Limagerieradaretlareconstructiondureliefparinterfromtrie.

Capteurradar=capteurdedtectiondepollutionpar hydrocarbureenmer hydrocarbure en mer

Utilisationsdeplusieurssourcesd'information:Multisources Chaquebandededonnesrecueillieparuncapteurcontientdesinformationsimportantes Ch b d d d illi i d i f i i etuniques.Noussavonsqu'unecibleinteragitdiffremmentselonlalongueurd'ondede l'nergieincidentequiestreflte,absorbe,diffuseouretransmisedansdes p p proportionsdiffrentes.L'apparenced'uneciblepeutfacilementchangeravecletemps, pp p g p, parfoisenquelquessecondes.Pourplusieursapplications,lefaitd'utiliserl'informationen provenance dediffrentessourcesdedonnesgarantituneidentificationcorrectedelacibleetune cueillettededonnesaussiprcisesquepossible. cueillette de donnes aussi prcises que possible Voicidesfaonsdecombinerplusieursensemblesdedonnespourretirerleplus d'informationpossibled'unecibleoud'unergion.

Donnesmulticapteurs Diffrentscapteursfournissentdesinformationsdiffrentesetcomplmentairesqui lorsqu'ellessontintgres,peuventfaciliterl'interprtationetlaclassificationdes images.Unexempledecettefusiondedonnesprovenantdeplusieurscapteursseraitla fusiond'imagespanchromatiquesdehautersolutionavecdesimagesmultispectrales faiblersolution. faible rsolution Nouspouvonsaussicombinerdesdonnesacquisesdefaonactiveetpassive.Un exemplespcifiqueseraitl'intgrationd'imagesRSOdesimagesmultispectrales. L'imagerieRSOajoutel'expressiondelatopographieoudureliefdesurfaceuneimage quienparat dpourvue.L'imagemultispectralefournitl'informationspectralesignificativedela compositionetdelacouverturedelasurfacedusol.Cetyped'imagesestsouventutilis engologieolalithologie(oulacompositionminrale)estreprsenteparla en gologie o la lithologie (ou la composition minrale) est reprsente par la composante spectrale,etolastructureestreprsenteparlacomposanteradar.

Donnesmultitemporelles L'informationmultitemporelleesttired'unesried'imagesprisespendantunepriode detemps.Multitemporelpeutsignifierquelesimagesonttacquisesquelquesjours, d t M ltit l t i ifi l i t t i l j semaines,moisouannesd'intervalle.Lasurveillanceduchangementdelacouverturedu soloudelacroissanceurbainencessitedesimagesacquisesdiffrentespriodes.Des donnescalibres,avecdescontrlesattentifssurl'aspectquantitatifdelarponse , p q p spectraleetdelartrodiffusion,sontrequisespourlabonnesurveillancedesactivits. Avecdesdonnesnoncalibres,uneclassificationdel'imagelaplusancienneest compareuneclassificationdel'imageplusrcente,etleschangementsdansles frontiresdesclassessonttracs.Unautreoutilmultitemporelutileestl observationde frontires des classes sont tracs Un autre outil multitemporel utile est l'observation de laphnologie(leschangementsdelavgtationdurantlasaisondecroissance),cequi impliquel'acquisitiond'imagesdesintervallesfrquentsdurantlapriodedecroissance.

Donnesmultitemporelles L'informationmultitemporelleprovientdel'interprtationd'imagesprisesaudessusdela mmergion,maisdiffrentsmoments.L'intervalledetempsentrelesimagesestchoisi defaonsurveillerunvnementdynamique.Desvnementscatastrophiques (glissementsdeterrains,inondations,feux,etc.)ncessitentunintervalledequelques jours,tandisquelesvnementspluslents(fontedeglacier,croissanced unefort) jours tandis que les vnements plus lents (fonte de glacier croissance d'une fort) requirentquelquesannes d'intervalle.Cegenred'applicationexigeaussiuneuniformitdanslacondition d'illumination(anglesolaireougomtried'imagesradars)pourproduiredesrsultatsde classificationcomparables. Pouraugmenterlaprcisiondel'analysemultitemporellecritiqueetquantitative,ilfaut desdonnescalibres.C'estseulemententablissantunerelationentrelesniveauxde luminositd uneimageetdesunitsdemesurequ onpeutcomparerdesimagesde luminosit d'une image et des units de mesure qu'on peut comparer des images de faon prciseetquantifiable,etdterminerainsilanatureetlagrandeurdeschangements observs.

AutreslmentsprendreencompteNiveauxdeprtraitement p L'imageriesatellitairepeuttreprtraitedemanireamliorersonapparenceetsaprcisiongomtriqu Denombreusesoptionsdeprtraitementsontproposesparlefournisseurlorsquevouscommandezvosim Ilesttrsimportantdeprendreencompteleniveaudeprtraitementdontvousaurezbesoin. NIVEAU1A C'estleniveaudeprtraitementquasimentbrut.Seulesdescorrectionsradiomtriquesontteffectues. Lesdistorsionsengendresparlesdtecteursonttcorriges. NIVEAU1B Lesdonnessontrchantillonnes etdescorrectionsgomtriquesralisesafindecompenserleseffets systmatiques:rotationetcourburedelaTerre;dformationsinduitesparlesanglesdeprisedevue,etc. NIVEAU2A C'estunniveaudeprcisiongorfrenc danslequellagomtriedel'imageetlalocalisationsontamlior Lascneestrestituesansprisedepointsd'appuiausolousurdescartestopographiques.L'imageestensu projeteenfonctionduchoixduclient. NIVEAU2B Lescorrectionsgomtriquessontralisesl'aidedepointsd'appuisurdescartestopographiquesousur leterrain(campagneGPS,parexemple).

Choisirentredesimagesd'archiveetuneimagerienouvelleChoisissezuneimagearchivesi: vouseffectuezuneanalysededtectiondesmodificationsl'aided'uneimagenouvellement acquisedesmodificationsrcentesdanslavgtationouledveloppementurbainsontsans importancepour votreprojetportesurl'tuded'unestructuregologiqueouautrescaractristiquesphysiques quinesemodifientgureavecletemps vousavezbesoind'uneimageimmdiatementetnepouvezattendrequelquesjoursquele prochainsatelliteprogrammpasseaudessusdevotrezoned'intrt l lesmodificationsducouvertoudel'occupationdusolsurvenusaucoursdesmoiscouls df d d l' d l d l n'aurontaucuneincidencesurvotreprojet Commandezunenouvelleimagepour: touttypedecartographieurbainencessitantdesinformationsactualisessurl'infrastructure d h b d f l l' f routireetautoroutire,ledveloppementurbainetlesmodificationsdel'occupationdusol lamisejourdecartesscannrisesounumrises compareravecuneimagearchive,danslecadred'uneanalysedesmodificationsoudes tendancesd'volution d d' l i surveillerl'tatdesculturesouducouvertforestier

