Introduction à l`imagerie hyperspectrale

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Introduction à l'imagerie hyperspectrale
X. Briottet, V. Achard (ONERA)
Remerciements :
Ph. Déliot, M. Lennon (Actimar)
Plan de la présentation
Introduction
Un peu de physique
Moyens disponibles : aéroporté, satellite
Chaîne de traitements typique
Quelques applications
Conclusion et perspectives
3 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Introduction (1)
Imagerie hyperspectrale = spectromètre imageur effectuant des mesures
spectrales
hyper = „to much“
Spectroscopie : „ production, transmission,
mesure et interprétation du spectre
électromagnétique “
Hyperspectral : beaucoup (trop?) de bandes
spectrales
Spectrométrie : mesure des photons en
fonction de la longueur d'onde
Spectromètre : instrument optique utilisé
pour mesurer la radiation électromagnétique
radiation à une ou plusieurs longueurs d'onde
Pourquoi? Caractérisation quantitative des surfaces terrestres et de l'atmosphère.
Comment? Mesures dans des bandes spectrales contiguës du domaine optique puis
analyse de la signature spectrale pour :
• Identifier les constituants des surfaces ou de l'atmosphère,
• Quantifier les composants,
• Cartographier leur distribution spatiale,
• Observer les évolutions (multi temporelles).
4 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Introduction (2) – illustration de l'apport de
l'imagerie hyperspectrale (Exemple T. Skauli, FFI)
Trouver dans cette image
•
•
La plante artificielle
Une anomalie : petit personnage en LEGO
5 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Introduction (3) – illustration de l'apport de
l'imagerie hyperspectrale (Exemple T. Skauli, FFI)
•
Monochromatique ou bande large :
un niveau de gris par pixel,
pas d'information spectrale
•
Multispectrale :
2 à 10 bandes spectrales,
information spectrale limitée
Intensité
Intensitet
Classes d'imagerie spectrale
400
500
600
700
800
Bølgelengded'onde
(nm)
Longueur
•
Hyperspectrale :
10 à 100 bandes étroites et contiguës,
information spectrale détaillée
6 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
(nm)
900
1000
Introduction (4) – illustration de l'apport de l'imagerie
hyperspectrale (Exemple T. Skauli, FFI)
473 nm
Images en niveau de gris à quelques longueurs d'onde
Comment analyser ces images ?
•
•
Inspection visuelle: Procédure lente car l'utilisateur ne peut voir que 3
bandes à la fois
Sélection des bandes : Utilisation des images hyperspectrales pour
sélectionner les quelques bandes spectrales adaptées au problème à
résoudre
7 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Introduction (5) – illustration de l'apport de l'imagerie
hyperspectrale (Exemple T. Skauli, FFI)
547 nm
Images en niveau de gris à quelques longueurs d'onde
Comment analyser ces images ?
•
•
Inspection visuelle: Procédure lente car l'utilisateur ne peut voir que 3
bandes à la fois
Sélection des bandes : Utilisation des images hyperspectrales pour
sélectionner les quelques bandes spectrales adaptées au problème à
résoudre
8 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Introduction (6) – illustration de l'apport de l'imagerie
hyperspectrale (Exemple T. Skauli, FFI)
621 nm
Images en niveau de gris à quelques longueurs d'onde
Comment analyser ces images ?
•
•
Inspection visuelle: Procédure lente car l'utilisateur ne peut voir que 3
bandes à la fois
Sélection des bandes : Utilisation des images hyperspectrales pour
sélectionner les quelques bandes spectrales adaptées au problème à
résoudre
9 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Introduction (3) – illustration de l'apport de l'imagerie
hyperspectrale (Exemple T. Skauli, FFI)
681 nm
Images en niveau de gris à quelques longueurs d'onde
Comment analyser ces images ?
•
•
Inspection visuelle: Procédure lente car l'utilisateur ne peut voir que 3
bandes à la fois
Sélection des bandes : Utilisation des images hyperspectrales pour
sélectionner les quelques bandes spectrales adaptées au problème à
résoudre
10 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Introduction (3) – illustration de l'apport de l'imagerie
hyperspectrale (Exemple T. Skauli, FFI)
473 nm
547
621
681
770
Images en niveau de gris à quelques longueurs d'onde
Comment analyser ces images ?
