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Manipuler des images satellitales avec TITUS (première séance), document professeur

27 / 11 / 2003
document professeur

Objectif

L’Education Nationale a acheté une centaine d’images satellitales à la société Spotimage, environ 3 par Académie. Celles-ci ont été mises à la disposition des professeurs au courant de l’année 2002-2003. La présente fiche a pour objet de présenter la prise en main de ces images, grâce au logiciel TITUS, avec une classe de Seconde, dans le cadre des modules.
D’autres séances sont prévues ultérieurement, combinant l’usage des images Spot et l’utilisation de supports classiques (carte IGN...) pour étudier avec les élèves des phénomènes au programme de la classe de seconde :
L’eau, entre abondance et rareté.
Dynamiques urbaines et environnement urbain.

Intérêt de l’informatique

Les images satellitales proposées par SPOT sont des compositions colorées réalisées à partir de mesures effectuées dans trois ou quatre canaux, selon le satellite :
SPOT 1 à 3
XS1 : vert visible (0,50 à 0,59 µm)
XS2 : rouge visible (0,61 à 0,68 µm)
XS3 : proche infrarouge (0,79 à 0,89 µm)
SPOT4 : les mêmes, nommées respectivement B1, B2, B3, plus _ IFR : moyen infra rouge (1,58 à 1,75 µm)

La composition colorée standard est
XS3 ou B3 (infrarouge) : rouge
XS2 ou B2 (rouge) : vert
XS1 ou B1 (vert) : bleu

La zone couverte par une image Spot est d’environ 60 X 60 km

La résolution est de 20 m

Composition colorée standard : région de Moret à Montereau (77)

Sur cette composition, l’activité végétative apparaît en rouge vif, et l’eau en noir, les habitations et les cultures dans des teintes intermédiaires. Les images satellitales permettent donc de faire apparaître des phénomènes et des les mettre en valeur. L’intérêt de l’informatique est de pouvoir manipuler ces images, de changer de composition colorée, d’isoler un secteur, ou un phénomène, de créer d’autres images.


Situation pédagogique

Niveau

Lycée, classe de seconde.
Intégration dans le programme, préalables, suites
Modules d’Histoire et Géographie

Temps passé

Un module d’une heure pour cette première séquence.

Modalités d’organisation
Salle d’informatique (au maximum deux élèves par postes si possible). Les ordinateurs utilisés doivent posséder un processeur de 600 khz minimum, avec, surtout une mémoire vive d’au moins 256 Mo. Il est également nécessaire de posséder un disque dur d’une mémoire suffisante, car les images sont assez volumineuses : 50 à 60 Mo environ chacune.

Logiciels utilisés

Titus1, Spot2Titus, et Orbito

Description du contenu :
Il s’agit ici de montrer, de manière non exhaustive, quelques unes des possibilités offertes par ces logiciels :

1. Ouvrir des images
Titus1 et Spot2Titus sont deux versions successives d’un même logiciel. Il est utile de télécharger les deux, car ils n’ont pas exactement les mêmes fonctionnalités et sont complémentaires. Dans l’expérimentation qui suit, les élèves utilisent Titus1 .

Titus1 :

Spot2Titus :

Spot2Titus ouvre les images aux formats Spot (.bil), et Titus (.img) et .tif. Il peut convertir des images .bil en format .img. Titus1 lit les images au format .img.


2. Afficher les images
Les deux logiciels permettent d’afficher des images en modifiant l’attribution des couleurs à chaque canal, ce qui permet de modifier les compositions colorées obtenues.
Ils permettent également d’afficher un seul canal, ce qui donnent une image monochrome.
Composition colorée monochrome, Moyen Infra Rouge, Région de Moret à Montereau (77)

Titus1 et Spot2Titus permettent de zoomer, dézoomer, de se déplacer dans l’image... Spot2Titus permet le découpage d’une scène locale et sa sauvegarde (ce qui permet de faire travailler les élèves avec des fichiers moins volumineux).

3. Analyser les images
Les deux logiciels permettent également d’analyser toute ou une partie de l’image :

Extraction de la valeur d’un pixel dans le moyen infra rouge avec Titus1. Ici, on voit apparaître une valeur calculée dans une boucle de la seine, dans le moyen infra rouge. Cette valeur est basse (20 sur une échelle de 0 à 255), car l’eau est relativement froide.