Enconclusionquelquesavantage En conclusion quelques avantage delimagerie

Relationentrersolutionspatiale,spectraleetradiomtrique

Ilyadescompromisfaireentrelarsolutionspatiale,spectraleet radiomtriquelorsquelesingnieursconoiventuncapteur.Pouravoirune q q g p rsolutionspatialeleve,lecapteurdoitavoirunpetitchampdevision instantane(CVI).Cecirduitdonclaquantitd'nergiequereoitlecapteur puisquelasuperficiedersolutionl'intrieurduCVIdoittrepluspetite.Une diminutiondelaquantitd'nergiecauseunediminutiondelarsolution radiomtrique(lacapacitdediscriminerdesdiffrencesd'intensitd'nergie). Pouraugmenterlaquantitd'nergieatteignantlecapteur,etparlefaitmme larsolutionradiomtrique,sansrduirelarsolutionspatiale,ilfautlargir l l i di i d i l l i i l il f l i l'intervalledelongueursd'ondedtectparuncanalducapteur.Cecirduitla rsolutionspectraleducapteur.Inversement,unersolutionspatialeplus grossirepermettraitunersolutionradiomtriqueplusgrandeet grossire permettrait une rsolution radiomtrique plus grande et unersolutionspectraleplusfine.Ilfautdoncbiendoserlestroistypesde rsolutionafindeconstruireuncapteurquiauradescaractristiques intressantescomptetenudenosobjectifs. intressantes compte tenu de nos objectifs

Archivesdedonnesetcartographiedynamique L'un des grands avantages de la tldtection satellitale est sa capacit L undesgrandsavantagesdelatldtectionsatellitaleestsacapacit amasserpriodiquementdel'informationd'unemmergiondelaTerre.Les caractristiquesspectralesdelargionobservepeuventchangeravecle temps.Lacomparaisond'imagesmultitemporellespermetdedtecterces changements. h

1973

1994

Le facteur temps est important en tldtection lorsque : la couverture nuageuse est persistante (par exemple sous les tropiques), ce qui limite les moments o il est possible d'observer la surface; l on l'on veut surveiller des phnomnes de courte dure (inondations (inondations, dversements d'hydrocarbures, etc.); l'on a besoin d'images multitemporelles (par exemple, pour tudier d'une anne l'autre, l'tendue d'une maladie s'attaquant aux forts); les changements temporels dans l'apparence d'une caractristique sont utiliss pour diffrencier celle-ci d'une autre caractristique similaire (par celle ci d une exemple, pour faire la diffrence entre les cultures de bl et de mas).

Unevisionsurtoutlespectre:lilhumain p nutilisequunepartieinfimedu rayonnementlectromagntique(levisible). Aveclescapteurssatellitalesonpeuxvoir dansdautresdomainesspectraux,cequi donnelapossibilitdemieuxdiscriminationles objets.

visible/PIR

MoyenIR

Microondes

ImageRadarERS2 Image Radar ERS2

ModleNumriquedeTerrain(MNT) M dl N i d T i (MNT)

Vue3Ddelimage

Unevisionsynoptique:les imagessatellitalescouvrentdesgrandes g g surfacescequipermetunevue densembleetlobservationdes objetsdegrandesdimensionnon perceptiblessurleterrain. perceptibles sur le terrain

faille dcrochante senestre

Larapiditdexcution:aveclesimagessatellitales,ondisposedjdune informationthmatiqueenuntempsrecordavantmmedeserendresurle q p terrain.

Unarchivagededonnes:permetdanalysedessituationsavantetaprs.

valuationdeleffetdesinondationdanslaplainedeGharb(1986)par desimagesSPOTXSmultidates

Uneinformationfrache:aveclessatellitesdehautersolutiontemporelle=une imagetoutesles30minutes image toutes les 30 minutes

LES DOMAINES SPECTRAUX LES PLUS UTILISES POUR LOBSERVATION DE LA TERRE

Le d L domaine visible-Pir-moyIR ou i i ibl Pi IR domaine optique rflechi p q ou Domaine des donnes de rflectance

NotiondesignaturespectraledobjetIntroduction : le contenu informatif des images de tldtection est conditionn par un certain nombre de variables qui se rattachent trois grands types : variablesspectrales :ilsagitdesvariablesdfinissantlaradiomtriedelimage(choix deslongueursdondedenregistrement) ; variables spatiales : dfinition de la localisation de limage et des lments qui la composent l par rapport l lun lautre et d dans l b l ; labsolu variables temporelles : dfinition du moment et de la dure denregistrement.

Dans cette partie de cours, nous sommes concerns par les variations spectrales, cestdire les variations de la rflectance des lments en fonction de la longueur donde denregistrement prise dans les zones du spectre lectromagntique utilisable en tldtection. elles introduisent la trs importante notion de signature spectrale que nous allons essayer dexaminer dans le chapitre suivant d examiner suivant.

DfinitionSignature spectrale : La signature spectrale est la mesure quantitative des proprits spectrales dun objet dans une ou plusieurs bandes spectrales. Elle reprsente le pouvoir de rflexion (ou dmission) des objets en fonction de longueur donde. On reprsente les signatures spectrales par des courbes figurant la rflectance en ordonn et la longueur donde en abscisse. Les rflectances de la vgtation de leau et vgtation, l eau du sol dans diffrentes longueurs donde sont illustres dans cette figure Elledpenddelarsolutionspatiale(par Elle dpend de la rsolution spatiale (par exemple,larflectancedunefortvarie selonquelonconsidreunefeuille,un arbre,uneparcelledefort,unpaysage, etc.) etc )

InfluencedelarsolutiondescapteursLescourbesderflectancesdpendent : p delarsolutionspectrale;capteurhautersolution signaturecontinue; capteurfaiblersolution signaturediscrte Cestlecasdelaplupartdescapteursembarqussur lessatellites,quienregistrentdesinformationsdans unnombrelimitdecanaux; un nombre limit de canaux;

CaractrisationdesobjetspartirdeleurrflectancespectraleDans la tldtection spatiale, les phnomnes qui dominent la surface de la Terre sont labsorption, la rflexion et lmission. La majorit des capteurs spatiaux, reoivent lnergie rflchie ou mise par la surface. On peut donc caractriser les objets cibls grce leur rflectance ou leur mittance. Dans cette perspective, la rflectance des matriaux les plus reprsentatifs de lcorce terrestre, roches, minraux, sols et vgtation a t tudie au laboratoire. Leur connaissance est ncessaire l comprhension et l mise en uvre d certaines i t i la h i t la i de t i mthodes de traitement dimage (ratios, classifications, etc..) ainsi que dans la recherche applique (recherche minire etc..).

De quoi dpend les proprits optiques des objets.Les phnomnes physiques qui influencent la forme des spectres de rflectance des objets sont : La prsence dions ferreux ou ferrique, la prsence dion hydroxyle, la prsence de molcule deau, la composition chimique de lobjet l objet Remarque :La granulomtrie peut jouer un rle important aussi; on constate que plus la granulomtrie augmente (fine) plus la rflexion spectrale augmente (fine), augmente.

