Généralité sur la télédétection

Généralité sur la télédétection

Définition de la télédétection

« La télédétection est l’ensemble des techniques qui permettent, par l’acquisition d’images, d’obtenir de l’information sur la surface de la Terre (y compris l’atmosphère et les océans), sans contact direct avec celle-ci. La télédétection englobe tout le processus qui consiste à capter et enregistrer l’énergie d’un rayonnement électromagnétique émis ou réfléchi, à traiter et analyser l’information qu’il représente, pour ensuite mettre en application cette information. » (http://www.ccrs.nrcan.qc.ca) .

Principes de la télédétection

La télédétection est utilisée dans des domaines divers: géologie, archéologie, environnement, surveillance maritime, surveillance militaire, études urbaines, santé etc. Chacun de ces domaines a ses propres besoins en données, traitements et analyse de l’information. Une des méthodes d’interprétation d’une image satellite est de faire une classification thématique pour l’ensemble de pixels qui la constituent. Mais avant l’interprétation d’une image satellitaire il faut corriger les erreurs radiométriques et géométriques. Ensuite, il est nécessaire de définir l’élément d’analyse spatiale et les méthodes d’extraction d’information à utiliser selon une nomenclature prédéfinie. La phase finale consiste à l’évaluation de la qualité des cartes produites en utilisant des critères quantitatifs.

Processus de la télédétection

Source d’énergie ou d’illumination (A)
À l’origine de tout processus de télédétection se trouve nécessairement une source d’énergie pour illuminer la cible.
Rayonnement et atmosphère (B)
Durant son parcours entre la source d’énergie et la cible, le rayonnement interagit avec l’atmosphère. Une seconde interaction se produit lors du trajet entre la cible et le capteur.
Interaction avec la cible (C)
Une fois parvenue à la cible, l’énergie interagit avec la surface de celle-ci.

La nature de cette interaction dépend des caractéristiques du rayonnement et des propriétés de la surface.
Enregistrement de l’énergie par le capteur (D)
Une fois l’énergie diffusée ou émise par la cible, elle doit être captée à distance (par un capteur qui n’est pas en contact avec la cible) pour être enfin enregistrée.
Transmission, réception et traitement (E)
L’énergie enregistrée par le capteur est transmise, souvent par des moyens électroniques, à une station de réception où l’information est transformée en images (numériques ou photographiques).
Interprétation et analyse (F)
Une interprétation visuelle et/ou numérique de l’image traitée est ensuite nécessaire pour extraire l’information que l’on désire obtenir sur la cible.
Application (G)
La dernière étape du processus consiste à utiliser l’information extraite de l’image pour mieux comprendre la cible, pour nous en faire découvrir de nouveaux aspects ou pour aider à résoudre un problème particulier.

Le spectre électromagnétique

Il s’étend des courtes longueurs d’onde (dont font partie les rayons gamma et les rayons X). La télédétection l’utilise dans plusieurs régions.

Les plus petites longueurs d’onde utilisées pour la télédétection se situent dans l’ultraviolet. Ce rayonnement se situe au-delà du violet de la partie du spectre visible. Certains matériaux de la surface terrestre, surtout des roches et minéraux, entrent en fluorescence ou émettent de la lumière visible quand ils sont illuminés par un rayonnement ultraviolet (figure ci-dessus) La lumière que nos yeux peuvent déceler se trouve dans ce qui s’appelle le « spectre visible ». Il est important de constater que le spectre visible représente les plus petites parties de l’ensemble du spectre. Une grande partie du rayonnement électromagnétique qui nous entoure est invisible à l’œil nu, mais il peut cependant être capté par d’autres dispositifs de télédétection. Les longueurs d’onde visibles s’étendent de 0,4 à 0,7 µm. La couleur qui possède la plus grande longueur d’onde est le rouge, alors que le violet a la plus courte. Les longueurs d’onde du spectre visible que nous percevons comme des couleurs communes sont énumérées ci-dessous.

Généralité sur le SIG

Définition

Un SIG est un ensemble organisé de matériels informatiques, de logiciels, de données géographique et de personnel capable de saisir, stocker, mettre à jour, manipuler, analyser et de présenter toutes formes d’informations géographiquement référenciées [5].

Niveau géométrique
Chaque objet est défini par un point (bornes, localité etc.), un arc ou une ligne (routes, voies ferrées etc.), un polygone ou une surface (communes, occupation de sol etc.). Il est systématiquement géoréférencée par des coordonnées géographiques (latitude, longitude) ou par des coordonnées planes dans un système de projection (UTM, Laborde).

Niveau topologique
Les relations de voisinage entre les objets constituent le niveau topologique. La topologie de voisinage permet à partir des arcs constituant le polygone de connaitre le voisin de chaque surface et la topologie de réseau décrit la relation de connexions entre les arcs (vecteurs), les nœuds (points d’intersection) et leurs sommets (points intermédiaires).