•
•
Inspection visuelle: Procédure lente car l'utilisateur ne peut voir que 3
bandes à la fois
Sélection des bandes : Utilisation des images hyperspectrales pour
sélectionner les quelques bandes spectrales adaptées au problème à
résoudre
11 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Que se passe-t-il lors de l'acquisition? (Ex. T. Skauli, FFI)
Schéma simplifié du
transfert radiatif
Soleil
Sky
Camera
Clouds
Atmosphère :
émise et diffusée
Réflexion
Objet
Emission
Les propriétés optiques de l'objet sont "vues" par la caméra à travers les
composantes radiatives d'émission et de réflexion
La caméra acquiert également des flux supplémentaires : atmosphérique et
de l'environnement
12 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Introduction : quelles grandeurs optiques
caractérisent un matériau donné?
Paysage L
Atmosphère
Instrument
Image I
Restitution
détecteurs
optique
électronique
n bits
Propriétés optiques :
• réflectance ρ, absorptance a, émissivité ε et transmission spectrale t
• Conservation de l'énergie : ρ + a + t = 1
• Si matériau opaque dans le domaine infrarouge : ε + ρ = 1
Exemple de spectres
[Herold, 2002]
13 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Les bases de données des propriétés optiques :
réflectances spectrales (1/3)
La signature spectrale des matériaux est due :
VIS – NIR : absorption due à un processus électronique
•
SWIR : absorption due à un processus vibrationnel
Exemple :
•
Bandes d'absorption de minéraux à base de fer (e.g. Fe2O3) à 0.5 µm, 0.68 µm et 0.91 µm
•
Les immeubles modernes sont souvent recouverts de métaux tels que le zinc qui a une forte
bande d'absorption à 1.02 µm
•
Utilisation du polyethylene (PE) pour les toits plats. Le PE a une réflectance forte avec des
bandes d'absorption faible et forte à 1.2 µm et 1.7 µm (Pieters, 1993).
•
Base de données existantes
•
[ASTER, 1998] : 55 matériaux génériques mais manque la prise en compte de l'age,
l'usage..., taille échantillon 2cm
•
[Heiden, 2001] : Réflectances spectrales terrain (ASD) sur la ville de Dresdes, taille
échantillon ~20cm
•
[Herold, 2004] : 4500 Réflectances spectrales terrain (ASD) sur la ville de Santa Barbara
(108 types), CA, taille échantillon (de 20cm à 2 cm)
•
BASE DE DONNEES MEMOIRES @ONERA (ASTER + 2000 spectres)
•
•
[Lachérade, 2005] : 100 Réflectances spectrales terrain (ASD), et directionnelles en laboratoire – base
de données Mémoires, Toulouse (20 types), taille échantillon au nadir 20cm
[Briottet, 2006] : 50 émissivités spectrales (SOC 400T) – base de données Mémoires, Toulouse (20
types), taille échantillon au nadir ~3cm
14 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Les bases de données des propriétés optiques
Nomenclature des matériaux urbains
Categories of urban surfaces. Levels 1-3 are called
urban surface cover types. Level 4 contains urban
surface materials (examples) that are detected from
hyperspectral HyMap data. [Heiden, 2002]
[Anderson, 1996]
15 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Impact de l'atmosphère
n bits
électronique
optique
détecteurs
Atmosphère
Atmosphère
Instrument
Image I
Restitution
Signal mesuré : luminance
Paysage L
Réflectance de l'objet
[Roberts, 2004]
La propriété optique spectrale de l'objet voit sa signature
déformée lors de la traversée de l'atmosphère.
Cette déformation dépend des conditions atmosphériques
16 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Quelles sont les sources radiatives dans le domaine optique?
← Thermal infrared →
Photons received (s-1)
UV
Near"Mid-wave" IR,
Visible infrared 3 - 5 μm
Reflected
daylight
"Long-wave" IR,
8-14 μm
Radio
Thermal
emission
Wavelength(μm)
Lmes
Lmes
Latm
Latm
T(z)
ρenv
17 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
T(z)
ε env, Tenv
ρ
ε, T
Les moyens : principales techniques d'acquisition
Roue à filtre
Interféromètre de Michelson
Push-broom
λ
Principe
Enregistrement d'une bande / t
TF(série enregistrée)
= spectre du pixel
Enregistrement des spectres sur
une ligne de pixel à la fois
Avantages
Simple
Choix arbitraire des bandes
Faible flux
Partie mobile
Nb de bandes limité
Acquisitions spectrales
non simultanées
18 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Utilisation du flux maximal
Très haute résolution spectrale
possible
Désavantages
Acquisitions non simultanées
Parties mobiles
Demande des détecteurs ayant une
très grande dynamique avec une très
bonne linéarité
Acquisitions simultanées de ttes les
bandes
Haute résolution spectrale possible
Faible flux
Optique relativement complexe
Quelles sont les moyens disponibles?