QuelquesexemplesdevariationsspectralesCestlarflectancequicaractrisel'tatdessurfacesnaturelles. Larflectancedelaplupartdesobjetsat mesuresurtoutelagammeduspectresolaireaussibien enlaboratoirequesurleterrain. Pouravoiraccs larflectance,lesradiomtresclassiquespermettentdefaireunemesurede luminancedel objetobserv dansundomainespectralparticulieretunemesuredel clairementreu. luminance de l'objet observ dans un domaine spectral particulier et une mesure de l'clairement reu. Onobtientainsilasignaturespectraled'unecertainesurface(solnu,prairie,fort...)dansuncertain tat(solsecoumouill,prairieverteousche...).Cesmesuresralisesausolsonttrsutilespourdfinir lesbandesspectralesdescapteursembarqus:onvaeneffetchercher raliserdesmesuresdansune gammedelongueurd'ondeo l'informationestcaractristique. Ilfautcependantnoterquecertainseffetsapparaissantdansunebandespectraleauniveaudusolne Il faut cependant noter que certains effets apparaissant dans une bande spectrale au niveau du sol ne serontplusdtectablesauniveaudusatellitedufaitdelaperturbationengendreparl'atmosphrepour cesbandesl. lesobjetsvusdunsatelliteoudunavionpeuventtreregroupsenquelquesgrandescatgories.Il sagitessentiellement,suivantlestypesdepaysage,delavgtation,reprsenteparlescultures,lafort oulavgtationspontane,desroches nu,deleauetdesespacesminralissparlhommedansdes proportionsvariables. Onpeutciterenpluslaneigeetlaglacequineprsententpasdesujetd tude lamesureo leur On peut citer en plus la neige et la glace qui ne prsentent pas de sujet dtude la mesure o leur surfaceprsenteunerflectanceimportante,prsententdesrponsestrsfortesquionttendance saturertouslesenregistrementsquineleursontpasspcialementadapts,rendanttouteinterprtation entermesspectrauximpossible.Nousallonsessayerdexaminerquelquesexemplesprisdanslesgrands domainesprcdents.

Reflectance des solsVoiciunelistedequelquesapplicationsdelatldtectionpourl'utilisationdusol: lagestiondesressourcesnaturelles laprotectiondel'habitatsauvage l i d l'h bi l'expansionetledveloppementurbains laplanificationdesitinrairesetdelalogistiquepourlesactivitsd'explorationet d'extractionderessources ladlimitationdel'tenduededommage(tornades,inondations,volcans,tremblements deterre,feux) ladterminationdeslimiteslgalespourl'valuationdestaxesetdesproprits

LessolsCe cas est particulirement important car une grande partie des lments visibles sur les images satellitaires est constitue par des sols nus ou faiblement couverts : labours, cultures faible couverture vgtale (vigne), etc Les sols se forment partir des affleurements rocheux qui portent alors le nom de roche mre ou roche parentale (du sol). Des processus physiques, chimiques et biologiques dsagrgent et altrent les roches mres dont les minraux primaires sont plus ou lt t l h d tl i i i t l moins transforms. les vgtaux et la faune qui se dveloppent sur les substrats minraux produisent de la matire organique frache (feuilles, fruits, fruits cadavres d animaux, excrments) qui est dcompose par danimaux une arme de bactries et de champignons microscopiques. Au cours de la transformation de la matire organique, des minraux sont librs (minralisation) et ragissent avec dautres molcules organiques pour former de l humus, matire organique lhumus, brune qui se prsente ltat de collodes (humification). Les produits de la dcomposition des roches et de la matire organique se mlangent pour former des agrgats organo-minraux qui donnent aux sols leur structure.

Lessolssontdoncleproduitd'altrationdesroches.Commelesminraux,La signaturespectraledessolsprsententlammecroissancerguliredelarflectance danslevisibleetlePIRquelesroches.

Lessols

Lesroches

Lespropritsoptiquesdusoldpendentdesacompositionminrale,delateneur eneauetenmatireorganiqueetdelarugositdesurface. Leseffetsdelarugositsonttrsimportantsdanstouteslesbandesspectralesallant Les effets de la rugosit sont trs importants dans toutes les bandes spectrales allant duvisiblelinfrarougethermique.Pluslesparticulesdunsoldonnsontfines,plusla rflectanceestleve. Unestructuregrossiredusol,suitedestravauxagricolestelsqueleslabours,se traduitpardesaspritsimportantesquiaccentuentladiffusionetgnrentdeszones dombre.

Comportements spectraux des sols Ils se caractrisent par des valeurs de rflectance rgulirement croissantes dans le visible et le roche infrarouge, et une stabilisation dans le moyen infrarouge rflectif rflectif.

Facteurs de variation de la rflectance des solsCouleur du sol : plus les sols sont clairs, plus la rflectance est leve. Modification de la couleur par : travaux superficielles, pluie, rflexion du soleil, p p ,p , , teneur en calcaire ou matire organique.

sol4 sol3 Sol2 Sol1

Humidit du sol : les sols humides ont une rflectance plus faible que les sols secs ( diffrentiation surtout apparente dans lIR).

la rugosit de surface du sol : une surface lisse (rouleau) est plus rflchissante qu'une surface rugueuse (labour). Sol li S l lisse

Sol semi fin Sol rugueux

la teneur en matire organique : la rflectance diminue avec la teneur en matire organique.

Il existe dautres facteurs de variation de la rflectance des sols la teneur en fer du sol: la rflectance diminue avec la teneur en fer. la granulomtrie du sol: il s'agit d'un effet indirect en fonction de la teneur en eau des diffrents lments texturaux (argiles, limons, sables, graviers, cailloux, pierres, blocs). pierres blocs) la teneur en sels du sol: ils sont dtectables particulirement dans l'infrarouge proche et moyen rflectif.

Droite des sols La rflectance des sols est troitement lie leur contenu (donc leur composition minralogique), leur teneur en eau et leur granulomtrie.

On peut tablir pour un type de sol donn une droite qui reprsente sa rflectance indpendamment du taux dhumidit car cette dernire affecte d humidit, la reflectance dans lensemble du spectre et prserve les diffrences dune bande lautre, en particulier entre la bande rouge et la bande PIR.

Les i t L points qui correspondent diff t t t d surface d sol nu d i d t diffrents tats de f dun l donn, salignent dans le plan R-Pir selon une droite que lon appelle droite du sol :

Pir l Pi = slope R + i t ersept int

Chaque t Ch type d sol sera caractriser par sa d it i d de l t i droite indpendamment d son t t d t de tat dhumidit.

Reflectance de la vgtationLechampdapplicationdelatldtectionpourl'tudedelavgtationesttrs vaste.Lesacquisitionsonttutilisesdansmaintestudes:description, vaste Les acquisitions ont t utilises dans maintes tudes : description identificationetcartographiedelavgtationetdel'occupationdusol, dforestationtropicale,indicefoliaireLAI,photosynthseetvapotranspiration, biomasse,productivitdessystmesagricoles,phnologieforestire,coupeset rgnration,dfoliationfoliaireetdprissementdescouvertsforestiers.

