Memoire Online - Détection automatique de phénomènes présents dans une image satellitaire en composition colorée

Toutes les 15 minutes, une scène Météosat -SEVIRI est acquise. Douze fichiers images qui correspondent aux douze canaux du satellite MSG sont enregistrés. Un canal parmi les douze a une résolution très fine d'un km (High Résolution Visible : HRV), tandis que les autres sont acquis avec une résolution de 3 Km [B1].

paramètres

Bandes spectrales (longueur d'onde exprimée en m)

nom du canal

HRV

VIS 0,6

VIS 0,8

SWIR

IR 3,9

WV 6,2

WV 7,3

IR 8,7

IR 9,7

IR 10,8

IR 12

IR 13,4

domaine

VIS
0,5-0,9

VIS
0,6-0,7

VIS
0,7-0,9

IR
1,5-1,8

IR
3,5-4,4

IR
5,3-7,1

IR
6,8-7,9

IR
8,3-9,1

IR
9,4-9,9

IR
9,8-11,8

IR
11-13

IR
12,4-14

résolution spatiale

1 km

3km

nbre de lignes par image

11136

3712

nbre de pixels par ligne

5568

3712

2.2.1.1.1 Le canal visible :

Les images visibles représentent la quantité de lumière visible rétro diffusée par les nuages ou la surface de la terre. Les nuages et la neige apparaissent en blanc et les zones sans nuages en noir. Les nuages épais sont plus brillants que les nuages fins. Il est difficile de distinguer les nuages bas des nuages élevés. Pour cela, il faut utiliser les images infrarouges. Les images visibles sont complètement noires pendant la nuit, et ne peuvent ainsi être utilisées. L'énergie de radiation (S) émise par le Soleil est très intense pour une gamme de longueur d'onde comprise entre 0,4 um et 0,7 um (C'est la lumière visible que perçoit l'oeil humain) et maximale pour une valeur de longueur d'onde de 0,5 um [B2].

Fig. 2.2: A : Image de MSG-1 du canal visible 0.6, B canal visible 0.8, C canal HRV [I2]

Une partie plus ou moins importante de cette énergie en provenance du soleil est absorbée par les différentes formations de la surface terrestre ou proche d'elle : il s'agit pour l'essentiel des sols, des océans et des nuages. L'autre fraction (R) est réfléchie ou diffusée en direction de l'espace. Le rapport de ces énergies S/R constitue l'albédo de cette surface (nous reviendrons plus tard sur la notion d'albédo). C'est elle que le satellite Météosat capte au moyen de son détecteur sensible aux énergies de radiation comprises entre 0,4 um et 0,9 um .

2.2.1.1.2 Le canal infrarouge :

Les images infrarouges représentent une mesure du rayonnement infrarouge émis par le sol ou les nuages. Ce rayonnement dépend de la température. En mode inversé, Plus l'objet est chaud, plus il est noir et plus l'objet est froid, plus il est blanc (Fig. 2.3). Les nuages élevés apparaissent plus blancs que les nuages bas car ils sont plus froids. Dans les zones sans nuages, plus le sol est chaud, plus il est sombre.

La surface terrestre après avoir absorbé une fraction de l'énergie incidente rayonne à son tour restituant ainsi une partie de l'énergie emmagasinée. A la température de la terre (moyenne 15°C), ce rayonnement se fait dans une gamme de longueurs d'ondes comprise entre 3 et 50um avec un maximum pour 10um. Ces longueurs d'onde appartiennent au domaine des infrarouges IR.

Une majeure partie de ces radiations émises par la terre est absorbée par la vapeur d'eau et certains gaz (CO2, N2O, O3, O2) présents dans l'atmosphère, piègent ainsi cette énergie (effet de serre).

Cependant cette absorption atmosphérique est inégale selon les radiations émises par la terre. Les infrarouges de longueur d'onde comprise entre 8,5um et 13um traversent bien l'atmosphère. Ce sont eux, entre autres, que le satellite Météosat capte au moyen de son détecteur IR sensible aux énergies radiatives dans cette plage de longueurs d'onde.

L'émission est fonction de la température et de la nature du corps émetteur. La couverture nuageuse, selon sa nature (glace, vapeur) et son épaisseur laissera passer plus ou moins ces rayons IR.

Détection automatique de phénomènes présents dans une image satellitaire en composition colorée

2.2.1.1 Les différents canaux.

2.2.1.1.1 Le canal visible :

2.2.1.1.2 Le canal infrarouge :