Upload
dinhkhue
View
213
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
Applications liées à la géologieContexte
• RSO et cartographie géologique– Relief du terrain et RSO
– Direction de visée
– Environnement (tropical, polaire, désertique)
– Intégration des données
– Couples stéréoscopiques
• Applications liées à la géologie– Cartographie géologique
– Exploration minière
– Cartographie des risques
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
Relief du terrain et RSO
• Environnement à relief faible (~ 100 m)→ la rétrodiffusion dépend de la variation de l’angle d’incidence locale ainsi que de la rugosité de surface
• La rugosité de surface dépend :– du processus d’altération du substratum rocheux – des processus de «remaniement» des dépôts
superficiels non consolidés (p. ex. le tri fluvial, l’action glaciaire, l’érosion éolienne)
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
Environnementà relief faible
Singhroy V. , R. Saint-Jean, 1999.Effects of relief on the selection ofRADARSAT-1 incidence angle forgeological applications; CanadianJournal of Remote Sensing ,Vol. 25, No. 3, 1999, pp. 211-217
http://dweb.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/db/biblio/paperf.cfm?BiblioID=4723
Ligne de rivageGlissement de terrain
Moraine de fondAlluvions
Dépôts deltaïques 4 km
Comparaison de la géométrie de visée de RADARSAT-1pour des terrains à relief faible, Morden (Manitoba)
� 1
996
Agen
ce s
patia
le c
anad
ienn
eL'
imag
e es
t une
cou
rtois
ie d
e RAD
ARSA
T In
tern
atio
nal
Laboratoire des applications liées à la géologie
Visée
Orb
ite
Le 17 octobre 1996Angle d'incidence: 24º - 31º
Résolution: 22 m (portée) x 27 m (az)Espacement des pixels : 27,3 m
Mode StandardFaisceau S2
orbite ascendante Le 06 octobre 1996
Angle d'incidence: 45º - 49ºRésolution: 20 m (portée) x 27 m (az)
Espacement des pixels : 27,3 m
Mode StandardFaisceau S7
orbite ascendante
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
Environnement à relief
intermédiaire
Effet de l'angle d'incidence du RSO sur la cartographie du terrain
RADARSAT-1 Whitecourt (Alberta)
RADARSAT-1 C-HH 12 fév. 96Orbite ascendanteVisée à droiteMode STANDARDFaisceau 1Angle d'incidence: 20º - 27ºRésolution: 26 m (portée) x 27 m (azimut)Fauchée partielleEspacement des pixels: 56 m
RADARSAT-1 C-HH25 jan. 96Orbite ascendanteVisée à droiteMode STANDARDFaisceau 7Angle d'incidence: 45º - 49ºRésolution:20 m (portée) x 27 m (azimut)
Fauchée partielleEspacement des pixels: 56 m
Laboratoire des Applications à la Géologie
Agence spatiale canadienne, 1996
OrbiteVisée
OrbiteVisée
Singhroy V. , R. Saint-Jean, 1999. Effects of relief on the selection of RADARSAT-1 incidence angle for geological applications; Canadian Journal of Remote Sensing , Vol. 25, No. 3, 1999, pp. 211-217
http://dweb.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/db/biblio/paperf.cfm?BiblioID=4723
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
Relief du terrain et RSO (suite)
• Environnements à relief élevé (~1000 m)→ la rétrodiffusion dépend fortement de l’angle et de l’orientation des pentes
• Produit une image «terrain-texture» très précise des formes de relief
• Les processus d’érosion qui déterminent les formes de relief sont souvent révélateurs de la lithologie sous-jacente
• L’interprétation des images RSO à relief élevé doit tenir compte des effets de raccourcissement, de repliement et d’ombrage
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
Environnement à relief élevé
Comparaison de la géométrie de visée de RADARSAT-1pour des terrains à relief élevé, Hope (C.-B.)
Mode prolongé à incidence élevéeFaisceau EH6, asc.
Le 17 octobre 1996Angle d'incidence: 57º - 59º
Résolution: 18 m (portée) x 27 m (azimut)
Espacement des pixels : 29,4 m
Failles
Mode StandardFaisceau S1, asc.