Lesfeuilleslachlorophylle,unemolculequenous retrouvonsl'intrieurdesfeuilles,absorbe fortementlerayonnementauxlongueurs d'ondedurougeetdubleu,maisrflchitle d'onde du rouge et du bleu mais rflchit le vert.Lesfeuilles,quicontiennentunmaximum dechlorophylleenprintemps,sontdoncplus vertespendantcettesaison.Enautomne,les feuillesquicontiennentalorsmoinsde chlorophylle,absorbentmoinsderouge,et chlorophylle absorbent moins de rouge et paraissentdoncrougesoujaunes(lejauneest unecombinaisondeslongueursd'ondedu vertetdurouge).Lastructureinternedes feuillesensantagitcommeunexcellent rflecteurdiffuspourleslongueursd onde rflecteur diffus pour les longueurs d'onde PIR.Sinosyeuxpouvaientpercevoir l'infrarouge,lesfeuillesparatraienttrs clatantessousceslongueursd'onde.Les scientifiquesutilisentd'ailleursl'infrarouge pourdterminerl tatdesantdela pour dterminer l'tat de sant de la vgtation.

Lesmcanismesdediffusiondelalumireparlesfeuilles

Larflexiondunefeuilleestsurtout unerflexiondiffuse.Cettediffusion estplusimportantedansle parenchymelacuneuxoles orientationsdesparoiscellulaires sontquelconquesetoilexistede nombreusesinterfacesairparois cellulaires.Lerlejouparle p parenchymepallissadique(situprs y p q p delafacesuprieure)seraitpeu important.

Structure dune feuille de bl et rayonnement

Comportement spectral d'un vgtal chlorophyllien d un

Proprits optiques des feuillesOnpeutdistinguertroisdomaines: le visible (0 4 0 7 m) levisible (0.4 0.7m). Lesfeuillesont,danscedomaine,unefaiblerflectance(15% maximum)etunetrsfaibletransmittance.Lamajeurepartie durayonnementreuestabsorbeparlespigmentsfoliaires: chlorophylle,carotne,xantophylle,anthocyanes.Les principauxdentreeuxsontleschlorophyllesaetb(65%des pigmentsdesplantessuprieures)quipossdent2bandes d l ) d b d dabsorptiondanslebleuetlerouge.Celasetraduitparun maximumderflectancedanslejaunevert0.55menviron,

- le proche infrarouge (0.7 1.3 m).Dans ce domaine, les pigments foliaires, ainsi que l cellulose qui constitue l parois la ll l i tit les i cellulaires, sont transmettant. Cest pourquoi la quantit de rayonnement qui est absorbe par la feuille est trs faible (infrieure ou gale 10 %). L %) Le rayonnement reu est soit rflchi, soit t t it fl hi it transmis. La rflectance passe ainsi brutalement de quelques % prs de 50 %. Le niveau de ce plateau de rflectance dpend de la structure interne des f ill : il est d t t plus l i t d feuilles t dautant l lev que les tissus sont constitus de cellules aux formes irrgulires et que le nombre dassises cellulaires est grand,Rponsespectraledunefeuilledebl

linfrarouge moyen (1.3 2.5 m). Dans ce domaine, le facteur essentiel est la teneur en eau. En effet, au-del de 1.3 m, il au del existe des bandes dintense absorption du rayonnement par leau, en particulier 1.45, 1.95, et 2.5 m ; mais mme entre ces bandes, labsorption par leau nest pas nulle, aussi le niveau des deux maxima relatifs observs 1.65 et 2.2 m est-il galement influenc par la teneur en eau des feuilles (les bandes 5 et 7 de Thematic Mapper sont centres sur ces deux maxima).

En rsum Les vgtaux chlorophylliens se caractrisent par des comportements particuliers dans les grands domaines spectraux. Dans le visible cause des pigments chlorophylliens la rflectance est visible, chlorophylliens, globalement faible avec un maximum 0,55m et un minimum 0,675 m. Dans le proche infrarouge o nous avons un effet dominant de la structure infrarouge, interne ;la vgtation chlorophyllienne a toujours des valeurs de rflectance plus fortes que les autres objets (sols, eau, minraux...). Dans l'infrarouge moyen rflectif, en fonction de la teneur en eau des tissus vgtaux, la rflectance sera plus ou moins forte. Plus la teneur en eau est grande, plus la rflectance est faible.

Canal proche IR

Composition colore

Lesfacteursdevariationderflectancedelavgtation

Les facteurs influenant la rflectivit de la vgtation peuvent tre classs en quatre groupes:Structure de la feuille (structure interne surface de la feuille contenu en eau chlorophylle) Structure interne, feuille, eau, Age des feuilles, dficience minrale, Attaque parasitaires Gomtrie de la feuille (orientation, inclinaison) Assemblage des feuilles (recouvrement, disposition,) Structure canope (lisse, rugueuse, ouverte, ferme, ..) Par ailleurs, dautres facteurs jouent galement un rle important: Langle de prise de vue, qui peut varier beaucoup sur certains types dimages (photo arienne, capteur avec angle de balayage importants, capteur orientable sur SPOT) Linfluence du sol, faible en fort dense mais beaucoup plus importante quand la fort est dgrade

Lastructuredesfeuilles

Larflectancedesfeuilles,dansleP.I.R.,dpend dunombred assisescellulaires,deladimensiondes du nombre dassises cellulaires, de la dimension des cellulesetdelpaisseurrelativeduparenchyme lacuneux.Ainsi,paisseurgale,lesfeuillesdes dicotyldonessontplusrflchissantesquecelles desmonocotyldonescarellespossdentun parenchymelacuneuxplusdvelopp. Demme,lesfeuillesdesplantesadaptesla scheresse,quisontgnralementpluspaisses (olivier,chnevert...)ontdesrflectancestrs levesdansleprocheinfrarouge(7080%). Laprsencedepoilslasurfacedesfeuillesapour effetdemodifierleurrflectance.Danslevisible,les poilssontblancsetaugmententlarflectance.

Exemple de structure interne de feuille : l accroissement des laccroissement nombres dassises cellulaires augmente la rflectance dans le PIR.

