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Observation de la Terre par satellite - Initiatives éducatives de la Politique scientifique fédérale

Méthode de synthèse de l'image


L'image du poster a été obtenue par combinaison de deux types d'images: d'une part, une image des fonds bathymétriques (profondeur des mers et océans) et d'autre part, une image des terres émergées obtenue par le traitement d'une série temporelle annuelle (année 2000) d'images acquises par le capteur VEGETATION embarqué à bord du satellite SPOT-4.

Les fonds bathymétriques correspondent à la topographie des fonds marins et ont été dérivés de la base de données ETOPO5 (National Geophysical Data Centre, Etats-Unis d'Amérique). Sur l'image, plus le bleu est foncé et plus la profondeur est importante. Vous remarquerez que la mer du Nord est représentée par un bleu relativement clair, ce qui traduit sa faible profondeur (moins de 200 mètres). Cela facilite d'ailleurs l'exploitation pétrolière. Sur les images de nuit, il est possible de distinguer les torchères des plates-formes pétrolières, ce qui donne l'illusion de villes perdues au beau milieu de la mer du Nord !

L'image des terres émergées a quant à elle été dérivée d'une série annuelle complète de 366 images journalières acquises en 2000 par le capteur VEGETATION. Ce capteur est embarqué à bord du satellite SPOT-4 en orbite autour de la Terre à une altitude de 820km. Il assure une couverture globale complète et quotidienne à une résolution de 1km dans 4 longueurs d'onde: le bleu (utile pour l'identification des nuages et des voiles atmosphériques), le rouge (canal centré sur le pic d'absorption de la chlorophylle), le proche infrarouge (PIR, domaine de réflectance maximale de la végétation) et le moyen infrarouge (MIR, réflectance liée au contenu en eau et à la structure du couvert).

Contrairement aux capteurs radar (dits capteurs actifs), les capteurs optiques (passifs) sont tributaires de la couverture nuageuse. De grandes portions de l'image sont donc souvent inutilisables pour l'observation des surfaces terrestres. Des techniques de prétraitement profitant de la haute résolution temporelle des capteurs ont été développées de façon à pallier cet inconvénient. Ainsi, les chercheurs de l'unité d'environnemétrie et de géomatique de l'UCL ont développé une nouvelle méthode de synthèse temporelle. Cette méthode est basée sur un contrôle strict de la qualité de chaque pixel des images de la série temporelle. Les pixels ayant été identifiés comme dépourvus de couverture nuageuse et/ou d'artéfacts du capteur sont alors moyennés de façon à recréer une image complète qui conserve la cohérence spatiale des images de départ et permet de disposer d'une image exempte de nuages. La période de synthèse peut être adaptée en fonction de la problématique abordée et des conditions du milieu (zone tropicale humide, zone désertique…). Ainsi, il est par exemple possible de produire des images avec un pas de temps de 10 jours, ce qui permet de rendre compte du comportement temporel de la végétation (càd de sa phénologie). Comme vous le voyez, les méthodes de synthèse temporelle permettent aux chercheurs de disposer d'une information en chaque point du territoire. Cela va par exemple leur permettre de réaliser un suivi de la phénologie, un suivi des changements (déforestation, inondation…), de réaliser des produits cartographiques, et bien d'autres choses encore. L'image des terres émergées créée pour ce poster a été réalisée sur base de la série annuelle complète de l'année 2000. Un algorithme spécifique a été développé de façon à ce que seules les neiges éternelles apparaissent.

L'image du poster est une composition colorée réalisée sur base de 3 des 4 longueurs d'onde disponibles :

Canal
Rouge
PIR
MIR
Affichage
Rouge
Vert
Bleu

 

Image ou carte ?

Ce poster a pour unique ambition de montrer une image du territoire européen dans sa globalité de façon à permettre à chacun de prendre conscience de la diversité de ce vaste territoire et du caractère artificiel des frontières qui séparent les peuples.

Sur cette image, quelques villes importantes ont été représentées de façon à fournir quelques points de repère. Si on y regarde de plus près, on s'aperçoit également que les frontières y sont discrètement représentées de sorte qu'il est possible de regarder l'entièreté du territoire sans percevoir ces limites artificielles.

Mais alors pourquoi parler d'image plutôt que de carte ?
En réalité, une carte est bien plus que quelques noms de villes et quelques frontières sur un fond d'image. Une carte doit pour être considérée comme telle, disposer au minimum d'une légende, d'une échelle, d'une orientation, d'une projection et d'un géoréférencement.

Mais au fait, avez vous déjà remarqué qu'en fonction de la carte que vous regardez, un même territoire peut présenter une forme différente ?
Cela est dû au choix de la projection cartographique. Il s'agit du processus qui consiste à transformer et à représenter sur une surface bidimensionnelle (plane) des points situés sur la surface sphérique tridimensionnelle de la Terre. Le problème est qu'on ne peut aplanir la surface de la Terre sans que certaines propriétés géométriques, comme la superficie, la forme, la distance ou l'orientation, ne subissent certaines distorsions. Ces propriétés spatiales peuvent être conservées séparément (du moins localement) et dans certaines combinaisons sur les projections cartographiques. Toutefois, on ne peut conserver simultanément les quatre propriétés de base. Par exemple, une projection restituant avec exactitude la forme des continents donnera une représentation faussée de leurs superficies relatives. Les projections sont donc des modes de représentation de la réalité, il n'en existe pas de bonne ou de mauvaise, il faut simplement veiller à ce que les propriétés de la projection choisie soient adaptées à la thématique et à la zone de la carte que l'on veut produire.


Liens cartographiques

Si le monde des projections cartographiques vous intéresse, nous vous proposons de visiter les liens suivants :

http://thierry.hatt.gps.free.fr/projections/projections-cartes.htm#DIVERSES

http://www.eleves.ens.fr/home/ollivier/carto/carto.html


D'autres mosaïques et images de l'Europe:

Poster VEGETATION 10 Years of Imaging Europe

Mosaïques Envisat:

La Terre vue de l’Espace: l'Europe unie
Cette mosaïque a été réalisée en utilisant des images acquises en juillet 2007 par le capteur MERIS (Medium Resolution Imaging Spectrometer) embarqué à bord du satellite Envisat.

L'Europe vue par Méris: une autre mosaïque en vraies couleurs d'images acquises par le capteur Meris. Couvrant une superficie de 1,6 million de km2, avec une résolution de 300 m, elle inclut les 10 nouveaux membres de l'Union européenne. La mosaïque a été réalisée à partir de 160 images acquises entre les mois de mai et août 2003.

L'Europe sur fond d'image VEGETATION sur le site de Spot Image