Tutoriel classification d’images avec QGis: 2.1 Correction atmosphérique des images Landsat 8

Nous avons vu précédemment comment corriger les images Landsat pour avoir la réflectance TOA (top-of-atmosphere). Voilà un schéma qui va nous aider à comprendre la suite:

La réflectance que nous avons calculé est donc le % de lumière réfléchie par rapport à la totalité de la lumière visible incidente. Mais comme on le voit dans le schéma, le capteur du satellite mesure deux choses en même temps: la lumière réfléchie par nos cibles à la surface de la terre, plus la lumière diffusée par les particules en suspension dans l’air.

On peut pousser la correction atmosphérique des images satellites pour enlever la partie de lumière due à la diffusion.

Comme nous l’avons déjà dit, ceci n’a d’intérêt que si vous travaillez sur des images séparées dans le temps. Le pourcentage de diffusion étant le même pour l’ensemble d’une image, c’est du temps perdu de faire cette correction.


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Tutoriel classification d’images avec ArcMap: 2.1 Correction atmosphérique des images Landsat 8

Nous avons vu précédemment comment corriger les images Landsat pour avoir la réflectance TOA (top-of-atmosphere). Voilà un schéma qui va nous aider à comprendre la suite:

La réflectance que nous avons calculé est donc le % de lumière réfléchie par rapport à la totalité de la lumière visible incidente. Mais comme on le voit dans le schéma, le capteur du satellite mesure deux choses en même temps: la lumière réfléchie par nos cibles à la surface de la terre, plus la lumière diffusée par les particules en suspension dans l’air.

On peut pousser la correction atmosphérique des images satellites pour enlever la partie de lumière due à la diffusion.

Comme nous l’avons déjà dit, ceci n’a d’intérêt que si vous travaillez sur des images séparées dans le temps. Le pourcentage de diffusion étant le même pour l’ensemble d’une image, c’est du temps perdu de faire cette correction.

Le mode d’emploi pour effectuer cette correction sur les images Landsat est disponible à l’adresse http://www.gisagmaps.com/landsat-8-atco-guide/ 

Mais si vous êtes débutant, vous aurez du mal à comprendre la marche à suivre. Nous allons la voir ici, en utilisant les outils d’ArcMap.

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Tutoriel classification d’images avec QGis: 2- Prétraitement et exploration des données

On appelle fonctions de pré-traitement les opérations qui sont normalement requises avant l’analyse principale et l’extraction de l’information. Les opérations de pré-traitement se divisent en corrections radiométriques et en corrections géométriques. Les corrections radiométriques comprennent entre autres, la correction des données à cause des irrégularités du capteur, des bruits dus au capteur ou à l’atmosphère, et de la conversion des données afin qu’elles puissent représenter précisément le rayonnement réfléchi ou émis mesuré par le capteur. Les corrections géométriques comprennent la correction pour les distorsions géométriques dues aux variations de la géométrie Terre-capteur, et la transformation des données en vraies coordonnées (par exemple en latitude et longitude) sur la surface de la Terre.

Les fonctions de rehaussement ont pour but d’améliorer l’apparence de l’imagerie pour aider l’interprétation et l’analyse visuelles. Les fonctions de rehaussement permettent l’étirement des contrastes pour augmenter la distinction des tons entre les différents éléments d’une scène, et le filtrage spatial pour rehausser (ou éliminer) les patrons spatiaux spécifiques sur une image.

Les transformations d’images sont des opérations similaires à ceux de rehaussement de l’image. Cependant, alors que le rehaussement de l’image qui est normalement appliqué à une seule bande de données à la fois, la transformation de l’image combine le traitement des données de plusieurs bandes spectrales. Des opérations arithmétiques (c’est-à-dire addition, soustraction, multiplication, division) sont faites pour combiner et transformer les bandes originales en de « nouvelles » images qui montrent plus clairement certains éléments de la scène. Nous allons examiner certaines de ces opérations incluant les diverses méthodes de rapport de bande aussi appelé rapport spectral et un procédé appelé analyse des composantes principales qui est utilisée pour mieux représenter l’information en imagerie multispectrale.

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Tutoriel classification d’images avec ArcMap: 2- Prétraitement et exploration des données

On appelle fonctions de pré-traitement les opérations qui sont normalement requises avant l’analyse principale et l’extraction de l’information. Les opérations de pré-traitement se divisent en corrections radiométriques et en corrections géométriques. Les corrections radiométriques comprennent entre autres, la correction des données à cause des irrégularités du capteur, des bruits dus au capteur ou à l’atmosphère, et de la conversion des données afin qu’elles puissent représenter précisément le rayonnement réfléchi ou émis mesuré par le capteur. Les corrections géométriques comprennent la correction pour les distorsions géométriques dues aux variations de la géométrie Terre-capteur, et la transformation des données en vraies coordonnées (par exemple en latitude et longitude) sur la surface de la Terre.

Les fonctions de rehaussement ont pour but d’améliorer l’apparence de l’imagerie pour aider l’interprétation et l’analyse visuelles. Les fonctions de rehaussement permettent l’étirement des contrastes pour augmenter la distinction des tons entre les différents éléments d’une scène, et le filtrage spatial pour rehausser (ou éliminer) les patrons spatiaux spécifiques sur une image.

