{"id":7077,"date":"2018-11-23T08:18:13","date_gmt":"2018-11-23T07:18:13","guid":{"rendered":"http:\/\/www.sigterritoires.fr\/?p=7077"},"modified":"2023-04-29T06:48:18","modified_gmt":"2023-04-29T04:48:18","slug":"tutoriel-classification-dimages-avec-arcmap-2-1-correction-atmospherique-des-images-landsat-8","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sigterritoires.fr\/index.php\/tutoriel-classification-dimages-avec-arcmap-2-1-correction-atmospherique-des-images-landsat-8\/","title":{"rendered":"Tutoriel classification d’images avec ArcMap: 2.1 Correction atmosph\u00e9rique des images Landsat 8"},"content":{"rendered":"\r\n

Nous avons vu pr\u00e9c\u00e9demment comment corriger les images Landsat pour avoir la r\u00e9flectance TOA (top-of-atmosphere). Voil\u00e0 un sch\u00e9ma qui va nous aider \u00e0 comprendre la suite:<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

\"\"<\/figure>\r\n\r\n\r\n\r\n

La r\u00e9flectance que nous avons calcul\u00e9 est donc le % de lumi\u00e8re r\u00e9fl\u00e9chie par rapport \u00e0 la totalit\u00e9 de la lumi\u00e8re visible incidente. Mais comme on le voit dans le sch\u00e9ma, le capteur du satellite mesure deux choses en m\u00eame temps: la lumi\u00e8re r\u00e9fl\u00e9chie par nos cibles \u00e0 la surface de la terre, plus la lumi\u00e8re diffus\u00e9e par les particules en suspension dans l’air.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

On peut pousser la correction atmosph\u00e9rique des images satellites pour enlever la partie de lumi\u00e8re due \u00e0 la diffusion.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Comme nous l’avons d\u00e9j\u00e0 dit, ceci n’a d’int\u00e9r\u00eat que si vous travaillez sur des images s\u00e9par\u00e9es dans le temps. Le pourcentage de diffusion \u00e9tant le m\u00eame pour l’ensemble d’une image, c’est du temps perdu de faire cette correction.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Le mode d’emploi pour effectuer cette correction sur les images Landsat est disponible \u00e0 l’adresse http:\/\/www.gisagmaps.com\/landsat-8-atco-guide\/\u00a0<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Mais si vous \u00eates d\u00e9butant, vous aurez du mal \u00e0 comprendre la marche \u00e0 suivre. Nous allons la voir ici, en utilisant les outils d’ArcMap.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

M\u00e9thode DOS (
Dark Object Subtraction)<\/h2>\r\n\r\n\r\n\r\n

La m\u00e9thode que nous allons voir est la plus couramment employ\u00e9e.
La soustraction d’objets noirs est une m\u00e9thode de correction atmosph\u00e9rique empirique simple pour l’imagerie satellitaire, qui suppose que la r\u00e9flectance des objets sombres inclut une composante importante de la diffusion atmosph\u00e9rique.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Le concept est simple: si on a un objet compl\u00e8tement noir, et donc qui ne r\u00e9fl\u00e9chit pas du tout de lumi\u00e8re, cet objet qui devrait avoir une valeur de 0 r\u00e9flectance va avoir une valeur non nulle au niveau du capteur satellite. Cette valeur sera la r\u00e9flectance due aux particules pr\u00e9sentes dans l’atmosph\u00e8re.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

La soustraction d’objets sombres recherche dans chaque bande la valeur de pixel la plus sombre. La diffusion est supprim\u00e9e en soustrayant cette valeur de chaque pixel de la bande. <\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Premi\u00e8re chose: la correction que nous allons faire ne s’applique qu’\u00e0 la lumi\u00e8re visible et le proche infra-rouge. Nous travaillerons donc, pour les images Landsat 8, sur les bandes 2 (Bleu), 3 (vert), 4 (Rouge) et 5 (proche infra-rouge).<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Deuxi\u00e8me chose \u00e0 savoir: le principe utilis\u00e9 est de calculer la diffusion pour la bande 4 (rouge) et d’utiliser une formule de correspondance pour d\u00e9terminer la correction pour les autres trois bandes.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Troisi\u00e8me chose: nous allons travailler avec les bandes 2,3,4 et 5 en r\u00e9flectance TOA mais aussi en radiance brute (DN) pour la bande 4 (rouge). Dans le mode d’emploi cit\u00e9 plus haut ceci n’appara\u00eet pas du premier coup d\u2019\u0153il. Voyons la proc\u00e9dure pas \u00e0 pas:<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

1- on calcule la r\u00e9flectance TOA pour les quatre bandes avec la formule<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

TOAbande =((DN * 0.00002)-0.1)\/sin(\u00e9l\u00e9vation solaire)<\/strong><\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

2- en analysant les valeurs de radiance brute (DN) de la bande rouge, nous allons d\u00e9terminer une radiance due \u00e0 la diffusion atmosph\u00e9rique (DNred)<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

3- nous transformons cette radiance en r\u00e9flectance TOA<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

CORred=((DNred * 0.00002)-0.1)\/sin(\u00e9l\u00e9vation solaire)<\/strong><\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