Niveau sémantique
Enfin, chaque objet contient des informations de type alphanumérique. Ces informations alphanumériques ou textuelles nécessitent un SGBD (système de gestion de bases de données) qui facilite leur gestion.

Composants d’un SIG 

On distingue quatre composants du SIG : le matériel, le logiciel, les données et les personnels.
– Le matériel
Le SIG fonctionne actuellement sur une très large gamme d’ordinateurs connectés en réseau ou autonome et avec ses périphériques : imprimante, table à numériser, scanne).
– Le logiciel
Les logiciels SIG offrent des outils et fonctions pour stocker, analyser, visualiser et afficher toutes les informations. C’est un outil géographique de requête.
– Les données
Ce sont les composantes importantes du SIG, on distingue trois types de données : les données géographique, topologiques et descriptives.
– Les personnels
Pour l’étude de faisabilités (choix de matériels, données, logiciels, etc.).

Les fonctionnalités techniques d’un SIG

Les fonctionnalités techniques du SIG sont communément synthétisées selon le modèle des 5A : l’abstraction, l’acquisition, l’archivage, l’analyse et l’affichage.
➤ Abstraction
Modélisation de la base de données en définissant les objets, leurs attributs et leurs relations. Les informations modélisées sont représentées en couches superposables et indépendantes.
➤ Acquisition
Alimentation du SIG en données : il faut d’une part définir la forme des objets géographiques et d’autre part leurs attributs et relations. Les données peuvent être :
– Des couches raster : image satellites, photographies aériennes, etc.
– Des couches vecteurs : réseaux de communication, hydrographies, etc.
– Des statistiques : fréquence d’occurrence, population démographique, etc.
➤ Archivage
L’archivage consiste à stocker les informations de l’espace de travail vers l’espace de stockage. Elle permet aussi de rassembler et d’ordonner les informations par thème sur des couches afin de faciliter leur recherche.
➤ Analyse
Il répond aux questions posées. Les couches de données sont combinées et manipulées pour créer de nouvelles couches et pour extraire des informations interprétables.
➤ Affichage
Il consiste à la production des cartes de façon automatique, au constat des relations spatiales entre les objets et la visualisation des données sur l’écran de l’ordinateur.

En fait, les données doivent être mise à jour, bien ordonnées et affinées, afin de faciliter l’archivage, l’analyse et l’affichage.

Table des matières

INTRODUCTION
PARTIE I : GENERALITES
Chapitre I : Généralité sur la télédétection
I.1. Définition de la télédétection
I.2. Principes de la télédétection
I.3. Processus de la télédétection
I.4. Le spectre électromagnétique
I.5. Analyse et traitement d’image
I.5.1. Le prétraitement
I.5.2. L’amélioration
I.5.3. La classification
I.5.4. Evaluation des résultats des traitements de télédétection
Chapitre II : Généralité sur le SIG
II.1. Définition
II.2. Composants d’un SIG
II.3. Les fonctionnalités techniques d’un SIG
II.4. Les Avantages du SIG
Chapitre III : Généralité sur les applications à la santé publique
III.1 Historique
III.2 Les intérêts de l’utilisation du SIG et de la télédétection sur la relation maladie et environnement
Chapitre IV : Généralité sur les images utilisées
IV.1 Les images de satellite SPOT 5
IV.1.1 Description de l’image SPOT
IV.1.2 Caractéristique des bandes SPOT
IV.2 L’orthophoto
PARTIE II : MATERIELS ET METHODES
Chapitre I : Les matériels utilisés
I.1. Description du site d’étude
I.2. Les données
I.3. Logiciels utilisés
Chapitre II : Les méthodes
II.1. Importation de l’image
II.2. Découpage de la zone d’étude
II.3. Géoreferencement
II.4. Amélioration de l’image
II.5. Composition colorée
II.6. Création de néocannaux
II.7. Classification
II.8. Traitement post classification
II.9. Evaluation de la qualité de la classification
II.10. Les travaux de vérités sur terrain
II.11. Vectorisation
II.12. Exportation vers le logiciel SIG
PARTIE III : RESULTATS
Chapitre I : Présentation des différents résultats
I.1. Découpage de la zone d’étude
I.2. La classification non supervisée
I.3. Composition colorée
I.4. Classification supervisée
I.5. Poste classification
I.6. Résultats de la classification
I.7. Evaluation des résultats par matrice de confusion
I.8. Interprétation visuelle du résultat
I.9. Vectorisation
I.10. Présentations des cartes finales
CONCLUSION
TABLE DES MATIERES
Bibliographie
WEBIOGRAPHIE
ANNEXES

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