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Corriger la géométrie d’une table Postgis

Nous avons déjà abordé le sujet de la validation des géométries dans une série d’articles: Dans cet article nous verrons plus spécifiquement comment détecter et corriger les problèmes géométriques dans une table PostgreSQL/Postgis en utilisant des requêtes SQL. Continuer la lecture de « Corriger la géométrie d’une table Postgis »

ArcHydro : Préparer un MNT corrigé pour l’hydrologie – 2ème partie

Nous avons vu dans l’article précédent,ArcHydro : Préparer un MNT corrigé pour l’hydrologie – 1ère partie, comment éliminer les dômes provoqués essentiellement par la végétation.
Nous allons maintenant effectuer deux opérations:

  • prendre en compte des surfaces d’eau (lacs, étangs)
  • imprimer le réseau hydrologique connu sur le MNT
  • Puis, en dernière opération de préparation du MNT nous allons combler les cuvettes existantes dans notre MNT.

    Prise en compte des surfaces d’eau

    Le but de cette étape est de permettre au MNT d’avoir des surfaces lisses pour représenter les surfaces occupées par les lacs et les étangs. Pour cela il nous faut une couche vectorielle de polygones correspondants aux lacs. ArcHydro croisera cette couche vectorielle avec le MNT et, pour les cellules correspondantes, il affectera une valeur constante d’élévation.
    Quelle valeur?
    Deux possibilités:
    – vous indiquez la valeur d’élévation dans un champ attribut de la table
    – ArcHydro cherche la valeur minimale d’élévation sur les cellules qui constituent le bord du lac et affecte cette valeur (éventuellement avec un offset)
    table attributaire des surfaces d'eau
    Pour lancer le processus, cliquez sur « Terrain Preprocessing »-> »DEM Manipulation » -> « Level DEM »
    commande Level DEM
    La fenêtre permet de configurer la sortie et la façon d’affecter une valeur unique à la surface de chaque lac.
    configuration de Level DEM

    Impression du réseau hydrologique sur le MNT

    Bien sûr, on peut utiliser le MNT pour calculer les cours d’eau. Mais si on dispose d’une couche vectorielle des cours d’eau, on peut corriger les cellules proches de ceux-ci. Les corrections comprennent le biais de pente introduit par la végétation des rives, mais aussi assurent que le point le plus bas des deux berges se retrouve sur la cellule correspondante au cours d’eau.

    Pour imprimer le réseau hydrologique nous utilisons la commande « Terrain Preprocesing » -> « DEM Manipulation » -> « DEM Reconditioning ».

    menu dem reconditioning
    En plus des trois premiers champs (mnt en entrée, couche linéaire de cours d’eau, mnt en sortie) il y a trois paramètres que vous devez configurer. Pour cela vous devez avoir une connaissance de la zone.
    Le premier « Stream Buffer » et la largeur de la zone à « creuser » dans le mnt, de part et d’autre de la ligne de cours d’eau. Selon la taille de cellule du MNT, vous devez définir l’empreinte à faire pour chaque cours d’eau. Dans notre exemple, la maille du MNT est de 75m. En entrant une valeur de 2 nous provoquons une empreinte de 150m de part et d’autre du cours d’eau (la terrasse alluviale).
    Le deuxième « Smooth raise/drop » correspond au dénivellement, en mètres, de la terrasse alluviale ; différence de hauteur entre la cellule immédiatement à l’extérieur du « Stream Buffer » et le bord du cours d’eau. Dans notre exemple nous indiquons 5 mètres.
    Le dernier « Sharp raise/drop » est la profondeur moyenne du cours d’eau, c’est à dire la cellule directement en dessous de la ligne de la couche « cours d’eau ». Nous indiquons ici 2mètres.
    Une fois exécutée la commande pouvez utiliser le bouton « profil » de la barre d’outils 3D Analyste pour voir l’effet produit.
    profil d'un cours d'eau après DEM Reconditioning
    Sur le profil de gauche vous voyez la couper AVANT la commande. Sur le profil de droite vous voyez la même coupe APRES l’exécution de la commande.

    Remplissage des cuvettes

    La dernière étape pour obtenir un MNT hydrologiquement correct est de remplir les cuvettes existantes, soit dans le MNT d’origine, soit créées pendant les différentes étapes du pré-traitement. Les cuvettes sont des zones entourées par des cellules plus hautes et qui vont bloquer les directions d’écoulement.

    Pour les remplir nous utilisons la commande « Fill sinks » (Terrain Preprocessing -> DEM Manipulation -> Fill Sinks). Le seul élément à bien observer c’est de cocher la case Fill All, pour que toutes les cuvettes soient repérées et remplies.

    L’image suivante montre l’effet du remplissage sur une cuvette du MNT.
    profil de remplissage d'une cuvette

    Le résultat c’est un MNT Hydroloigiquemenbt correct:
    mnt corrigé hydrologiquement correct

    Nous allons utiliser ce MNT pour voir les différents calculs possibles sur le réseau hydrologique d’un territoire.

    Pour commencer, dans le prochain article, nous verrons comment calculer les bassins versants des cours d’eau.