AMJG Initiation télédétection_16Juin2012.ppsx
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Formation
Initiations la Tldtection Spatiale
Juin 2012
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Prsentation de lAMJG
www.amjgistes.org
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Objectifs
Organiser etparticiper Publier
Contribuer
et collaborer
Inventorier les
spcialistes
Entreprendre
coordonner
Formation
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Mohamed MASTERE
Prsident
My Rachid HAMIDINE
Vice - Prsident
El Mehdi GUELZIM
Secrtaire gnral
Mohamed EL BOUHMI
Conseiller
Manare ADNANI
Trsorire
Med NEHMADOU
Vice S. Gnral
Bureau excutif
Aniss MOUMEN
Vice - Prsident
Ayoub AMRANI
Conseiller
Amel BARICH
Conseillre
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Programme de la journePartie I: Concepts de base
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Dfinition et principe de base
Une dfinition parmi dautres :
Ensemble des connaissances et techniques utilisespour dterminer des caractristiques physiques etbiologiques dobjets par des mesures effectues distance, sans contact matriel avec ceux-ci. Source : Dictionnaire des termes normaliss des sciences et techniques (JO)
De faon plus restrictive le terme se rapporte ladtection, la mesure ou lacquisitions dinformations surun objet ou un phnomne par lintermdiaire dondeslectromagntiques
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Principe de base
Mesure des proprits dun rayonnement lectromagntique(REM) mis par un objet ou issu de linteraction entre un REM mis par une source et une cible
Tldtection = englobe lensemble du processus : capter lnergiedun REM mise ou rflchie application
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Bases physiques :
Le rayonnement lectromagntique REM = phnomne qui perturbe les champs lectriques et magntiques.
Lumire (= REM visible par lil humain), ondes radio, rayons X
Modlis par flux de photons associ une onde lectromagntique
Analyse spectrale : onde = ondes monochromatiques (,)
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Le spectre lectromagntique
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La source dnergie
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Le comportement des cibles
Diffusion = rayonnement dvi dans de multiples directions Se produit linterface entre 2 milieux, o lors de la traverse dun milieu Dpend du rapport entre et la taille de lobstacle ou la rugosit de sa surface
Importante en tldtection arospatiale : REM qui traverselatmosphre est modifi !
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La rfraction : Indice de rfraction diminue quand augumente
=> arc en ciel = lumire rfracte + rflchie par desgouttes deau
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La rflexion la surface dune cible
Elle dpend du rapport entre et les irrgularits de lasurface.
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Les systmes de mesure :
Capteurs Capteur = instrument qui recueille de l'nergie radiative provenant de
la scne vise et dlivre un signal lectrique correspondant mesurable
Plate-forme ou Vecteur = vhicule sur lequel sont embarqus les
capteurs Vhicule arien, spatial ou terrestre
Plate-formes classes en fonction de laltitude laquelle elles voluent
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Plates-formes
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Plate-forme satellitaire
Un satellite comprend : La charge utile = permet de remplir la mission pour laquelle il a t
conu
La plate-forme interface avec le lanceur gnration et stockage de l'nergie, contrle de l'attitude du satellite et de son Orbite
Liaisons avec le sol Embarquement des charges utiles
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Perturbations atmosphriques
Diffusion Transformation du rayonnement (25 % de diffusion) Plus forte dans le bleu
Absorption Absorption de lnergie par les grosses molcules de latmosphre (O3,
H2O, CO2)
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Longueurs dondes utilises :
Les fentres atmosphriques Absorption du rayonnement solaire
O3 absorbe les UV CO2 absorbe IRT = effet de serre
Fentres atmosphriques
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Types de capteurs
Passifs / Actifs :
Diffrentes mesures : Luminance (intensit rayonnement) => image optique, IRT Une temps de parcours => distance => lvation Effet doppler => vitesse Fluorescence
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Types de capteurs
Capteur imageur / non imageur Imageur = tout dispositif de dtection pouvant produire des
images.
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Les capteurs imageurs passifs
2 grands types en tldtection passive:
Les systmes photographiques analogiques :
Films sensibles au REM dveloppspositif - diapo ou ngatif - papier photo
Visible (Couleur Naturelle et Panchromatique (N&B)), Proche infra rouge Scannage - images numriques
Les radiomtres imageurs passifs : REM - signal lectrique stock sur un support numrique. De lUV visible l'infrarouge lointain Imageurs : balayage, barrette ou matrice de dtecteurs.