Enmap (Ge)
Sysiphe Prisma (It)
Nombre de bandes spectrales
n bits
électronique
optique
détecteurs
CASI
ASI VNIR
HYDICE
Paysage L
AIRIS
AHI
Warfighter
AVIRIS
HYMAP
ARES
MIVIS
AHS
100
ASI
Hyperion
SWIR
MODIS
SEBASS
MTI
PELICAN
10
Résolution
réduite
Atmosphère
Instrument
Image I
Restitution
500
Résolution
réduite
MTI
1
0,1
1
10
100
Pas d‘échantillonage au sol (m)
19 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
MERIS
MERIS
1000
10 000
Chaîne de traitement typique
Paysage L
Atmosphère
Instrument
Image I
Restitution
détecteurs
optique
électronique
n bits
Image acquise au niveau du senseur en niveau de gris
Corrections géométriques et radiométriques
Compensations atmosphériques
Extraction des propriétés optiques à l'échelle du pixel
Base de données de Propriétés Optiques
Prétraitement : réduction de dimension, unmixing
Analyse physiques d'images : détection, classification
Cartographie
20 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Chaîne de traitement : Corrections géométriques et radiométriques
Corrections de défauts radiométriques
de l'instrument – conversion DN en
luminance en entrée d'instrument
Corrections de défauts géométriques
de l'instrument – prise de vue
CEFLES2
Flight
Campaign
under
ESA
Contract
SWIR Image (Color
composite)
SWIR (Color composite)
Georectified Image
OBTENTION D'UN HYPERCUBE EN UNITE DE LUMINANCE
21 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Compensation atmosphérique
2 classes de correction atmosphérique [Griffin, 2003]
Statistique ou empirique : basée sur la connaissance a priori des réflectances d'objets
de "référence" existant dans la scène pour définir une relation entre la luminance
senseur et la réflectance au sol
•
•
Méthode empirique de la ligne (ELM) [Roberts, 1985],[Conels, 1987]: précise si les références sont
connues avec précision. Inconvénient : ne prend pas en compte la topographie, les ombres...
[Bhaskaran, 2003], [Heiden, 2001]
Normalisation de la luminance senseur (Internal Average Relative Reflectance) [Kruse, 1988] et Flat
Field Correction (FFC) [Roberts, 1985]: peut aider si pas de mesure de référence au sol [Liu, 1999,
avec l'instrument aéroporté PHI]. Normalisation de la luminance spectrale de chaque pixel par la
luminance spectrale moyenne de toute l'image (ou d'une zone uniforme connue pour FFC).
Inconvénient : ne prend pas en compte la topographie, les ombres, comparaison avec des spectres
de référence difficiles
Physique
•
•
•
•
ATREM [Gao, 1993] : sol plat, homogène, ne prend pas en compte les effets d'environnement,
estimation de H2O, (basé sur 6S)
FLAASH [Adler-Golden, 1998] : sol plat, cible et fond différents possibles, (basé sur Modtran),
estimation de H20, idem pour les aérosols su présence de cibles sombres, estimation également de
l'altitude (utilisation de la bande O2 à 760nm)
ATCOR4 [Richter, 2002], SIERRA [Lenot, 2003] : Prise en compte de la structure 3D du paysage,
mais adapté à des zones de montagnes
ICARE : [Lachérade, 2007]: inversion de l'équation radiométrique (au soleil et à l'ombre) à partir de
prise de vue hyperspectrale, hypothèse lambertienne
2 étapes : caractérisation puis correction de l'atmosphère
22 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Compensation atmosphérique : caractérisation de
l'atmosphère + correction
Luminance
Lri
:L
= b.λ + c
Lrj
Lm1
Lm2
λri
λm1 λm2
λrj
RLIRR = f ( wH 2O , Lref )
Aérosols : diffusion utilisation sur les
surfaces sombres (eau, végétation dense)
Extraction de la réflectance
= f(pente locale, ombre...)