Exemple de pigments chlorophyliens : la disparition des pigments chlorophylliens conduit des rflectances plus fortes dans le visible et en particulier la disparition du maximum 0,55 m,

Teneureneaudesfeuilles Lateneureneaudesfeuillesauneactiondirectesurleurspropritsoptiques dansl infrarougemoyen,maiselleagitgalementdemanireindirectesurla dans linfrarouge moyen, mais elle agit galement de manire indirecte sur la rflectancedanslevisibleetleprocheinfrarougeenmodifiantlarigiditdes cellules.Ainsi,danstoutlespectreunediminutiondelateneureneaudes feuillessetraduitparuneaugmentationdelarflectancequiestcependant p g q p beaucoupplusfortedanslinfrarougemoyenquedanslevisibleetleproche infrarouge. Danslesconditionsnaturelles,ilestncessairequeledficithydriquesoit marqupouraffecterlarflectancedanslinfrarougemoyen,carlesplantes possdentdesmcanismesdergulationquilimitentleursperteseneau.Ainsi leplussouvent,lesmesuresderflectancedesfeuillesdanslinfrarougemoyen nepermettentpasdedtecteroudequantifierundficithydrique.

Exemple de teneur en eau : l rflectance augmente dans tout le domaine E l d t la fl t t d t tl d i spectral lorsque le couvert vgtal se dessche.

AgedesfeuillesLes proprits optiques des feuilles voluent uniquement durant les stades j p p p q q juvniles et la snescence. Durant la majeure partie de leur existence, elles ont donc des proprits optiques stables. Le schma ci-contre montre lvolution de la rflectance dune feuille de bl au cours de la snescence

La disparition des pigments chlorophylliens et leur remplacement par des pigments bruns entrane un fort accroissement de la rflectance dans le jaune-vert et dans le rouge. Dans le proche infrarouge, la rflectance volue seulement lorsque l structure interne de l f ill est d l la t t i t d la feuille t dsorganise par son d i desschement. h t Dans linfrarouge moyen, laccroissement de la rflectance est li au desschement de la feuille qui intervient relativement tardivement lorsquelle est jaune et que les pg pigments chlorophylliens ont disparu. p y p

DficiencesminralesLesdficiencesminralesaffectent,enpremierlieu,lateneuren chlorophylledesfeuillespuisleurstructureanatomiqueselonleursvrit.La chlorose(carenceenfer)etladficienceenazotesontlesphnomnesque lonrencontreleplusfrquemment.Larflectancedanslesbandes dabsorptiondelachlorophyllepeutainsitreutilisepourcaractriserune dficienceenazote. Ladficienceenazoteaffectenonseulementlespropritsoptiquesdes La dficience en azote affecte non seulement les proprits optiques des feuillesdansledomaineduvisiblemaisgalementdansleprocheetle moyeninfrarouge.Eneffet,lesplantesquisouffrentdunmanquedazoteont desfeuillesmoinspaisses(rductiondunombredassisescellulaires),les cellulessontplusgrandesetleurteneurenmatirescheparunitde cellules sont plus grandes et leur teneur en matire sche par unit de surfaceestplusfaible.

Exemple de dficiences minrales : la dficience en azote se traduit par un accroissement de la rflectance dans le jaune vert et une lgre diminution de j g celle-ci dans le proche infrarouge (feuilles lgrement moins paisses).

Lesattaquesparasitaires

Lesattaquesparasitairespeuvent: modifierlateneurenpigmentdesfeuilles;c'est lecasdesjaunisses(crales,betteraves)qui correspondentunedisparitiondelachlorophylle souslactiondagentspathognes, l ti d t th provoquerdesncroses;lespartiesncroses prsententdesphnomnesidentiquesceuxqui sontduslasnescencedesfeuilles(schmaplus haut), apporterdautrespigmentsqui,selonleurnature, peuventaccrotreoudiminuerlarflectancedans diversdomainesspectraux.Ainsi,lafumagine saccompagnedunetrsfortediminutiondela rflectancealorsquel odiumproduitune rflectance alors que lodium produit une augmentationdelarflectancedesfeuilles, modifierleschangeshydriquesdesfeuillessans apporterdemodificationsdeleursproprits optiques.Danscecas,latempratureradiativedes feuilleschangeetl attaqueparasitairepeuttre feuilles change et lattaque parasitaire peut tre dtectedanslinfrarougethermique.

PropritsoptiquesdescouvertsvgtauxPourlesculturesannuelles,leursfleurspeuventavoirdespropritsoptiques diffrentesdecellesdesfeuillesetpeuventjouerunrlesignificatifdanslarflectance duncouvertunepriodedonne(parexemple,lesfleursducolzaoudutournesol p p p danslejaune). Danslesforts,lespropritsoptiquesdelcorcedesbranchesetdescnesdes conifresjouentgalementunrleimportant.Leschmacidessousprsente,titre dexemple,lespectrederflectancedaiguillesduneanne,delcorcedespetites branchesetdejeunescnesdesapin. b h td j d i

Rflectancedesorganesdusapin

EffetdesfacteurspropresauxcouvertsvgtauxL indicefoliaire L'indice foliaire L'lmentdterminantdu comportementradiomtriquedes couvertsvgtauxestlamassefoliaire, lesautresorganesvgtaux l n'intervenantquedefaonmarginale danscecomportement. Ladensitdufeuillageaurauneffet g directsurlarflectanceducouvert:elle peuttrecaractriseparl'indicefoliaire (LeafAreaIndex) quel'ondfinitcomme lerapportentrelasurfacedefeuilleset pp lasurfacedusol.

Quand l'indice foliaire augmente, l'agrgation des comportements optiques des feuilles se ralise comme le montre la figure ci-dessous en accentuant les ralise, ci dessous, phnomnes lmentaires : l'accroissement de la densit de feuillage augmente la rflectance dans le proche infrarouge et diminue la rflectance dans le rouge.

Cependantdanslesdeuxcas,onatteintunpalierdesaturationaudelduquell'accroissementdela massefoliairen'aplusd'effetsurlecomportementducouvert. Lasaturationintervientplusrapidementdanslevisible(versunindicefoliairede3)carl absorbancey La saturation intervient plus rapidement dans le visible (vers un indice foliaire de 3) car labsorbance y esttrsleve(surtoutdanslerouge).Parcontre,dansleprocheinfrarouge,lesfeuillesayantune transmittancedelordrede40%,lasaturationnintervientquepourunindicefoliairevoisinde7 environ. Remarques : 1 ilfautnoterquelavaleurdelindicefoliaire,ncessairepouratteindreundespaliersseraplus levepouruncouvertdontlesfeuillessontdresses(rectophile)quepouruncouvertdontles feuillessonttales(planophile), 2 larflectanceduncouvertforestierestunpeupluscomplexecarelledpenddecelledesarbres etdecelledelavgtationbassesousjacente;cellecipeutdevenirimportantelorsqueladensit descouronnesdesarbresestrelativementfaible(fortsmditerranennesouborales).