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Types de radiomtres imageurs
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Radiomtre imageur et image
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Transmission des donnes depuis
un satellite Avion : recueil au sol Satellite => transmission une station de rception
En direct si une station de rception est en visibilit et programme
Via satellites de communication En diffr aprs stockage
Transmission par ondes lectromagntiques Antennes parabolique pour une meilleure rception des signaux
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Les capteurs radar
Radio Detection And Ranging Le radar = systme actif dans les hyperfrquences (ondes radio, micro
ondes)
Transparence de latmosphre, Jour & nuit
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Capteur LiDAR
LiDAR (Light Detection And Ranging) = technologie d'observationbase sur l'mission-rception dun faisceau Laser
Les LiDAR Doppler : bas sur leffet doppler => vitesse, vibromtrie Differential absorption LiDAR (DIAL) => caractristiques atmosphre Fluorescence => dtection et quantification de molcules particulires
(chlorophylle, nappes d'huile marines)
Range finder = tlmtres => mesure distance
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Exemple dimages optiques
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La rsolution en Tldtection:
La Rsolution Spatiale
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Basse rsolution spatiale
Fauche large NOAA 1.1 km au nadir - 4 km au bord de limage fauche
4000 km Vgtation pixel 1.15 km constant -> fauche 2250 km
Forte rptitivit temporelle NOAA 4 images par jour Vgtation 1 image par jour
Forte perturbations radiomtriques
Angle de vise varie de 0 55 (NOAA) Recouvrement entre pixels (NOAA)
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Haute rsolution spatiale exemple :
SPOT
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Trs haute rsolution spatiale :
exemple Quickbird
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Haute et trs haute rsolution
spatiale Haute rsolution spatiale - Fauche moyenne
SPOT pixel 10 m au nadir (5 m en N&B) fauche 60 km
LANDSAT TM pixel 30 m (15 m en N&B) fauche 180 km Trs haute rsolution spatiale
IKONOS 4 m au nadir (1 m en N&B) fauche 11 km QUICKBIRD 2,4 m au nadir (0,6 m en N&B) fauche 11 km GEOEYE 1.65 m au nadir (0.41 m en N&B) fauche 15,2 km venir PLEIADES (0.7 m en N&B)
Perturbations radiomtriques Angle de vise sensiblement constant sur la scne
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Trs haute rsolution spatiale :
Photos ariennesImages numriques:
Rsolution fonction du capteur etde laltitude de vol
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Trs haute rsolution spatiale :
Photo drone
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Trs haute rsolution spatiale :
Photos ariennes
Images argentiques:
Rsolution fonction du scanneret limite par le grain delmulsion
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Quelle rsolution spatiale choisir ?
Compromis entre taille du pixel et tendue NOAA 1 km 4000 km
SPOT 10 m 60 km
QUICKBIRD 2.5 m 16.5 km Arien 0.50 cm 4km
Drone 0.10 cm 200 m
Etendue - > Zone dtude Pays, dpartement, commune, parcelle
Taille du pixel -> chelle de travail
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rsolution spatiale et chelle de
travail
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La rsolution spectrale
Correspond aux nombres de canaux pour un pixel donn Exemple SPOT Panchromatique : 1 canal [0,51m-0,73m]
SPOT XI : 4 canaux
XS 1 : Vert [0,50-0,59m],
XS 2: Rouge [0,61-0,68m],
XS 3: PIR [0,79-0,89m],
XS 4 : MIR [1,58-1,75 m]
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La rsolution temporelle
Rptitivit : frquence des tentatives d'acquisitiond'images sur une rgion donne Arien : selon la disponibilit de l avion
SPOT : entre 2,5 et 26 jours RS-1C : entre 5 et 24 jours Landsat MSS-TM : 16 jours Formosat, Ven s : 1 2 jours NOAA : 4 fois par jour
Facteurs limitants : Couverture nuageuse Conflits de programmation (SPOT, IRS)
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SPOT - orbite et traces
lorbite : inclinaison :
98 altitude : 830
km priode 101
mn
les traces : 369
rvolutions rptitivit :
26 j
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Caractristiques de rsolutions de
quelques satellites
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Les Bases du Traitement dImage
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Le plan image : une structure
matricielle
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Structure dune image
Une image = n plans = n bandes spectrales
Un grand nombre de valeurs : 9 millions de pixels pour unplan SPOT => traitements numriques
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Traitement et analyse dimage
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Objectifs
Lien entre CN et objets physiques Mise en correspondance gomtrique Donner un sens thmatique linformation numrique
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Objectifs
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Prtraitements gomtriques
Passer dun rfrentiel image un rfrentiel carte (ou unautre rfrentiel image) Corrections lies au
Capteur Gomtrie de prise de vue
Relief
Attitude du satellite
Gnralement raliss en premier couplage avec dautresdonnes
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Pour corriger : Effets lis au capteur : diffrents capteurs,
volution des coefficients de calibration,problmes de calibration Effets lis latmosphre : diffrentes dates et
conditions atmosphriques
Effets topographiques et de rflectancedirectionnelle
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Les prtraitements radiomtriques
Les corrections radiomtriques permettent de remonter auxproprits physiques des cibles CN => Luminance au sommet de latmosphre Luminance => Rflectance
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Combinaisons de bandes
spectrales Approches physiques : Les indices reposent sur la
diffrence de comportement des objets selon les plagesspectrales (surtout entre le visible et le PIR)
Lindice de brillance Lindice de vgtation Autres indices
Approches statistiques
Analyse en composantes principales Dcorrlation de canaux Tasseled cap
Vgtation verte
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Vgtation verte
Lindice de vgtation
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FIN
Des Questions?
