterAdjacency->SetWindowRadius();filterAdjacency->SetPixelSpacingInKilometers();

ρS =ρunif

S .T (µV )− < ρS > .td (µv )

exp(−δ/µv )

I ρunifS réflectance au sol

sous hypothèsed’environnementuniforme

I T (µV ) transmittance versle haut

I td(µS) transmittancediffuse vers le haut

I exp(−δ/µv )transmittance directevers le haut

I < ρS > proportion de lacontribution del’environnement à laréflectance du pixelobservé

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Introduction Corrections radiométriques Fusion CN vers Lum Lum vers Réf ToA vers ToC Adjacence

La main à la pâte

1. Monteverdi : Calibration→ Optical calibration2. Choisir une image3. Regarder les paramètres extraits des méta-données4. Appliquer la correction5. Comparer les différentes valeurs obtenues pour un même

pixel

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Introduction Corrections radiométriques Fusion

FusionAjouter du contenu spectral à une image à haute résolution

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Introduction Corrections radiométriques Fusion

La main à la pâte

1. Monteverdi : Ouvrir 2 images (Pan et XS) de mêmegéométrie

2. Monteverdi : Filtering→ Pan Sharpening