Le 8 octobre 1996Angle d'incidence: 20º - 27º
Résolution: 26 m (portée) x 27 m (azimut)
Espacement des pixels : 29,4 m
Orb
ite
A
ge
nc
e s
pat
iale
can
ad
ien
ne,
19
96
L'im
age
est
un
e c
ou
rto
isie
de
RA
DA
RS
AT
In
tern
atio
na
l
Laboratoire des Applications à la Géologie
Légende
Glissement banc sur bancCrêtes transversalesGlissement d'escarpementFracture banc sur banc transversale
Visée
Singhroy V. , R. Saint-Jean, 1999. Effects of relief on the selection of RADARSAT-1 incidence angle for geological applications; Canadian Journal of Remote Sensing , Vol. 25, No. 3, 1999, pp. 211-217
http://dweb.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/db/biblio/paperf.cfm?BiblioID=4723
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
Effet de l’angle
d’incidence
RADARSAT-1EH6(Mode Prolongé à incidence élevée EH6)θ : 57° - 59°
RADARSAT-1Standard 5θ : 36° - 42°
RADARSAT-1EL1 (Mode Prolongé àfaible incidence EL1)θ : 10° - 23°
Agence spatiale canadienne, 1996Acquisition par le Centre canadien de télédétectionTraitememt et distribution par RADARSAT International Inc.
Sarawak, MalaisieEffet de l'angle d'incidence sur l'aspect du terrain
Orb
ite
Visée
Orb
ite
Visée
Orb
ite
Visée
D'Iorio M. , P. Budkewitsch, N.N. Mahmood, 1997.
http://dweb.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/db/biblio/paperf.cfm?BiblioID=2239
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
Direction de visée
• Puisque les RSO ont leur propre source d’illumination, la direction de visée influence le contenu en information de l’image
• La morphologie est rehaussée lorsque l’illumination est perpendiculaire aux éléments topographiques (effet cardinal)
• Dans un environnement à relief faible, la direction de visée permet un plus grand rehaussement des linéaments
• Dans un environnement à relief élevé, la direction de visée peut être utilisée afin de fournir de l’information sur les régions cachées dans l’autre direction de visée ou exposées au repliement ou au raccourcissement
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
Effet de la direction
de visée
Sarawak, Malaisie
Orbite ascendante(visée vers l'est)
RADARSAT-1date : le 26 août 1996mode : Standard (S6)angle d'incidence : 44º
Orbite descendante(visée vers l'ouest)
RADARSAT-1date : le 3 juin 1996mode : Standard (S6)angle d'incidence : 44º
Strate apparente Strate non-apparente
Strate non-apparente Strate apparente
Application liée à la géologie : effet de la direction de visée
Environnement de forêt tropicale : grès et schiste interstratifiés
Ag
ence
spa
tiale
can
adie
nne
1996
L'im
age
est u
ne c
ourto
isie
de
RAD
ARSA
T In
tern
atio
nal
D'Iorio M. , P. Budkewitsch, N.N. Mahmood, 1997.
http://dweb.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/db/biblio/paperf.cfm?BiblioID=2239
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
Environnement tropical
• Végétation très dense
• Toujours humide
• L’altération du substratum rocheux en zone tropicale révèle les structures et la lithologie
• Le couvert forestier dense agit en tant que substitut à la topographie → aucune rétrodiffusion du RSO en provenance du sol
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
Géomorphologie en
environnement tropical
MATO GROSSO, BRÉSILRADARSAT-1 le 23 décembre 1998
Mode Prolongé à incidence élevée (EH6)Angle d'incidence: 57º - 59º
Résolution: 18 m (portée) x 27 m (azimut); Espacement des pixels: 40 m
Ag
ence
spa
tiale
can
adie
nne
1998
Orb
ited
escend
ante
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
Environnement polaire
• Végétation clairsemée
• Présence de gélisol
• La gélivation est responsable de l’altération du substratum rocheux. L’altération varie selon la lithologie
• Une mince couche de neige sèche est transparente au RSO
• On obtient une meilleure image en période de gélisol→ les effets de l’humidité du sol sont éliminés
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
Lithologie enenvironnement
polaire
carbonate
ÎLE BATHURST
Discrimination lithologique (rugosité) à l ’aide d’angles d'incidence petit ou intermédiaire
Carte géologiqueKerr, 1974(échelle: 1:250 000)
Standard 7le 21 mars 1996angle d'incidence: 45º - 49º
résolution: 20 m (portée) x 27 m (azimut)espacement des pixels affichés: 60 m
Mode Prolongé à faible incidence EL1le 17 février 1997
angle d'incidence: 10º - 23º
résolution: 36 m (portée) x 27 m (azimut)espacement des pixels affichés: 60 m
Agence spatiale canadienne, 1996-97
Paul Budkewitsch, Marc A. D’Iorio, et J. Chris Harisson. 1996.
