Géophysique Spatiale et Planétaire Pôle Terre

Géophysique Spatiale et Planétaire
Pôle Terre-Planètes
Télédétection des signaux
géophysiques de surface : l’arbre
qui cache le volcan
S. Jacquemoud / Journées de lancement du Campus Spatial Paris Diderot / 6-7 juillet 2009
Topographie des surfaces terrestres et planétaires
lidar altimétrique
interférométrie radar
stéréoscopie
Topographie du volcan Olympus Mons (26 km d’altitude) sur Mars
Image du volcan acquise le 7
septembre 2000 par le lidar
MOLA (Mars Orbiter Laser
Altimeter) embarqué sur la
sonde MGS (Mars Global
Surveyor) de la NASA
Résolution spatiale ~ 130 m
Précision altimétrique ~ 2 m
http://photojournal.jpl.nasa.gov/
Image de la caldeira acquise le 21 janvier
2004 par la caméra HRSC (High Resolution
St
Stereo
Camera)
C
) embarquée
b
é sur lla sonde
d
Mars Express de l’ESA
Résolution spatiale ~ 10-30 m
Précision altimétriq
altimétrique
e < 60 m
http://www.esa.int/SPECIALS/Mars_Express/
Terre = 2/3 océans + 1/3 continents
Surfaces continentales = 60% recouvertes par de la végétation
Végétation = source de bruit pour le géologue ou le géophysicien
Occulation des surfaces terrestres : topographie, état de surface, composition
minéralogique des sols, etc.
Végétation = source d’information sur les processus de surface
Rôle primordial dans les échanges avec l’atmosphère
→ composition (gaz, aérosols) + changements climatiques
Contribution à la stabilité des sols
→ érosion gravitaire, éolienne ou pluviale
Effet sur la physico-chimie des sols
→ respiration (rapport C/N), altération chimique (carbonates)
Indicateur
I di
d
de l’l’activité
i i é volcanique
l
i
→ dégazage (SO2, CH4, CO2), réseau hydrothermal
Signe
g de vie sur Terre
→ exobiologie
Principe du LiDAR (LIght Detection And Ranging)
repérage GPS
hauteur h
θ
d
cΔt
h
d=
et cosθ =
2
d
cΔt cosθ
⇒h=
2
Principe du LiDAR (LIght Detection And Ranging)
repérage GPS
hauteur h’
Principe du LiDAR (LIght Detection And Ranging)
repérage GPS
hauteurs h et h’
d
Exemple d’application en tectonique : faille de San Andreas (CA)
premier écho
d i é
dernier
écho
h
http://quake.usgs.gov/research/geology/lidar/
Projet de recherche IPGP-IGN : étude des déformations du volcan du Piton de
la Fournaise (Ile de la Réunion)
Un volcan très actif étroitement surveillé
Un site d’étude privilégié : flancs couverts par différents types de végétation plus
ou moins
i d
dense
Avril 2007
- Observations au sol : inclinomètres, GPS, sismomètres, etc.
- Observations aériennes ou spatiales : imagerie optique, IRT et radar
Des outils toujours plus performants !
♦ Radar à synthèse d’ouverture interférométrique
et polarimétrique (bande L = 15-30 cm, résolution
spatiale = 35 m)
♦ Lidar
Lid altimétrique
lti ét i
(λ ~ 1064 nm, résolution
é l ti
spatiale = 25 m, précision altimétrique = 1 m)
Piton de la Fo
Fournaise
rnaise → un
n des sites de référence
de la mission spatiale DESDYnI (NASA)
http://desdyni.jpl.nasa.gov/
LiDAR aéroporté IGN (12/09/08, source : F. Bretar, IGN-MATIS)
Interférométrie PALSAR (4/03/07
(4/03/07-19/04/07,
19/04/07 source : E
E. Heggy
Heggy, IPGP
IPGP-GSP)
GSP)
MNT BD ALTI® de La Réunion
Premiers résultats (source : M. Sedze & F. Bretard, IGN-MATIS)
Nuage de points 3D
Valeurs d’intensité
d intensité
Premiers résultats (source : E. Heggy, IPGP-GSP)
Compréhension des mécanismes d’absorption
et de diffusion du rayonnement
y
électromagnétique par les plantes
Modélisation des propriétés optiques des
couverts végétaux à différentes
échelles (de la cellule à l’écosystème)
Analyse de sensibilité et
conception de méthodes
d’extraction d’information
Cartographie
des caractéristiques
biophysiques des plantes
Inversion de modèles de
transfert radiatif sur des
données aéroportées ou spatiales
Mesure du rayonnement
électromagnétique réfléchi
ou émis à différentes échelles