4- avec un abaque on entre cette diffusion de la bande rouge et on obtient la diffusion pour les bandes 2,3 et 5 (CORbleu, CORvert, CORir)<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

5-on soustrait les valeurs obtenues des r\u00e9flectances de TOA pour obtenir les valeurs de r\u00e9flectance des 4 bandes corrig\u00e9es de l’effet atmosph\u00e9rique.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Rrouge= TOA(rouge)-CORred<\/strong><\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Rbleue= TOA(bleu)-CORbleu<\/strong><\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Rvert= TOA(vert)-CORvert<\/strong><\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Rir= TOA(ir)-CORir<\/strong>

<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Voyons en d\u00e9tail les \u00e9tapes 2 et 4.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Calcul de la diffusion de la bande rouge<\/h2>\r\n\r\n\r\n\r\n

Il y a plusieurs m\u00e9thodes pour d\u00e9terminer la correction \u00e0 apporter \u00e0 la bande rouge. La m\u00e9thode conseill\u00e9e est celle dite de la Fr\u00e9quence 50 – 0.008. <\/strong>Vous trouverez ici une description d\u00e9taill\u00e9e de la m\u00e9thode.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

En pratique, avec ArcMap:<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

1- Vous devez cr\u00e9er la table raster de votre bande rouge: <\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

    \r\n
  • Chargez la bande rouge non corrig\u00e9e (les valeurs brutes t\u00e9l\u00e9charg\u00e9es) dans ArcMap.<\/li>\r\n
  • Dans la toolbox ->\u00a0 Data Management Tools -> Raster -> Raster properties -> Build Raster Attribute Table<\/em><\/strong><\/li>\r\n<\/ul>\r\n\r\n\r\n\r\n
    \"\"<\/figure>\r\n\r\n\r\n\r\n

    Une fois l’outil ex\u00e9cut\u00e9e, vous pourrez cliquer sur la couche dans la fen\u00eatre de l\u00e9gende et s\u00e9lectionner \u00ab\u00a0Ouvrir la table attributaire<\/em><\/strong>\u00ab\u00a0.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

    \"\"<\/figure>\r\n\r\n\r\n\r\n

    On va compl\u00e8tement ignorer la valeur 0 car ce sont les pixels noirs qui entourent notre image. Vous allez descendre dans les enregistrements jusqu’\u00e0 trouver une valeur de COUNT \u00e9gale ou sup\u00e9rieure \u00e0 50. Dans notre exemple \u00e7a correspond au 23\u00e8me enregistrement o\u00f9 l’on trouve un valeur de COUNT de 54.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

    La valeur de radiance \u00e0 retenir pour la correction atmosph\u00e9rique de la bande rouge sera la VALUE de la ligne pr\u00e9c\u00e9dente(OID=22) c’est \u00e0 dire 5568.<\/strong><\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

    On peut passer \u00e0 la troisi\u00e8me \u00e9tape,<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

    3- nous transformons cette radiance en r\u00e9flectance TOA<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

    CORred=((DNred * 0.00002)-0.1)\/sin(\u00e9l\u00e9vation solaire)<\/strong><\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

    \u00a0CORred= (( 5568 * 0.00002)-0.1)\/0.42631886<\/strong>\u00a0 =0.026647<\/strong><\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

    Cette valeur correspond \u00e0 la Fr\u00e9quence 50. Comme la m\u00e9thode est Fr\u00e9quence 50 – 0.008, nous enlevons 0.008 de cette valeur:<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

    0.026647 – 0.008 = 0.018647<\/strong><\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

    C’est cette valeur qu’il faut soustraire aux valeur de TOA du rouge pr\u00e9c\u00e9demment calcul\u00e9es pour avoir les valeurs corrig\u00e9es de la diffusion atmosph\u00e9rique.Cette valeur correspond \u00e0 la Fr\u00e9quence 50. Comme la m\u00e9thode est Fr\u00e9quence 50 – 0.008, nous enlevons 0.008 de cette valeur: 0.018647<\/strong><\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

    Correction des autres bandes<\/h2>\r\n\r\n\r\n\r\n

    A partir de la valeur de correction du rouge on obtient les valeurs \u00e0 appliquer \u00e0 chacune des autres bandes:<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

    Allez sur la page <\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

    Vous trouverez une fen\u00eatre o\u00f9 vous pouvez rentrer la valeur de correction du rouge<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

    \"\"<\/figure>\r\n\r\n\r\n\r\n

    Rentrez votre valeur (ici 0.018647<\/strong>), vous aurez automatiquement les valeurs des autres corrections qui vont s’afficher<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

    \"\"<\/figure>\r\n\r\n\r\n\r\n

    Nous obtenons ainsi les corrections de<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

      \r\n
    • 0.06309 pour la bande Bleue<\/li>\r\n
    • 0.03442 pour la bande Verte<\/li>\r\n
    • 0.00626 pour la bande infrarouge proche<\/li>\r\n<\/ul>\r\n\r\n\r\n\r\n

      Pour avoir les bandes corrig\u00e9es on utilise la calculatrice raster en soustrayant \u00e0 chaque bande corrig\u00e9e TOA la constante de correction que nous avons trouv\u00e9.<\/p>\r\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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