{"id":7117,"date":"2018-11-26T08:29:50","date_gmt":"2018-11-26T07:29:50","guid":{"rendered":"http:\/\/www.sigterritoires.fr\/?p=7117"},"modified":"2023-04-29T06:48:20","modified_gmt":"2023-04-29T04:48:20","slug":"tutoriel-classification-dimages-avec-qgis-2-1-correction-atmospherique-des-images-landsat-8","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sigterritoires.fr\/index.php\/tutoriel-classification-dimages-avec-qgis-2-1-correction-atmospherique-des-images-landsat-8\/","title":{"rendered":"Tutoriel classification d’images avec QGis: 2.1 Correction atmosph\u00e9rique des images Landsat 8"},"content":{"rendered":"\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>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure>\n\n\n\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>\n\n\n\n

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

Le mode d’emploi pour effectuer cette correction sur les images Landsat est disponible \u00e0 l’adresse ;<\/p>\n\n\n\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 de QGis.<\/p>\n\n\n\n

Methode DOS (
Dark Object Subtraction)<\/h2>\n\n\n\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>\n\n\n\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>\n\n\n\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>\n\n\n\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>\n\n\n\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>\n\n\n\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>\n\n\n\n

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

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

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

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

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

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

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

Rir= TOA(ir)-CORir

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

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

Calcul de la diffusion de la bande rouge<\/h2>\n\n\n\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 Bin 5 – 0.008. <\/strong>Vous trouverez ici une description d\u00e9taill\u00e9e de la m\u00e9thode.<\/p>\n\n\n\n

En pratique, avec QGis, noius allons utiliser l’histogramme de la bande pour d\u00e9terminer la valeur de seuil de la diffusion atmosph\u00e9rique.<\/p>\n\n\n\n

1- Vous devez d’abord ex\u00e9cuter l’outil Statistiques de la couche raster <\/strong>sur les donn\u00e9es de la bande 4 (rouge).<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure>\n\n\n\n

Une fois ex\u00e9cut\u00e9, vous aurez un ligne de r\u00e9sultat dans le panneau Visualiseur de r\u00e9sultats <\/strong><\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure>\n\n\n\n

Double-cliquez sur cette ligne pour ouvrir les r\u00e9sultats dans votre navigateur:<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure>\n\n\n\n

Notez la valeur minimale, ici 3916.
<\/p>\n\n\n\n

Nous allons rechercher la valeur \u00e0 affecter \u00e0 l correction de la diffusion atmosph\u00e9rique dans l’histogramme de l’image.<\/p>\n\n\n\n

Cliquez sur la couche de l’image -> Propri\u00e9t\u00e9s -> Histogramme<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure>\n\n\n\n


Entrez la valeur minimale trouv\u00e9e dans les statistiques (ici 3916) dans la zone Min, puis cliquez sur la zone Max ci-dessous pour d\u00e9placer la valeur minimale de la ligne pointill\u00e9e sur l’histogramme.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure>\n\n\n\n


Vous pouvez utiliser le format de ligne pour trouver la base de l’histogramme, mais pour cet exemple, le format de barre sera utilis\u00e9 et il est recommand\u00e9. Si l’histogramme est au format ligne, cliquez sur Pr\u00e9f\u00e9rences \/ Actions<\/strong> et d\u00e9cochez la case Tracer comme lignes<\/strong>.
<\/p>\n\n\n\n

Un histogramme au format barre appara\u00eetra. L\u2019histogramme QGIS ne repr\u00e9sente pas \/ ne montre pas toutes les valeurs comme l\u2019histogramme ArcGIS, mais il affiche bien la forme qui peut \u00eatre appropri\u00e9e pour \u00e9tablir une valeur de dispersion qui repr\u00e9sente la base de l\u2019histogramme (en cas d\u2019augmentation relativement abrupte des fr\u00e9quences).  Les \u00e9tapes suivantes montrent comment l’histogramme QGIS peut \u00eatre utilis\u00e9 pour \u00e9tablir la dispersion.<\/p>\n\n\n\n

Passez le curseur de la souris sur l’histogramme pour afficher une loupe. Faites glisser la loupe sur l’extr\u00e9mit\u00e9 inf\u00e9rieure de l’histogramme pour lancer le zoom sur la base de l’histogramme. Si vous effectuez un zoom trop important ou si vous souhaitez recommencer pour une raison quelconque, cliquez sur Pr\u00e9f\u00e9rences \/ Actions<\/strong> et Recalculer l’histogramme<\/strong>. L’histogramme est zoom\u00e9 ci-dessous. <\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure>\n\n\n\n

Vous verrez que la barre avec la valeur la plus basse est encore assez sup\u00e9rieure \u00e0 la valeur d’image basse que vous avez pr\u00e9c\u00e9demment entr\u00e9e dans la zone Min (3619); l’histogramme QGIS ne montre pas beaucoup de valeurs dans une queue statistique (Landsat 8 a g\u00e9n\u00e9ralement de longues queues statistiques). La base de l’histogramme est la zone utilis\u00e9e pour \u00e9tablir la dispersion.En zoomant sur les trois premi\u00e8res barres de l’histogramme:<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure>\n\n\n\n

Dans cet exemple, les valeurs comprises entre environ 5570 et 5595 peuvent se rapprocher de la base de l\u2019histogramme – ce sont des valeurs tr\u00e8s basses et ne sont pas trop sur la queue statistique (ce processus peut \u00eatre quelque peu subjectif). Pour les besoins de ce document, le DN 5569 sera utilis\u00e9 comme base de l’histogramme. L’histogramme sera zoom\u00e9 une fois de plus pour cet exemple.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure>\n\n\n\n

La r\u00e8gle \u00e0 utiliser est de prendre comme valeur de dispersion la valeur minimum de la premi\u00e8re barre d\u00e9passant une fr\u00e9quence de 5 (d’o\u00f9 le nom Bin 5) et n’ayant pas de fr\u00e9quences inf\u00e9rieures \u00e0 5 \u00e0 sa droite. Dans l’exemple suivant:<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure>\n\n\n\n

Les deux premi\u00e8res barres d\u00e9passent la valeur 5, mais comme la troisi\u00e8me est inf\u00e9rieure, c’est la valeur min de la quatri\u00e8me barre qui sera retenue.
<\/p>\n\n\n\n

Dans notre exemple, la valeur de radiance \u00e0 retenir pour la correction atmosph\u00e9rique de la bande rouge sera 5569. <\/strong><\/p>\n\n\n\n

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

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

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

 CORred= (( 5569 * 0.00002)-0.1)\/0.42631886<\/strong>  =0.026694<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Cette valeur correspond \u00e0 la Bin 5. Comme la m\u00e9thode est Bin 5 – 0.008, nous enlevons 0.008 de cette valeur: 0.018694<\/strong><\/p>\n\n\n\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.<\/p>\n\n\n\n

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

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

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

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

\"\"<\/a><\/figure>\n\n\n\n

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

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

Nous obtenons ainsi les corrections de

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

  • 0.06309 pour la bande Bleue (2)
    <\/li>
  • 0.03442 pour la bande Verte (3)
    <\/li>
  • 0.00626 pour la bande infrarouge proche (5)
    <\/li><\/ul>\n\n\n\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>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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