Estimation de
PO et de T
Gaz : absorption H2O, CO2, O3, O2
Caractérisation et correction
atmosphérique
Spectres de luminance en entrée d’instrument
Emissif
Réflectif
Gaz : absorption, émission
T(z) : Profil de température
CO2+H20
H2O
CO2
Séparation émissivité - température :
Méthode TES (cf @ONERA)
Propriétés optiques spectrales au niveau du sol
23 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Exemples
Effet de pente
Correction atmosphérique image
Hymap sur région montagneuse (Espagne)
SIERRA
[ Lenot, 2005] @ ONERA
Image en réflectance, 585 nm
Image en luminance, 585 nm
Ombrage
PELICAN Images: 8 bands
ICARE
[Lachérade,
2007]
@ ONERA
54%
Classification with Flat surface
assumptions
24 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
78%
Classification taking into
account the DEM
Analyse des images
•
Prétraitement
•
•
•
Réduction de dimension
Recherche des pôles de mélange et « linear unmixing »
Tâches à finalité applicatives
•
•
Détection : anomalie, connaissance a priori de la signature
Cartographie (classification)
25 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Prétraitement - Réduction des dimensions de
l’image : Objectifs
¼ Pallier le phénomène de Hughes : Difficultés d’estimer des paramètres dans
des espaces pratiquement « vides »
⇒
⇒
La qualité de l’estimation de paramètres statistiques, pour un nombre d ’échantillons
fixés, diminue quand le nombre de bandes spectrales augmente
Dégradation des résultats d’analyse des images
¼ Renforcer l’hypothèse de normalité
⇒
⇒
¼
¼
Dans des espaces de grande dimension, les projections linéaires dans des sousespaces ont tendance à rendre les distributions gaussiennes
Simplifie les algorithmes de classification
Filtrer le bruit
Supprimer la redondance inter-bandes
Matrice de correlation
Longueur d’onde
2D Correlogram
ACP
MNF,
etc
Longueur d’onde
26 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
R²
Prétraitement : Réduction des dimensions de l’image méthodes
Principe : Recherche des axes de forte variance
Inconvénient : Le rapport signal/bruit n’est pas identique dans
toutes les bandes
=> Une bande spectrale ayant un faible S/B, mais une forte
variance peut être moins intéressante qu’une bande ayant un
fort S/B et une variance plus faible
MNF : Minimum Noise Fraction
Bande 2
ACP :
Vp1
Vp2
Bande 1
Principe :
• A partir de la matrice de covariance du bruit Transformation dans un espace où
le bruit a une variance unité sur chaque axe et pas d’intercorrélation inter-bandes
(« sphérisation » du bruit)
• ACP sur ces axes
Inconvénient : Nécessite une connaissance a priori du bruit
Autres méthodes :
• Décomposition en ondelettes
• Agrégation de bandes spectrales
• Sélection d’intervalles spectraux d’intérêt
• Recherche de bandes optimales
• Extraction de caractéristiques spectrales (NDVI, localisation du « red edge », localisation
des bandes d’absorption, etc …)
27 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Prétraitement : unmixing - objectifs
[Bhaskaran, 2000] : Hymap, 5m, 70 spectres de référence (mesure terrain) utilisé pour classer l'image =>
70% des pixels ne sont pas purs!
[Heiden, 2001] : Sur une image Hymap, de la ville de Dresdes, 70 classes sont identifiées, 47,5% des pixels
sont trouvés purs!