http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/tekrd/radarsat/images/nwt/rnwt01f.html
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
ÎLE BATHURST,VALLÉE POLAR BEAR
Lithologie à partir du RSO
RADARSAT-1 C-HH
Mode Standard (S7)Le 21 mars 1996θ = 45° - 49°Résolution: 20 m (portée) x 27 m (azimut)Espacement des pixels: 32 m
direction de visée
A
ge
nc
e s
pat
iale
can
ad
ien
ne
19
96
L'im
age
est
un
e c
ou
rto
isie
de
RA
DA
RS
AT
In
tern
atio
na
lO
rbit
ed
esce
nd
ante
Siltstone : 1,7 cm
Calcaire : 4,6 cm
Lithologie enenvironnement
polaire
Paul Budkewitsch, Marc A. D’Iorio, et J. Chris Harisson. 1996.
http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/tekrd/radarsat/images/nwt/rnwt01f.html
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
Effet de l’angle d’incidence sur la rétrodiffusion
Angle d'incidence
mode de faisceau
‘surface lisse’(siltstone)
‘surface rugueuse’(carbonates)
β°R
étro
dif
fusi
on
rad
ar(d
B)
ÎLE BATHURSTDonnées RADARSAT-1 étalonnées
Variation de la rétrodiffusion en fonction de l'angle d'incidence (carbonates fossilifères ou siltstone)
Paul Budkewitsch, Marc A. D’Iorio, et J. Chris Harisson. 1996.
http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/tekrd/radarsat/images/nwt/rnwt01f.html
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
Environnement désertique
• Végétation clairsemée
• Conditions de sols secs
• La taille des cailloux dans les alluvions influence grandement la rétrodiffusion
• La rétrodiffusion dépend principalement de l’humidité du sol et de la rugosité de surface
• Dans la mesure du possible, éviter les précipitations
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
Cartographieen
environnement désertique
Champ volcanique de Lunar Lake, NevadaRADARSAT-1 Mode Fin F4 le 18 octobre 1996
19
96A
gen
ce s
pat
ilae
can
adie
nn
eL
'imag
e es
t u
ne
cou
rto
isie
de
RA
DA
RS
AT
In
tern
atio
nal
Résolution : 7,8 m (portée ) x 8,4 m (Az)Espacement des pixels : 25 m
Orb
ite
Visée
Angled’incidence
45º -48º
D'Iorio M. , B. Rivard, P. Budkewitsch, 1996
http://dweb.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/db/biblio/paperf.cfm?BiblioID=1528
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
Rugosité de surface élevée et
faible
LUNAR LAKE
Nevada, États-Unis
COULÉE DE LAVE
Nevada, États-Unis
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
19
97A
gen
ce s
pat
iale
can
adie
nn
e
Orb
ite a
scen
dant
e
ZONE DE PLISSEMENTS DE ZAGROS, IRANRADARSAT-1 le 11 novembre 1997
Mode ScanSARétroit B
Angle d’incidence31º - 46º
Résolution nominale
50 m x 75 m(portée x azimut)
Espacement des pixels
160 m
Morphologie en
environnement désertique
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
Intégration des données• Les images RSO peuvent être utilisées comme données
de base pour l’intégration des données
• Tout jeu de données numériques et géocodées peut être intégré aux données RSO
• Le produit intégré contient plus d’information que la somme de l’information des images prises individuellement
• Les techniques telles que l’ITS, l’addition, la multiplication, l’Analyse en composantes principales, etc. peuvent être utilisées pour fusionner les jeux de données
• Avec la technique ITS, l’image RSO est utilisée pour moduler l’intensité alors que les données intégrées modulent la teinte.
