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

27 / 11 / 2003
document élève

1. Du satellite d’observation de la terre à l’image

Les images que vous allez manipuler ont été élaborées à partir de mesures effectuées par les satellites européens SPOT. Ces satellites volent à une altitude relativement basse (environ 800 km) et réalisent des mesures radiométriques le long de leur orbite de passage sur une largeur (" fauchée ") de 60 km de " large " environ, grâce à trois ou quatre capteurs.

Cette manipulation doit vous permettre de visualiser l’orbite qui permet à SPOT de couvrir l’ensemble de la surface de la terre en 26 jours (SPOT 2)
Sur le " bureau ", ouvrir (double clic) le programme " Solstice ", puis choisir l’activité " orbitographie ". Dans la rubrique " fichier ", choisir " nouvelle carte ". Dans la rubrique " Paramètres ", choisir " choix satellite ", sélectionner " SPOT 2 " et valider. La carte s’affiche alors avec la position du satellite. Dans la rubrique " simulation ", cliquer sur " démarrage "

A l’aide des flèches situées sous le menu, on peut accélérer la vitesse du satellite

Décrivez la trajectoire du satellite.
Quel intérêt présente une telle trajectoire ?

2. Du pixel à l’image

Le satellite balaie en permanence la surface terrestre située en dessous de lui, il possède plusieurs capteurs, qui lui permettent de mesurer le rayonnement de cette surface dans 3 (SPOT 1 à 3) et 4 (SPOT 4) fréquences, pour une zone de la surface correspondant à un carré de 20m sur 20m. Chaque balayage (fauchée) a une amplitude de 60 km environ de largeur.

Les canaux captés par les satellites SPOT sont les suivants

XS1 ou B1 : vert visible (0,50 à 0,59 µm)
XS2 ou B2 : rouge visible (0,61 à 0,68 µm)
XS3 ou B3 : proche infrarouge (0,79 à 0,89 µm)
MIR : (1,58 à 1,75 µm)
La résolution est de 20 m


Sur le " bureau ", ouvrir Titus1.

Dans la rubrique " Image ", ouvrir " choisir image ", puis sélectionner l’image " fontmont ". Cliquer sur la grille monochrome . Un choix s’affiche :

Choisir B1 et valider.
Utilisez la fonction , découvrez et décrivez les principales informations concernant le satellite et la date et l’heure de prise de vue de l’image.

La région qui apparaît couvre la vallée de la Seine de Melun au Nord à Montereau au Sud-Est en passant par Fontainebleau et son massif. Essayez de retrouver sur l’image ces éléments. A quelle couleur correspond le canal B1 ? Quel phénomène ce canal met-il en valeur. La date et l’heure de prise de vue de l’image sont-elles importantes ?

En utilisant le zoom , essayez de grossir au maximum l’image, que constatez-vous ? Quelle est la définition d’une telle image par rapport à la carte topographique ? Quels types d’objets peuvent-ils ou ne peuvent-ils pas être représentés avec précision ?

3. Isoler et mettre en valeur un phénomène

Recommencez l’opération précédente, mais en visualisant cette fois le canal moyen infra rouge (MIR)
Qu’observez-vous. Quels sont les phénomènes qui apparaissent en noir, qu’est-ce qui apparaît en blanc. Comment, donc, est représentée la chaleur sur cette image ?

Dans la rubrique " analyse ", utilisez la fonction " valeurs numériques ", " pointages x/y). Allez prendre quelques mesures dans les parcelles agricoles, les plans d’eau, les agglomérations. Que constatez-vous ?

Dans la menu déroulant ci-contre, sélectionner la fonction " masques " Dans cette rubrique " Masques ", choisissez " création masques ", " radiométriques ", puis "CANAL/MIR ". Un histogramme apparaît, représentant le nombre de pixels selon des valeurs mesurées de 0 à 255, du plus froid au plus chaud. En connaissant les mesures ponctuelles réalisées précédemment, vous pouvez donc localiser sur l’histogramme les valeurs correspondant à l’eau : comment apparaissent-elles sur l’histogramme ?

Délimitez des bornes de part et d’autre de ces valeur et validez. Titus crée alors un " masque " appelé " Masque radio MIR ". Vous pouvez visualiser ce Masque grâce à la fonction .
Que constatez-vous ? Que peut-on donc réaliser grâce à cette fonction ? Quels autres phénomènes pourraient-on ainsi représenter (végétation, activités humaines ?).


Afficher une composition colorée

Nous allons créer la " composition colorée standard "
Dans le " bureau ", ouvrir Spot2Titus....

Ouvrir la rubrique " fichier ", " lire image Titus (.img) " et sélectionner l’image " ParisSudEst.img "
Il s’agit de la scène à partir de laquelle a été tirée l’image fontmont.img de la manipulation précédente.
Vous voyez ce que l’on appelle la " composition standard " :
Le canal B3 (proche infra rouge) est représenté en rouge
Le canal B2 (rouge) est représenté en vert
Le canal B1 (vert) est représenté en bleu.
Mais en fait chaque pixel a une couleur résultant d’une combinaison de ces trois couleurs.
Comment apparaissent la forêt ? Les champs, les cours ou plan d’eau, les agglomérations ? Quel peut-être l’intérêt d’une telle représentation ? Les couleurs auraient-elles été très différentes à une autre date ? à une autre heure ?
En fait, la composition composée standard n’est qu’une parmi des dizaines de compositions possibles. S’il vous reste un peu de temps, vous pouvez, à l’aide de la fonction " image ", " modifier l’ordre des canaux ", créer quelques unes de ces compositions.

Conclusion

Nous utiliserons à nouveau ces images et ces logiciels durant des séquences consacrées à " l’eau, entre abondance et rareté ", et " dynamiques urbaines et environnement urbain ".

Auteur de la fiche

Jean-Michel.Muyl@ac-creteil.fr

 

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