Orientationdesrangsdeculture Commelemontreschmatiquementlafigurecidessous,lorientationdesrangsdeculturepar rapportausoleilmodifiel importancedessurfacesdesolombresdanslesinter rangs. rapport au soleil modifie limportance des surfaces de sol ombres dans les interrangs.Orientation des rangs de culture et rflectance

La rflectance est maximum lorsque les rayons sont parallles la direction des rangs et minimum lorsquils lui sont perpendiculaires. Lamplitude de variation de la rflectance en fonction de lorientation des rangs dpend de deux facteurs : - le domaine spectral, -le taux de couverture du sol. Dans le proche infra rouge, les feuilles transmettent de lordre de 40 % du rayonnement reu, aussi les ombres sont-elles beaucoup moins marques que dans le visible ou linfra rouge moyen. Leffet de lorientation des rangs est donc moins sensible dans le proche infrarouge que dans le visible et linfrarouge moyen. Le taux de couverture du sol joue galement un rle important. On conoit que lorsque le sol est peu couvert ou compltement couvert, leffet de lorientation des rangs soit peu sensible. Par contre, il est maximum pour un taux de couverture compris entre 40 et 60 %.

GomtrieducouvertLarflectanceduncouvertvgtaldpendtoutdaborddelangledinclinationdes feuilles.Eneffet,lorsquelesfeuillessontdresses,ilfautunindicefoliairebeaucoup f ill E ff t l l f ill td il f t i di f li i b pluslevpourmasquerlesolquelorsquellessonttales.Lasensibilitdela rflectancelinclinationdesfeuillesestbeaucoupplusgrandedansleproche infrarougequedanslevisible.Danslevisible,lesfeuillesontunerflectance infrieurecelledusolaussilorsqu ellesseredressent,larflectanceaugmente t elle, infrieure celle du sol aussi lorsquelles se redressent la rflectance augmentetelle pourunindicefoliairedonn.Parcontre,dansleprocheinfrarouge,onpeutobserver lephnomneinverse,carlesfeuillesontunerflectancesuprieurecelledusol. Dansuncertainnombredecas,lorsquuncouvertbasouunefortsubissentune contrainte(dficithydrique,dficienceminrale,attaqueparasitaire,pollution...),les ( y q , , q p ,p ), propritsoptiquesdesfeuillespeuventnepastreaffectesdefaonsensible. Cependant,leffetdecescontraintespeut,biensouvent,tredtectdanslevisibleet leprocheinfrarougecarellespeuvententranerunemodificationduportdesfeuilles et/oudelindicefoliaire.

Activitphysiologiquedesplantes Lactivitphysiologiquedescouvertsvgtauxpeutaffecterleurrflectancedansla mesureoelleauneffetsurlafonctiondedistributiondesinclinationsdesfeuilles. mesure o elle a un effet sur la fonction de distribution des inclinations des feuilles Undficithydriquepeutainsitredtectsileportdesfeuillesestchang (fltrissementtemporaire,ouenroulementdesfeuilles).

volutiontemporelledelarflectancedescouvertsvgtauxLa signature spectrale de la vgtation dcrit en ralit un tat vgtatif donn dont la date de ralisation peut varier suivant les conditions mtorologiques de lanne considre et la localisation de llment tudie la saison et la phase de l lment tudie, croissance. Lorsquun vgtal se dveloppe, leffet du sol sestompe progressivement tandis que le spectre de rflectance, caractristique des feuilles, le remplace.Ainsi,commelemontreschmatiquementlafigureci dessus,lorsquelavgtationseraenphaseactivede croissance,larflectancedanslevisibleetlinfrarouge moyendiminuera.Elleaugmenteraparcontredansle procheinfrarouge. proche infrarouge Lasnescencefaitaucontrairevoluerlecouvertvgtal versuncomportementradiomtriquedesolnu.Cetype d'volutions'observe,selonlecycledevgtation,pour touteslesculturesannuelles

.

volutiondesspectresderflectancesde feuillesdehtresencoursdesnescence.

volutiondesspectresderflectancedefeuillesdebl aucoursdelasnescence(d'aprsGuyot,1984)

Ce shift important a conduit les Ce "shift"importantaconduitles agronomeslafabricationdenombreux "indicesdevgtation"faisantressortir lavaleurdecetcartafindemesurer l activitphotosynthtiquedelaplante l'activit photosynthtique de la plante (enanglais"greenest").Onpeutnoter d'ailleursquelapositionducoude(lieu olarflectanceaugmente brutalement),(enanglais rededge )est brutalement) (en anglais "red edge") est variableselonlavgtation. dansledomainedel'infrarouge moyen,larflectancedesplantesest l fl d l surtoutaffecteparleurteneureneau.Spectrederflectancedefeuillesdecoton

"indices de vgtation" indicesdevgtationLacourbe devgtationsaine montreunebasserflectivitdanslerougeetune hauterflectivitdansleprocheinfrarouge.Lesolnusecetlavgtation(morte) p g g ( ) snescentenemontrentpascetterponseinverse

Indice de vgtation On dfini deux groupes dindices de vgtation : les indices bas sur la pente de la droite des sols les indices bass sur la distance par la droite des sols

Les indices bass sur la pente de la droite des sols On dfini sept indices de pente : le ratio NDVI RVI NRVI TVI CTVI et TTVI ratio, NDVI, RVI, NRVI, TVI, -Le Ratio :Ratio = Pir R

met en vidence le saut de rflectance entre la faible valeur du rouge (absorption par la chlorophylle) et la forte valeur du Pir (du la structure cellulaire de la vgtation)

Remarque : les images ratio font souvent diminuer leffet de lombre du la topographie. Cependant leurs histogramme na pas une distribution normale

-Le NDVI (Normalised difference Vegetation index) si NDVI=0 surface de trs faible couverture vgtale si NDVI < 0 absence totale de la vgtation

NDVI =

Pir R Pir + R

1 NDVI 1

si NDVI =1 surface vgtale avec taux de couverture maximum - Le TVI ( Transformed vegetation index)TVI = ( Pir R ) + 0.5 Pir + R

les indices bass sur la distance par la droite des sols p grand nombre dindice bas sur la distance p rapport la par pp On peut dfinir un g droite des sols. Les principaux sont : - Le PVI : Pour dfinir cet indice, quatre tape sont ncessaire : 11 On dtermine lquation de la droite l quation des sols R=a0+a1Pir 2- On dtermine lquation de la droite perpendiculaire la droite des sols R2=b0+b1Pir2 avec b1=1/a1 3- Trouver lintersection de ces deux droites A1(R1, Pir1):

R1 =

b1a0 b0 a1 b1 a1

Pir1 =

a0 b0 b1 a12

4- Trouver la distance entre les points 1 et 2 t

PVI =

(R1 R2 )

+ (Pir1 Pir2 )

2

Interprtationdel indicesdevgtation Interprtation de lindices de vgtation Lesrgionscouvertvgetaleimportantvontavoirdes g g p valeurslevespourdesindicesdevgetationenraisonde leurrflectivitprocheIRleveetbasserflectivitdansle rouge. rouge Lesnuages,l'eau,neigeontuneplusgranderflectivitdans lerougequedansleprocheIR,vontavoirdesvaleurs ngativespourcetindice. Lesrochesetlessolsnusontlesrflectivitssemblablesdans lerougeetprocheIR,vontavoirunindiceprochedezro. le rouge et proche IR vont avoir un indice proche de zro

LEAU

Leaul'eauabsorbedavantagelesgrandeslongueurs d'ondedurayonnementvisibleetduproche infrarouge.Ainsi,l'eauparatgnralementbleue oubleuvertcarellerflchitdavantagelespetites ou bleu vert car elle rflchit davantage les petites longueursd'onde,elleparatencoreplusfoncesi elleestobservesousleslongueursd'ondedu rougeouduprocheinfrarouge.