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
Intégration de données (RSO et géochimie
du sol)
Nickel dans le sol (0-16 ppm Ni)
Airborne C-SAR and Soil Geochemistry
Laboratoire des applications liées à la géologie
RSO aéroporté C-HH
Intégration ITS RSO + Géochimie
RSO aéroporté et géochimie du sol
Singhroy V. , R. Saint-Jean, B. Rivard 1995.
http://dweb.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/db/biblio/paperf.cfm?BiblioID=1661
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
Intégration de données (carte géologique
et image RSO)
Lithologie
Intégration et interprétation des données
1
99
6A
ge
nc
e s
pat
iale
can
ad
ien
ne
L’
imag
e e
st u
ne
co
urt
ois
ie d
e R
AD
AR
SA
T I
nte
rnat
ion
al
Île B
ath
urs
t,T
.N.-
O.
Fond de carte
Paul Budkewitsch, Marc A. D’Iorio, et J. Chris Harisson. 1996.
http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/tekrd/radarsat/images/nwt/rnwt01f.html
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
Intégration de données
(images optiqueet RSO)
Image RSOaéroportée
C-HHRSO C-HH et Landsat TM
Landsat TMACP (TM 4,5,7)
Calcaires fortementdisséqués Oued
(rivière asséchée)
Basaltes(roches volcaniques)
Azraq, JordanieIntégration des données
Singhroy V. , R. Saint-Jean, B. Rivard B. 1995.
http://dweb.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/db/biblio/paperf.cfm?BiblioID=1661
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
Couples stéréoscopiquesRADARSAT
• Le choix d’un couple stéréoscopique RADARSAT approprié permet d’obtenir une perspective tridimensionnelle du relief du terrain
• Les couples stéréoscopiques se sont révélés utiles pour la cartographie du terrain et la génération de MNA
• Des détails cartographiques, imperceptibles sur les images RADARSAT individuelles, sont souvent détectés grâce aux couples stéréoscopiques
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
Sélection de couples stéréoscopiques
• On obtient de meilleurs résultats avec les couples d’images acquises de même coté (c.-à-d., descendante-descendante ou ascendante-ascendante) ayant un recouvrement important
• On recommande des couples d’images acquises de coté opposés (c.-à-d., ascendante-descendante) uniquement pour les zones à relief très faible qui présentent des tonalités similaires
• Il est préférable d’utiliser une image dont l’angle d’incidence est important (c.-à-d., S7 ou EH1-6) afin de minimiser les effets de déplacement du terrain
• Dans un couple stéréoscopique, plus la différence entre les angles d’incidence sera grande et plus l’exagération verticale sera importante
– Relief élevé : 5° à 20° est suffisant
– Relief faible : 20° à 40° est nécessaire
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
Couples stéréoscopiques
PROJET MULTI-ANDIN, BOLIVIE
Couples stéréoscopiques23 août 1998 (S3, desc.) 27 mars 1997 (S6, desc.)
1997 Agence spatiale canadienne
RADARSAT-1
Espacement des pixels affichés : 123 mSous - image
Descending pass (right looking)
Lizeca J. L. , W.M. Moon, C.A. Hutton, L. Wu , C.W. Lee, 1999
http://dweb.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/db/biblio/paperf.cfm?BiblioID=4734
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
MNA produit par la technique de
radargrammétrie à l’aide d’un couple
stéréoscopique de RADARSAT-1
Modèle numérique d'altitude du projet multi-andin, Bolivie
Couple stéréoscopique: 23 août 1998 (S3, descendante) et 27 mars 1997 (S6, descendante)
Lizeca J. L., W.M. Moon, C.A. Hutton, L. Wu, C.W. Lee, 1999
http://dweb.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/db/biblio/paperf.cfm?BiblioID=4734
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
Image RADARSAT-1
vue en perspective
Image vue en perspectiveProjet multi-andin, Bolivie
L'orthoimage couleur (Intensité-Teinte-Saturation) a été superposée au MNA Espacement des pixels = 25 m
1997 Agence spatiale canadienne
Lizeca J. L., W.M. Moon, C.A. Hutton, L. Wu, C.W. Lee, 1999
http://dweb.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/db/biblio/paperf.cfm?BiblioID=4734
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
Applications liées à la géologie
• Le RSO peut fournir des renseignements relatifs aux domaines suivants :
– Cartographie géologique : levés à l’échelle régionale, mise à jour des cartes, cartographie géomorphologique, interprétation structurale et tectonique
– Exploration minière : permet l’interprétation simultanée d’information de diverses sources
– Cartographie des risques : acquisition sans égard aux conditions météorologiques et une grande sensibilité à la morphologie est utile pour la cartographie des régions isolées
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
Mise à jour de cartes, levés
régionaux, interprétation
structurale
Cartographie géologique
1996
Agence spatiale canadienne
RAD
ARSAT-1 S6 (descendante)
(viséevers l'ouest
Résolution : 21 m (portée) x 27 m (Az)Espacement des pixels : 50 m
MACRES/CCRS
Sarawak, MalaisieCarte géologique (Yin, 1992) Interprétation structurale (stéréoscopique)
D'Iorio M., P. Budkewitsch, N.N. Mahmood, 1997.
