Cours Télédétection 1

11/07/2015
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Cours de
Télédétection
Hamouda SAMAALI
Année universitaire
2015 - 2016
UNIVERSITE DE TUNIS
Faculté des Sciences Humaines et Sociales
Département de géographie
1- Qu est ce que la télédétection?
La télédétection est la technique qui, par l'acquisition
d'images, permet d'obtenir de l'information sur la surface de
la Terre sans contact direct avec celle - ci .
Télé signifie « à distance » et détection veut dire « découvrir » ou « déceler »
La télédétection est l ensemble des connaissances et
des techniques utilisées pour déterminer des
caractéristiques physiques et biologiques d objets par
des mesures effectuées à distance, sans contact
matériel avec ceux - ci .
I. Introduction
2. HISTORIQUE
La télédétection a débuté avec les photographies aériennes :
1822 : caméra de Niepce
Vers 1850 : Premières photographies aériennes au bord
d un ballon
1909 : premières photographies par avion
C est pendant les deux guerres mondiales que la photo-
interprétation devient une discipline reconnue avec
l apparition de revues spécialisées.
Depuis 1960, cest lavènement des données satellitaires
1963 : images prises par Mercury
1972 : Lancement de la série Landsat
Les années 80 : Lancement de la série SPOT
Les années 90 : Lancement des satellites radars ERS et
Radarsat

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Où?
n'importe où à la surface du globe
=> en général, à l'exception des pôles
Quand?
- toute l'année
=> suivi de l'évolution du signal électromagnétique dans le temps
- de jour comme de nuit
=> télédétection optique, infrarouge thermique ou radar
Comment?
- à l'aide de capteurs opérants dans une ou plusieurs bandes spectrales
=> sous forme analogique (photographies aériennes, le plus souvent)
=> sous forme numérique (images satellitaires)
Dans quel but?
- fournir une vision : globale , objective , instantanée de la surface du sol à
un instant donné
Processus de la télédétection
3- Le principe de base
LE SYSTEME DE TELEDETECTION
Source d énergie
Plate - forme ou
vecteur
Capteur
Cible
Contexte
environnant
Signature
spectrale
Image
A
i
r
p
o
r
t
transmission
diffusion
absorption
absorption
transmission
reflexion
spéculaire
émission
émission
atmosphère
capteur
source
reflexion diffuse

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LES FORMES DE TELEDETECTION
L énergie est
naturelle
(énergie solaire ou
radioactive)
L énergie est
produite
(cas du radar)
Forme passive de télédétection
Reflechi
Incident
Reflechi
Incident
Emetteur Capteur
Forme active de télédétection
Le processus de la télédétection comporte les étapes suivantes:
1- Source d'énergie ou d'illumination (A) En télédétection dite passive, le soleil
constitue la principale source d énergie. En télédétection dite active, la source est
fabriquée par l homme
2- 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 .
3- Interaction avec la cible (C) - Une fois parvenue à la cible, l'énergie interagit avec
la surface de celle - ci . Les interactions sont de trois types : la transmission, la réflexion
et l absorption
4- 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 .
5- 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) .
6- Traitements, analyses, interprétation et applications (F et G) : extraire des
informations utiles
Quelques champs d applications de la
télédétection
Météorologie et climat : suivi de l évolution spatio - temporelles de la
couverture nuageuse
Agriculture : classification des types de culture, l'évaluation de la santé
des cultures , la cartographie des caractéristiques du sol
Géologie : la cartographie des dépôts de surface , l'exploration minière ,
l'exploration pétrolière,
Hydrologie : la surveillance et la cartographie des inondations , la
détection des changements dans les rivières et les deltas , la
cartographie des bassins hydrologiques ,
Occupation du sol : la gestion des ressources naturelles , l'expansion et
le développement urbains , la protection de l'habitat sauvage , la
délimitation de l'étendue de dommage (tornades, inondations, volcans,
tremblements de terre, feux)

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1- Le rayonnement électromagnétique (REM)
Un rayonnement est une énergie transportée dans l espace sous forme
d ondes.
La lumière est la partie visible du REM, celle que l homme capte avec ses yeux.
Le rayonnement électromagnétique correspond à une oscillation des champs
électrique (E) et magnétique (M).
Pour comprendre la télédétection, il est indispensable de saisir les deux
composantes du rayonnement électromagnétique que sont la longueur
d'onde et la fréquence .
II. Les bases physiques de la télédétection
La longueur d'onde ( ), est la distance parcourue par l onde à la vitesse V
pendant une période T. Elle est mesurée en mètres ou en l'un de ces sous -
multiples tels que les nanomètres (nm, 10
-9
mètre), micromètres ( m, 10
-6
mètre)
ou centimètres (cm, 10
-2
mètre) .= V.T
La fréquence ( ) représente le nombre d'oscillations par unité de temps . La
fréquence est normalement mesurée en Hertz (Hz) (c .-à-d. en oscillations par
seconde) ou en multiples de Hertz .= 1 /T
V = . (m/s)
La période (T) est le temps durant lequel l onde fait une oscillation complète,
(exprimée en seconde)
Les caractéristiques spatio - temporelles d'une onde
Les caractéristiques temporelles
T= 2p/w = 1/u (w= pulsation ou fréquence angulaire)
Les caractéristiques spatiales:
= V.T =2p/k
V= u = w/k
Dans le vide et à peu de chose prés dans l'air :
C= 3.10
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m/s (célérité = vitesse de propagation des ondes)
indice de réfraction n du milieu considéré :
nm = c/vm = vide / m
n = 1 dans le vide; n est sensiblement égal à 1 dans
l'air; n = 1,33 dans l'eau

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La répartition des longueurs dondes définit le spectre électromagnétique
s'étend des courtes longueurs
d'onde (dont font partie les
rayons gamma et les rayons X)
aux grandes longueurs d'onde
(micro - ondes et ondes radio) .
La lumière que nos yeux peuvent
déceler se trouve dans ce qui
s'appelle le " spectre visible ".
Il est important de noter que c'est la
seule portion du spectre que nous
pouvons associer à la notion de
couleurs .
violet : 0.4 - 0.446 m
bleu : 0.446 - 0.500 m
vert : 0.500 - 0.578 m
jaune : 0.578 - 0.592 m
orange : 0.592 - 0.620 m
rouge : 0.620 - 0.7 m
Le spectre électromagnétique
Examinons maintenant la partie de
l'infrarouge (IR) du spectre . L'infrarouge
s'étend approximativement de 0,7 à 100
m, ce qui est un intervalle environ 100
fois plus large que le spectre visible .
L'infrarouge se divise en deux
catégories :IR réfléchi et IR émis ou
thermique .
Le rayonnement dans la région de
l'infrarouge réfléchi est utilisé en
télédétection de la même façon que le
rayonnement visible . L'infrarouge
réfléchi s'étend approximativement de
0,7 à 3 m.
2- Interaction du REM avec l atmosphère
Avant que le rayonnement utilisé pour la télédétection n'atteigne la surface de la
Terre, celui - ci doit traverser une certaine épaisseur d'atmosphère .
Les particules et les gaz dans l'atmosphère peuvent dévier ou bloquer le
rayonnement incident . Ces effets sont causés par les mécanismes de diffusion et
d' absorption .
La diffusion est une réflexion d'une partie du rayonnement dans des
directions aléatoires due à la composition granulaire de l'atmosphère .
Le niveau de diffusion dépend de :
- la longueur d'onde ;
- la densité de particules et de
molécules ;
- l' épaisseur d'atmosphère à
franchir.
La diffusion