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Pause caf
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Programme de la journe
Partie II: Avec ERDAS IMAGIN
Introduction ERDAS Imagine
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Introduction ERDAS Imagine Il sagit dun des premiers programmes commerciaux
les plus puissants de traitement dimages Procdures standard prdfinies :- Dtections danomalies
- Recherche de matriaux particuliers
- Cartographie de matriaux slectionns par lutilisateur- Identification de matriaux spcifiques
Construction de donnes utilisables par la plus part desprogrammes SIG
Quest ce que ERDAS Imagin? / What is ERDAS Imagine?
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Quest ce que ERDAS Imagin? / What is ERDAS Imagine?
ERDAS Imagine permet de travailler et de
produire des donnes Raster et vecteur Malgr quil soit connu essentiellement par
sa performance dans le domaine de
traitement dimages
ERDAS Imagin: fonctionalits de base
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ERDAS Imagin: fonctionalits de base
On utilise le visualisateur classique Viewer pour diter et explorer aussi bien les donnesraster que vecteur, tout en permettant damliorer la qualit visuelle de celles-ci.
Chaque Viewer dispose dun menu part entire, ddi lexploration de la couchedinformation.
ERDAS Imagin: fonctionalits de base
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ERDAS Imagin: fonctionalits de base
ERDAS Imagin: fonctionalits de base
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Import et export dun trs grand nombre dedonnes raster et vecteur sous plusieurs formats..
ERDAS Imagin: fonctionalits de base
ERDAS Imagin: fonctionalits de base
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Prparez votre image lanalyse...
ERDAS Imagin: fonctionalits de base
Un aperu sur le Package de base
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Un aperu sur le Package de base
Raliser et diterdes cartes
Panoplie doutils etmodles pretablispour lanalyse et le
traitement dedonnes images et
vecteurs
Le Help pourlorganisation et lastructuration des
images
Package de basecontenant des
outils declassification non
supervise
Un aperu sur le Packag de avanc
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Un aperu sur le Packag de avanc
The Advanced package includes the Basic package
Package de base
Outils avancs declassification supervise
Fonctionalit avances etautomatises danalyse et
modlisation spatiale
Outils en plus
Outils avancs
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Outils avancs
Boite outilsddie autraitement des
donnes vectorielles
Module spcialis detraitement Radar.
Outils de visualisation 3D etde drappage de donnes
Module spcialis
dorthorectification
Outils de traitementsphotogrammtriques
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Prise en main
Introduction au visualisateur Les bouttons daide
Rglages des prfrences
Le Viewer
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Le Viewer
Button Help
Opening an image Open dialog box Raster Options
Clear Display
Band Combination
Zooming and Panning Opening and Viewing
Multiple Layered Images Geolinking
I i l B tt d id
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Imagine les Bouttons daide
Info bar
Current cursorlocation andimage projection
information.
Moving the mouse over(without clicking) anybutton or object inImagine will cause a
descriptive help-tip tobe displayed in the infobar.
This is a good way tolearn (or recall) what
the buttons do in anyImagine program.