http://dweb.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/db/biblio/paperf.cfm?BiblioID=2239
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
Exploration minière
Le RSO fourni de l’information
géomorphologique alors que l’autre jeu de données fourni
de l’information complémentaire
http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/tekrd/rd/apps/geology/sudbury/sudburyf.html
Granit
Roches vertes et roches sédimentaires
Fm. Chelmsford
Nickel Irruptive
Granite et gneiss granitique
Fm. Oneping
Sudbury
LÉGENDEPropriétés
Minières
District minier de Sudbury (Ontario)Intégration de données RADARSAT-1 et du magnétisme (GV)
Données magnétiquesGradient Vertical du champ magnétiqueLevé aéroporté de la CGCEspacement des lignes : 500 mMéthode ITS oùIntensité : RADARSATTeinte : GV du magnétismeSaturation : valeur constante (VN=65)
RADARSAT-1Orbite 3043, Le 4 juin 1996Mode STANDARD S1Résolution: 26 m (portée) x 27 m (azimut)Espacement des pixels: 39 m x 39 mAngle d'incidence: 20º - 27ºSous-image
1996 Agence spatiale canadienne
Laboratoire des Applications à la Géologie
LacWanapitei
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
Cartographie des risques géologiques
Le RSO fourni de l’information
géomorphologique
Glissement en bloc
Glissement de terrain
Failles
GLISSEMENT DE TERRAIN YALEFraser Valley, C.-B.
Failles
http://dweb.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/db/biblio/paperf.cfm?BiblioID=13012
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
Le RSO donne de l’information sur les régions
difficilement accessibles
Cartographie des risques géologiques
Orb
iteas
cend
ante
, vis
éeà
droi
te
Espacement des pixels = 12 mSous-image
1997 Agence spatiale canadienne
Nevado Del Ruíz, Colombiele 1er déc. 1998 RADARSAT-1 Mode F2
Glissement de terrain
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
RADARSAT et cartographie géologique
• La sélection de la position de faisceau (angle d’incidence) se base principalement sur la topographie du terrain
• Il est préférable que la direction de visée du radar soit perpendiculaire à l’orientation principale de la structure; il s’agit souvent du facteur le plus important lors du choix de l’orbite (ascendante ou descendante)
• Le visualisation de couples stéréoscopiques améliore de manière significative l’interprétabilité des structures géologiques (p. ex. les plis et les failles)
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
RADARSAT et cartographiegéologique (suite)
Lignes directrices générales :• Relief faible à modéré (0-500 m) : tous les
faisceaux du mode Standard (selon l’application); les modes S1 à S5 sont privilégiés afin d’observer les détails du terrain.
• Relief élevé (1 000 m) : les grands angles d’incidence sont les mieux adaptés (c.-à-d., S5-7). Les faisceaux EH1-EH6 sont aussi recommandés afin de minimiser les effets de déplacement du terrain, toutefois il peut se produire de l’effet d’ombrage
• Dans tous les cas, les faisceaux F1 à F5 montrent peu de différences
Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada
RADARSAT et cartographiegéologique (suite)
Études régionales :
• Les modes ScanSAR étroit (SN1, SN2) ou ScanSAR large (SW2) sont utiles pour la réalisation de mosaïques régionales
• L’information contenue dans le mode Large (W1-W3) est semblable à l’information contenue dans les images du mode Standard (S1-S7)
Études détaillées :
• Le contenu de l’information est essentiellement le même pour les faisceaux F1-F5
• Il est recommandé d’utiliser le mode Fin pour la réalisation de cartes aux échelles allant de 1:20 000 à 1:50 000