Extraction de l’histogramme des valeurs de l’ensemble des pixels d’une image, avec Spot2Titus. Les valeurs correspondant aux zones inondées sont caractérisées par un petit pic autour de la valeur de 20.


4. Créer une image isolant un phénomène (par exemple, l’eau)

" Masque " isolant le phénomène " eau ", créé avec Titus1. Région de Moret à Montereau. Le texte a été ajouté ultérieurement.

Orbito ou Solstices.
Ce sont de petits logiciels qui permettent de réaliser de l’orbitographie, c’est à dire de visualiser sur un planisphère l’orbite d’un satellite.

Simulation d’une orbite de Spot 4 avec le logiciel Solstice

Aspects techniques

Logiciels à télécharger. Le plus simple est ensuite de graver l’ensemble des logiciels et des fichiers sur un cédérom et de les installer respectivement sur chacun des disques durs.

Adresses de téléchargement de ces logiciels :

Titus 1 et Spot2Titus :

http://www.educnet.education.fr/espace/satimg1.htm

Orbito :

http://www.educnet.education.fr/orbito/orb/logiciel/logi12.htm

Solstice :
http://www.educnet.education.fr/orbito/orb/logiciel/logi11.htm

Les images satellitales SPOT :

http://www.spotimage.fr/accueil/proser/listeduc/educ/preseduc/welcome.htm

aller à la page "les images par Académie" :
http://www.spotimage.fr/accueil/proser/listeduc/educ/apeduc/welcome_liste.htm

Lors du premier téléchargement, s’inscrire :

http://garonne.ac-toulouse.fr/images-spot/register.html

Il peut être nécessaire d’utiliser aussi un logiciel de décompression, du tipe " unzip ".

Aspects éditoriaux

Titus 1.0b, Copyright Education Nationale © 1995, 1996
Spot2Titus, Jean-Marc BONNEFOY, Copyright Educaton Nationale © 2002.
Orbito 2.5, JEULIN, © 1995
Solstice, Ministère de l’Education Nationale, Centre Nationale d’Etudes Spatiales, Ecole Nationale Supérieure de l’Aéronautique © 2001
Images satellitales SPOT, Spotimage (différentes années).

Bilan de l’expérimentation

Cette séquence a été réalisée avec une classe dont les options étaient scientifiques et technologiques (IMP et ISI), les élèves ont manipulé les différents logiciels avec une grande aisance, même si aucun n’avait jamais utilisé un système d’informations géographiques. Le choix d’une image représentant leur région a facilité leur appropriation des images visualisées.

Cette séquence est une étape un peu ludique, mais essentielle vers des séquences axées sur la production de dossiers consacrés au problèmes de l’eau, et aux dynamiques urbaines, qui nécessiteront l’utilisation de supports plus classiques (Cartes topographiques) ou d’autres SIG (cartes scannées et/ou vectorielles de l’IGN)

Compétences B2i

Compétences de niveau 1 / B2i école

Compétences de niveau 2 / B2i collège

2 - Culture informatique
2.4
2.5

4 - Produire, créer et exploiter un document.
4.2

Auteur de la fiche

MUYL Jean-Michel, Lycée André MALRAUX, 77130 Montereau-fault-Yonne

Jean-Michel.Muyl@ac-creteil.fr

Quelques sites intéressants de nos collègues

Le portail de l’opération Des images satellitaires pour l’Éducation sur Educnet :

http://www.educnet.education.fr/espace/satimg.htm

Académie de Créteil fiches du site SVT :

http://www.ac-creteil.fr/svt/Teledec/lst_fich.htm

Académie de Nantes : convertir des images meteosat :

http://www.ac-nantes.fr/peda/disc/svt/convtitus/index2.htm

Académie de Lyon : convertir des images bmp en fichiers titus :

http://www2.ac-lyon.fr/enseigne/biologie/enseig/tpe/uti_tit.html

Académie de Reims, activité réalisée par notre collègue de Sciences Physiques Jean-Marie DEROUARD :

http://www.ac-reims.fr/datice/sc_physiques/docs/TICE/spot/spot.htm