Editer une image
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Editer une image
Opening an image Open Dialog Box Navigate and select the
appropriate image
Raster Options
Clear Display/Fit to Frame
Band Combinations
Affichage dune image
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Affichage d une image
Zooming Tools On the Viewers toolbar Magnify tools-- Click-and-drag
to/from an specific place in theimage
Right-click for context menu
Or use the zoom-by tools
Survoler une image
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Survoler une image
Panning Panning Tools From the Viewer
Hand Tool, click-and-drag topan
Slider bars, click-and-drag theslider bars
Superposer deux images
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Superposer deux images
Opening and ViewingMultiple Layers Dont Clear the Display Arrange Layers
Imagine Introduction to the Viewer
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Imagine Introduction to the Viewer
GeolinkingViewers Open two or
more Viewers Right-click and
choose Geo.
Link/Unlink Click in the
Viewer to Link
Rglage des prfrences
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Rglage des prfrences
Set User Preferences
Helpful to set and savepreferences for a newproject
There are a great number
of User Preferences thatyou can set
Excercie
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Excercie
Dcoupage dune zone dintrt, Classification supervise Superposition ou drappage Gorfrencement (temps)
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Dcoupage dune zone dintrt
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Classification supervise
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Gorfrencement
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Pause djeun
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FormationInitiations la Tldtection Spatiale
Juin 2012
Programme de la journe
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Programme de la journe
Partie II: Avec ENVI
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Juin 2012
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Programme de la journe
Partie IV: Avec les Open source
Plan
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Plan
Partie 1 : Introduction
Partie 2 : Outils OS pour la tldtection Partie 3 : Cas dexemple Multispec
Lintrt
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o Mapinfo : 2 590 /HT + 600 /HT de maintenance par ano Geoconcept : 4 800 /HT + 474 /HT de maintenance par ano ArcView : 2168 /HT + 540 /HT de maintenance par an
Lintrt
Lintrt
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Zro Dirham HT
Lintrt
Historique
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Historique
Introduction Historique
Dbut des annes 80 (1982) : Dveloppement du GRASS par larm amricaine
Dbut des annes 90 : GRASS, est ouvert la communaut scientifique
En 1992 : Lancement de lOpen Grass Fundation
En 1994 : Lancement fondation de l'Open Gis Consortium (groupement des industrielles)
En 2004 : L'Open Gis Consortium devient l'Open Geospatial Consortium ( 370 membresaujourdhui)
En 2006 chicago : La cration de lOpen Source Geospatial Fundation
Historique
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GRASS : Geographic Resources Analysis
Historique
Projet OSGeo
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Projet OSGeo Introduction
Les premiers projets Cartographie Web
MapServer
MapGuide Open Source OpenLayers
MapBender MapBuilder deegree
Librairies gospatiales
GDAL/OGR FDO GeoTools GEOS
Applications bureau
GRASS
Quantum GIS (QGIS)OSSIM
gvSIG
Mtadonnes
GeoNetwork
Open Source Intrt
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Open Source - Intrt
Introduction Lintrt
Shareware Propritaire
Utiliser
Copier
tudier
Modifier
Libre ou
Open Source
Freeware
GratuitLimite
temporelle oufonctionnelle
Limiteselon licenced'utilisation
sauf copie desauvegarde
Open Source Intrt
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Open Source - Intrt
Introduction LintrtPour le particulier:
S'quiper lgalement et faible cot enlogiciels
Logiciels techniquement intressants Utilisateur impliqu et responsable Entraide communautaire Scurit Disponibilit sur diffrents systmes
Pour l'entreprise: Indpendance vis--vis des diteurs Contrle de son outil logiciel Bnfice de la ractivit communautaire Scurit conomies
Quelques logiciels
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Quelques logiciels
Propritaire Libre
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Propritaire - Libre
Plan
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Plan
Introduction Historique
Les premiers projets Intrt Des logiciels
Outils Open Source pour la tldtection
Une liste
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Une liste
GRASS OSSIM
SPRING DART (Simulation dimages de tldtection spatiale optique ) ORFEO (bibliothque open source dalgorithmes de
traitement dimages)
Multispec
GRASS
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GRASS
GRASS (Geographic ResourcesAnalysis Support System) est un SIGopen source, utilis pour la gestion desdonnes gospatial, l'analyse, letraitement d'image, la production descartes, modlisation et visualisationspatiale.