PropritsoptiquesdeleauDanslescourteslongueursdonde L Lorsquelerayonnementsolaireatteintunesurfacedeau,unefractionimportantedelclairementincident l l i i f d f i i d l l i i id estrflchiespculairementsanstreaffectespectralement.Larflexionspculaireneproduitdoncquun dplacementglobalduniveauderflectancesansaffectersavariationenfonctiondelalongueurdonde. Lclairementquinestpasrflchiparlasurfacedeleauestrfractetdirigverslebas.Unepartieduflux rfractestabsorbeparl eau,l autreestrtrodiffuse.Ilsuffitdequelquescentimtresquelques rfract est absorbe par leau lautre est rtrodiffuse Il suffit de quelques centimtres quelques dcimtrespourabsorbertoutlerayonnementsolairedansleprocheinfrarougeetdequelquesmillimtres danslinfrarougemoyen.Ainsi,dansleprocheetlemoyeninfrarouge,lessurfacesdeaupuressontelles pratiquementnoires,cequifaciliteleuridentificationpartldtection. Dansl eautrspure,ladiffusiondelalumireestdueauxmolculesd eauetauxcorpsdissous.Ladiffusion Dans leau trs pure la diffusion de la lumire est due aux molcules deau et aux corps dissous La diffusion quiintervientalorsestladiffusiondeRayleigh.Cequipermetdexpliquerlacouleurbleuedelamer. DanslinfrarougeThermique Dans linfrarouge thermique lmissivit de leau est trs leve Ce domaine spectral est donc Dansl infrarougethermique,l missivitdel eauesttrsleve.Cedomainespectralestdonc particulirementbienadaptlamesuredelatempraturedessurfacesd'eau,carilcorrespondaumaximum detransmissiondelatmosphre(fentredelinfrarougethermique).Silonconsidrelmissivitmoyennede leauentre8et14m,elleestgale0,98pourleaupureet0,975pourleaudemer.Propritsoptiquesde leau

Couleurdel'eauLaprsencedephytoplancton,dematireorganiquedissouteoudesdiments,modifiela signaturespectraledurayonnementsolairertrodiffusparlacouchesuperficielledel'ocan versl'atmosphre,enaccroissantsonabsorptionetsadiffusion.Lacouleurdel'eau,quirend comptedesvariationsspectralesderflectancediffusedeseaux,varieainsidubleudansles eauxpures,auvertdansleseauxrichesenphytoplancton,etauvertlaiteuxdansleseaux eaux pures au vert dans les eaux riches en phytoplancton et au vert laiteux dans les eaux richesensdiments. Dansl'ocanouvert,lephytoplanctonetlamatirebiogneassociesontlescomposants prdominants.L'observationdelacouleurdel'eaudepuisl'espacepermetuneestimationde p p p p laconcentrationenpigmentschlorophylliensetl'tudedesavariabilitspatialeettemporelle l'chellergionaleouglobale,encoretrsmalconnue.Ils'agitd'uneinformationessentielle pournotrecomprhensiondufonctionnementdescosystmesmarins,etpourl'valuation desfluxd'nergieentrantdansleschanesalimentaires. causedesacapacitfixerunepartieduCO2atmosphriquepourlaphotosynthsedela matireorganique,lephytoplanctonjouegalementunrlegochimique,celuidepompe biologiqueCO2.Lesprogrammesinternationauxderecherchesurleclimatontainsimis l'accentsurlerledel'ocandanslecycleglobalducarbone.

Lorsquelescouchessuprieuresdel'eau contiennentdessdimentsensuspension,la transmissiondiminue,larflexionaugmente etl'eauparatplusbrillante.Lacouleurde l' l b ll l d l'eausedplaceralgrementverslesplus grandeslongueursd'onde.Nousconfondons parfoisl'eauquicontientdessdimentsen suspensionavecl eaupeuprofondeetclaire, suspension avec l'eau peu profonde et claire carcesdeuxphnomnesparaissenttrs semblables.

La chlorophylle dans les algues absorbe plus d bl et rflchit b b l de bleu fl hi plus de vert. L'eau parat donc plus verte quand elle contient des algues. L'tat de la surface de l'eau (rugueuse, lisse, vagues, (rugueuse lisse vagues dbris flottants, etc.) peut aussi susciter des problmes dans l'interprtation cause de la rflexion spculaire et des autres influences sur la couleur et la brillance.

InfluencedufondsurlarflectancedelamerLarflectancedufondpeutaffecterdefaon La rflectance du fond peut affecter de faon sensiblelarflectancedesurfacesdeaupeu profondes(zonesctiresparexemple).Lvaluation deceteffetestnonseulementimportantepour p permettreuneestimationcorrectedela concentrationenmatriauxdissousouen suspension,maisellepeutgalementservirau dveloppementdemthodesdetldtection destinescartographierlestypesdefondsmarins etlaprofondeurdel eau. et la profondeur de leau Lesschmascidessousprsententlesrsultatsde simulationssurmodleseffectuesavec3typesde fondsdiffrents:sable,boueetvgtationpourdes eauxmarinesclaires. eaux marines claires Ellemontrequeleffetdufondestmesurable jusquuneprofondeurde20mdansledomainedu visibleetqueleffetestmaximumvers0.550m dansles3casprsents p

Spectres de rflectance des surfaces marines (courbe 0 = rflectance du fond)

RflectancedeseauxcontinentalesLeseauxcontinentalesontgnralementunechargeen g g sdimentsetuneconcentrationensubstancejauneplusleves quecellesdeseauxmarines.Leurspectrederflectanceest doncdiffrent. donc diffrent Leseauxdelacssontmoinschargesensdimentsmaisil existeunerelationexponentielleentrelarflectanceenvolume dansledomaineduvisibleetlaconcentrationensdiments.

Rflectance de leau et hydrologie d h d l i de surface f

3% eau de la terre est douce 97% oceans 1% eau douce provient des lacs, p rivires 29% provient des aquifers et 70% dans glaciers

Comportement spectrale dune eau pure La rflectance de l'eau pure, assez forte dans la bande bleue du visible, diminue ensuite rapidement pour devenir trs faible ds le proche infrarouge. Des particules minrales, du plancton ou des vgtaux, en suspension ou flottant dans l'eau, modifient ces caractristiques en augmentant la rflectance dans le visible .

Facteurs de variation de la rflectance de leau

Profondeur Turbidit Agitation superficielle

Utilit de la tldtection pour les hydrogologues p y g g

Dresser les cartes du rseau hydrographique

Neige et glace La neige a une rflectance forte dans le visible et faible dans le proche infrarouge. Dans ce domaine spectral, elle est d'autant plus rflchissante que les cristaux sont plus petits.