Domaine Réflectif
(0,4 – 2,5 µm)
Pixel ≈
Combinaison de
signatures spectrales
de plusieurs matériaux
Lorsque le sol est plat, la réflectance équivalente d'un pixel hétérogène est la somme pondérée
des réflectance élémentaires composant ce pixel
Cette linéarité est perdue lorsque la zone n'est plus plate, ombrée ou dans le domaine émissif
Des efforts de recherche importants sont et doivent être entrepris pour comprendre, améliorer
et développer des méthodes d'unmixing
28 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Recherche des pôles de mélange
Méthodes basées sur les principes de la géométrie convexe
•
•
S1
bande L2
« N-FINDR » : plus grand simplex porté par le nuage
de points
« Minimum Volume Transform » plus petit simplex
contenant tous les points du nuage
« Iterative Constrained Endmembers » méthode
statistique itérative :
•
recherche d’un simplex contenant le nuage de
points
•
minimisation de la distance entre les sommets du
simplex
•
S2
S3
bande L1
PPI : Pixel Purety Index
• N Projections des pixels sur des axes aléatoires
dans l’espace spectral (dans l ’espace des V.P. après
ACP ou MNF)
• On enregistre les pixels extrêmes sur ces axes :
chaque fois qu’un pixel j apparaît comme extrême
PPIj = PPIj + 1
Autre méthode par séparation de sources
(analyse en composantes indépendantes)
29 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Ð
projection
Tâches à finalité applicatives – détection
d'anomalie - objectifs
Détection :
•
détection supervisée : rechercher une signature spectrale particulière
dans l’image ⇒ Utilisation des métriques
•
détection d’anomalies : repérer des pixels ayant des signatures
différentes de celles du fond
Reconnaissance : Comparer une signature spectrale observée avec des
signatures connues (utilisation de banque de données), pour identifier
la mesure
30 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Par poursuite de projection :
Hypothèse :
•
Les cibles occupent un faible nombre de pixels sur l’image ⇒
Il existe des axes dans l’espace spectral sur lesquels les
anomalies se trouvent isolées dans les queues de la
distribution
→ Recherche d’axes sur lesquels la distribution des pixels a des
queues lourdes par rapport à une distribution gaussienne
Méthode :
•
Choix d’un indice de projection : skweness, Kurtosis...
•
Recherche des meilleurs axes de projection
•
zero-détection
Après classification du fond par mélange de
gaussiennes
Méthode :
•
Modélisation du fond par multigaussienne
•
Recherche des anomalie en dehors de ensembles
31 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Number of pixels
Tâches à finalité applicatives – détection
d'anomalie - méthodes
targets
Values on the projection axis
Introduction (3) – illustration de l'apport de l'imagerie
hyperspectrale (Ex. T. Skauli, FFI)
Résultat pour la détection d'anomalie
Détection
•
•
Recherche soit d'un spectre particulier (détection d'anomalie) soit à partir d'un
spectre connu a priori, caractéristique d'un matériau (détection de signature),
Ce type de traitement est facilement automatisable!
32 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Example 1:Target detection concept
(programme CEPA JP8.10 - @FFI, ONERA,
FOI, CISAM, TNO, DSTL, FGAN)
Section of hyperspectral
image containing open
and hidden targets
Output from global
statistical anomaly
detection
Automatic detection of targets by
thresholding.
33 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Independent of shape, works with
partially concealed targets
Tâches à finalité applicatives – classification
Classification supervisée : associer chaque pixel, ou chaque groupe de pixel, à une
thématique
•
•
classifier l’ensemble de l ’image en utilisant une information a priori sous forme
d ’échantillons test issus de l’image elle-même, d’images similaires, de mesures terrain,
de banque de données spectrales + connaissance a priori du terrain.
Méthodes
•
•
•
•
•
Maximum de vraisemblance
Distance de Mahalanobis
Distance (euclidienne) minimale
Spectral Angle Mapper
Méthode enveloppe convexe
Spectre d’un pixel homogène
Bande i
d
Spectre d’un pixel
quelconque
θ
Bande k
Bande j
Classification non supervisée : Rechercher des zones homogènes dans l’image (Outils
de classification non supervisée)
• basée sur l ’analyse numérique des données, généralement itérative - nombre
de classes fixé ou non au départ
•
Méthodes
•
•
Distance interclasse maximale et/ou distance intraclasse minimale (ex : nuées
dynamiques »)
Recherche de distributions multimodales (ex : mélange de gaussiennes multivariées)
34 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Introduction (3) – illustration de l'apport de l'imagerie
hyperspectrale (Exemple T. Skauli, FFI)
Résultat de la classification spectrale
Classification
•
A chaque pixel, est assigné une classe caractéristique d'un type de matériau,
La méthode de classification fait l'objet d'un apprentissage sur un sous ensemble
des données pour lesquelles la classe est connue,
•
La classification est automatiquement généralisée à l'image entière.