Portail : http://grass.fbk.eu Tlchargement :
http://grass.fbk.eu/download/index.php
Documentation :http://grass.osgeo.org/wiki/Main_Page
GRASS
http://grass.fbk.eu/http://grass.fbk.eu/download/index.phphttp://grass.osgeo.org/wiki/Main_Pagehttp://grass.osgeo.org/wiki/Main_Pagehttp://grass.fbk.eu/download/index.phphttp://grass.fbk.eu/ -
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GRASSFonctionnalits en traitement d'images Analyse en composante canonique Analyse en composante principale Classification par textures Classifications supervise et non-supervise
Corrections radiomtriques (Fourier) Dtection de contours Dtection de formes Filtres de frquences
Retouches sur l'histogramme de l'image Recalage (transformations affine et polynomiale) Recalage de type ortho-photo R-chantillonnage
OSSIM
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OSSIM ( Open Source Software ImageMap) est un excellent SIG pour latldtection, traitement dimage et la
photogrammtrie. Portail : http://www.ossim.org
Tlchargementhttp://download.osgeo.org/ossim/ Documentation
http://trac.osgeo.org/ossim/
OSSIM
http://www.ossim.org/http://download.osgeo.org/ossim/http://trac.osgeo.org/ossim/http://trac.osgeo.org/ossim/http://download.osgeo.org/ossim/http://www.ossim.org/ -
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OSSIM
Fonctionnalit :
Modlisation rigoureuse des capteurs Universal Sensor Models (RPCs) Grand nombre de projections et de datum grs
Accs natif aux fichiers Chanes d'images bases sur des paramtres, non destructives Possibilit de traitements parallles avec les bibliothques mpi Correction de la prcision des terrains et ortho-rectification Mosacage, composition et fusions avancs Gestion de l'lvation Gestion de shapeLib et des vecteurs Indpendance de la rsolution et de la projection Editeur d'quations
SPRING SPRING l d i ti d SIG Grat it d tldt ti t d t
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SPRING : la dernire gnration des SIG Gratuit, de tldtection et de systmede traitement de l'image avec un modle de donnes orientes objet SPRING est
un produit de l'Institut de Recherche Spatiale du Brsil (INPE/DPI (ImageProcessing Division)
Portail : http://www.dpi.inpe.br/spring/ Tlchargement :
http://www.dpi.inpe.br/spring/francais/download.php Documentation : http://www.dpi.inpe.br/spring/francais/manuals.html
Plan
http://www.inpe.br/http://www.dpi.inpe.br/http://www.dpi.inpe.br/http://www.dpi.inpe.br/http://www.dpi.inpe.br/http://www.dpi.inpe.br/spring/http://www.dpi.inpe.br/spring/francais/download.phphttp://www.dpi.inpe.br/spring/francais/manuals.htmlhttp://www.dpi.inpe.br/spring/francais/manuals.htmlhttp://www.dpi.inpe.br/spring/francais/download.phphttp://www.dpi.inpe.br/spring/http://www.dpi.inpe.br/http://www.dpi.inpe.br/http://www.dpi.inpe.br/http://www.dpi.inpe.br/http://www.inpe.br/ -
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Plan
Introduction Historique
Les premiers projets Intrt Exemple
Outils Open Source pour la tldtection
Cas dexemple Multispec
Multispec
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Multispec Description :
Un logiciel de traitement et danalyse dimagemultispectral.
utiliser dans le cadre de la recherche scientifique
Portail :https://engineering.purdue.edu/~biehl/MultiSpec/
Installation
Lancement de lassistant
Tlchargement des donnes
Lancement de la manip
Manip 1
https://engineering.purdue.edu/~biehl/MultiSpec/https://engineering.purdue.edu/~biehl/MultiSpec/ -
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Manip 1
Objectif : affichage dimage et des
donnes
Manip 2
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Manip 2
Objectif : Manipulation de limage
Pour aller plus loin Merci
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Pour aller plus loinMerci
Article : http://www.reseautd.auf.org/article.php3?id_article=180
Projet GNU, dfinitions du logiciel libre et des diffrents type de licences
http://www.gnu.org/
FreeGis.Org http://freegis.org, Applications:
Minnesota MapServerhttp: http //mapserver.gis.umn.edu
MapTools http://www.maptools.org
GRASS http: //grass.baylor.edu/
OSSIM http://www.ossim.org
PostgreSQL http://www.postgresql.org/
PostGIS http://postgis.refractions.net/
http://www.reseautd.auf.org/article.php3?id_article=180http://freegis.org/http://www.ossim.org/http://www.ossim.org/http://freegis.org/http://www.reseautd.auf.org/article.php3?id_article=180 -
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Fin de la journe.