Le classement par rflectances dcroissantes est le suivant : neige frache > neige ancienne > glace

Rflectance des minraux

LesminrauxDans le domaine optique, les gaz de latmosphre absorbent le rayonnement solaire entre 1.3 et 1.5 m et entre 1.8 et 2.0 m. Il faut donc distinguer deux sous domaines de part et dautre de ces fentres aveugles.

domaine 0 4 1 1 m 0.4 1.1La rflectance des minraux entre 0.4 et 1.1 m est essentiellement lie la prsence des cations de transition. La reflectance diffuse des minraux augmentent quand on passe de la partie bleue vers la partie rouge et infrarouge

Quelques rgles se dgagent de leur tude : - la plupart des minraux blancs possdent une trs forte rflectance ; - les minraux colors ont une forte dominante dans leur couleur propre ; - l quartz a une assez faible rflectance avec une t lgre le t f ibl fl t trs l dominante dans le rouge et lIR ; - les minraux sombres, tant fort absorbants, rflchissent peu la lumire dans toute ltendue du spectre ; l tendue - les micas ont une rflectance basse et, en ce qui concerne la biotite (mica noir), on constate une absorption complte sur lensemble du spectre.

Domaine 1.1 2.5 mCe domaine comprend les bandes dabsorption de leau de latmosphre, 1.4 et 1.9 m, de sorte que ces rgions constituent des fentres aveugles en tldtection l i tldt ti gologique d f it d l t du fait de latmosphre qui forme cran h if

Par contre l absorption due la vibration fondamentale des OH vers 2 1 m a contre, labsorption 2.1 2.4 a une influence sur le comportement spectral des minraux hydroxyls. Ainsi, les rgions gologiques riches en minraux argileux, associs des zones daltration hydrothermale, peuvent tre cartorgraphies en utilisant les i l images prises vers 1.6 et vers 2.1 2 4 m. i 16 t 2 1 2.4 Le rapport des rflectance 1.6 et 2.2 m permet de cartographier des zones d roches altres, car les roches saines prsentent peu dabsorption de h lt l h i t t d b ti entre 2.1 et 2.2 m. La septime bande de TM (2.08-2.35 m) a dailleurs t choisie en fonction de ces object s objectifs.

Ces courbes sont caractrises par des bandes dabsorption qui sont caus par la prsence des cations OH, H2O CO3, SO4, CH, SiO2. OH H2O, CO3 SO4 CH et SiO2 Les minraux argileux ont des bandes dabsorption centr sur 2.2m, mais cette bande se dplace lgrement en fonction du type dargile. La calcite f ti d t d il L l it possde une bande dabsorption 2.35 m.

http://speclib.jpl.nasa.gov. http://speclab.cr.usgs.gov/spectral.lib04/spe htt // l b / t l lib04/ ctral-lib04.html.

Spectrale matching

la plupart des minraux blancs possdent une trs forte rflectance ; les minraux colors ont une forte dominante dans leur couleur propre ; le quartz a une assez faible rflectance avec une trs lgre dominante dans le rouge et lIR ; l IR les minraux sombres, tant fort absorbants, rflchissent peu la lumire dans toute ltendue du spectre ; les micas ont une rflectance basse et, en ce qui concerne la biotite (mica , q ( noir), on constate une absorption complte sur lensemble du spectre.

Dans la pratique, on se rend compte que les courbes de rflectance prsentent en gnral un maximum de diffrenciation entre 0.55 et 0.65 m (orangrouge) et autour de 0.91 m (IR). Dans le cas des ( g g ) ( ) roches trs riches en minraux de base, on a donc intrt oprer au niveau de ces bandes spectrales. Ilfautcependantnoterladifficultqu ilpeutyavoirreconnatre Il faut cependant noter la difficult quil peut y avoir reconnatre unminralouunerocheparsaseulesignaturespectrale,des paramtrescommelemodedecristallisation plusoumoinsfindela dolomiteentranantdesvariationsconsidrables.Acettedifficult sajoutentleslmentsquipeuventcouvrirlarocheoudes phnomnesdaltrationminrale.Sansparlerdunecouverture h d l l l d vgtale importantequicondamnelutilisationdelamthode,la prsencedelichens oudelapatine frquenteenmilieudsertique, modifielescourbescorrespondantes.

Goethite

Topaze

Kaolinite

Muscovite

Biotite

Albite

Calcite

Dolomite

LESROCHES

Lesroches

Courbesdesignatures spectralesdubasalte(d'aprs WesteretLunden,1985)

Lesrochessontformesdeminraux,maisleursurfaceestfortementaltreparl'actiondesagents atmosphriques.Danslesrgionsd'affleurements,onobservedesroches"naturelles"etnondes p q g , minrauxpurs. L'altrationdesrochescreunepelliculedesurfacequel'onappellepatine,quiestconstituepar desproduitsdedcompositiondesminrauxetdecertainesimpurets.Larflectanceestmodifie parcettepatine:pourlesrochessombres(basalte),lapatineaugmentelarflectance;pourlesroches tt ti l h b (b lt ) l ti t l fl t l h claires,elleladiminue. Laprsencedelichensaltreencorelamesure.Laprsenced'eaudansleslichensoulacouche d'altration,setraduitpardesbandesd'absorption1.4met1.9m. , p p Ilfautaussibienprendreconsciencequelesrochessontsouventrecouvertesdevgtation(autre queleslichens)etqu'onnepeutlesobserverdirectement;cependantonarriveparfoisles diffrencierparl'tudedelavgtationquileurestassocie.

La rflectance des roches est variable en fonction de leur composition en minraux de base. Cest pourquoi les roches sombres telles que les pridotites possdent videmment une rflectance plus faible que les roches claires du type granites et granodiorites. Les roches colores, quant elles, possdent une dominante spectrale dans leur couleur propre mais surtout dans lIR. On voit sur la figure que les meilleures diffrenciations sont ralises la fois dans la bande des 600 650 nm (orangrouge) et dans lIR. La comparaison entre les courbes de rflectance dobjets identiques mesurs en d objets laboratoire avec les courbes obtenues par avion montre quelles sont trs voisines avec toutefois une augmentation gnrale dans le bleu qui est due la diffusion atmosphrique.

Nous pouvons galement identifier les roches grce leur mission. La connaissance des proprits thermiques des roches est ncessaire pour bien comprendre comment les tempratures de surface peuvent nous indiquer sur la nature minralogie de la roche tudie. La teneur des roches en certains lments semble en effet influencer lmission de la roche dans certaines longueurs donde entre 3 et 5 m ou 8 et 14 m. C t l cas t t Cest le notamment pour la silice. Dun strict point de vue thmatique, il faut savoir que de telles techniques ne sont utilisables que dans les zones o la roche est nu, cest dire des zones dsertiques ou semi dsertiques.