•
35 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Illustrations de méthodes de classification (voir [Lu, 2007]
pour une présentation générale des méthodes) (1/2)
Méthodes :
•
Distance entre spectres mesuré et de référence : SAM [Bhaskaran, 2000], plus
proche voisin, analyse discriminante, réseau de neurones, maximum de
vraisemblance, classifieur parallélépipédique [Heiden, 2006], critère Bhattacharya
[Herold, 2004]
•
Distances entre paramètres caractéristiques de spectres [Heiden, 2005]
Alunite
Kaolinite
Alunite + Kaolinite
Montmorillonite
Chalcedony
Mineral map for part of the Cuprite AVIRIS scene, created by matching
image spectra to mineral spectra in the USGS Spectral Library. White areas
did not produce a sufficient match to any of the selected reflectance spectra,
and so are left unassigned. [Smith, 2006]
36 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
[Lachérade, 2001]
Illustrations de méthodes de classification (2/2)
Figure 1: Numerical description of spectral features using feature functions; feature values are
calculated between specific wavelength ranges (symbolized with points). The example spectra are
obtained from hyperspectral HyMap data. [Heiden, 2001]
37 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Classification d’images Hyperspectrales (P. Déliot, V.
Achard, 2008 @ONERA)
•
•
•
•
Exemple issu du “2008
Remote Sensing Data Fusion
Contest”
Image initiale
[670nm,550nm,470nm]
Image classée
[bâtiments,ombre, végétation,
voies, rivière]
96% des pixels bien classés.
Méthode (outils ENVI) :
•
•
Réduction de données par
MNF (6 composantes
conservées)
Classification par SVM
38 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
DOTA/POS Ph. Déliot et V. Achard
•
Applications – Défense – sécurité Domaine infrarouge
Détection de mines enterrées par l ’instrument
AHI
39 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Mines enterrées ⇒ différences de granulosité
⇒ différences d’émissivité
Ambiguïté entre mines enterrées et mélange
route/végétation
levée par des mesures dans d’autres bandes spectrales
Habitats côtiers ACTIMAR (M. LENNON)
Pollution chronique / algues vertes
Applications – Zones côtières
Cartographie de pollution par les algues vertes
40 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Detection of biochemical parameters in the Scheldt
Estuary using Hyperspectral Data
CASI (real color RGB
composition)
Suspended Particulate
Material (SPM)
L82a
Applications – Zones côtières
Signal & Image Centre - RMA
L81
35 26
18
9
0
mg/L
34.99
25.99
17.99
8.99
L84
L83
L82b
-
N
N
Panache d'effluent (thèse CEA A. Alakian – R. Marion@CEA, X.
Briottet @onera)
Applications – Pollution atmosphérique
Tracé du
lidar
Objectif : estimation des propriétés optiques et physiques des panaches de fumée
5
Carte de τ550
4
3
0
Carte de BC
2
4
6
2
8
1
0
τ550
10
12
BC (%)
A. Alakian, R. Marion et X. Briottet, “Remote sensing of aerosol plumes : a semianalytical model ”,
Applied Optics, Vol. 47, N° 12, 20 Avril 2008
42 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Applications – Végétation
Estimation du contenu en eau de la végétation
AVIRIS Water content (mg H2O / g dry weight)
S.L. Ustin, D.A. Roberts, J.E. Pinzón, S. Jacquemoud, M. Gardner, G. Scheer, C.M. Castañeda & A.
Palacios-Orueta, 1998, Estimating canopy water content of chaparral shrubs using optical methods,
Remote Sensing of Environment, 65:280-291.
43 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Applications – Végétation
44 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Applications – Géologie
Géologie : identification des minéraux
Images AVIRIS sur le site CUPRITE, Neveda, USA
45 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
Conclusions - Perspectives
L'imagerie hyperspectrale est en plein essor - de nouveaux instruments
hyperspectraux sont en cours de développement – des outils existent
pour traiter ces grands volumes de données
Des perspectives :
•
Amélioration des méthodes de correction atmosphériques
•
Unmixing linéaire et non linéaire (est ce possible?)
•
Amélioration des bases de données existantes
•
Classification : profiter de la synergie 3D spatiale / spectrale
•
•
•
Complémentarité imagerie spectrale et imagerie à très haute résolution
spatiale
Complémentarité imagerie spectrale et imagerie active
Apport de l'imagerie infrarouge hyperspectrale
46 GDR ISIS – CCT 28 Mars 08
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