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7/28/2019 AMJG Initiation tldtection_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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Photos ariennesImages numriques:

Rsolution fonction du capteur etde laltitude de vol


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Photo drone


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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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Formation

Initiations la Tldtection Spatiale

Juin 2012


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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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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.



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Import et export dun trs grand nombre dedonnes raster et vecteur sous plusieurs formats..




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Prparez votre image lanalyse...


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

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Partie II: Avec ENVI


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FormationInitiations la Tldtection Spatiale

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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


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


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.

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Documents