Réalisation d'une image satellite

Réalisation C. LIEVRE septembre 2004

Comme leur nom l'indique les images satellites sont fabriquées à partir d'informations relevées par des satellites placés en orbite autour de la Terre.

composition C. LIEVRE

Le rayonnement électromagnétique que notre planète reçoit du soleil est en partie absorbé par l'eau, la végétation et les roches qui composent la surface du sol. La partie qui n'est pas absorbée est renvoyée dans l'espace et c'est là que le satellite intervient.
Le satellite est équipé de capteurs sensibles à une ou plusieurs longueurs d'onde. Il mesure, pour une longueur d'onde donnée, ce que lui envoie chaque "point" de la surface du sol. Un "point" peut représenter une superficie de quelques décimètres carrés à plusieurs centaines de mètres carrés, cela dépend de la résolution des capteurs embarqués sur le satellite.
Le satellite balaye point par point la surface terrestre et attribue une valeur comprise entre 0 et 255 à chaque point de surface en fonction de la quantité d'énergie renvoyée. Il envoie ensuite ces données chiffrées par radio à une station au sol qui compose point par point l'image de la région survolée par le satellite.

Chaque valeur reçue par la station au sol permet de dessiner un petit carré appelé "pixel" auquel on attribue une nuance de gris plus ou moins intense suivant le nombre reçu. La valeur "0" correspond à du noir et "255" à du blanc.
Tous ces petits pixels juxtaposés les uns à coté des autres contribuent à la réalisation de l'image.
Un satellite ne "voit" le sol que dans une longueur d'onde (ou tout du moins une bande très étroite de longueurs d'onde). On dit qu'il travaille dans un canal. Une image satellite est donc forcément monochromatique.

composition C. LIEVRE

La définition de l'image fabriquée par la station au sol dépend de la taille de chaque pixel et cette taille dépend elle-même de la résolution du capteur embarqué sur le satellite. Les capteurs sont de plus en plus performants, un satellite peut aujourd'hui "voir" un objet de la taille d'une voiture comme le montre l'image ci-contre, de la ville de San Diego.

Source : http://www.nte.u-bordeaux3.fr/Canalimage/imgsat/

Pourquoi certaines images satellites sont colorées ?

Certains Satellites comme par exemple le satellite "SPOT" possèdent des radiomètres capables de 'voir" dans plusieurs longueurs d'onde. C'est comme s'ils avaient plusieurs "yeux" qui regarderaient chacun dans une longueur d'onde différente. Ils peuvent donc envoyer plusieurs images de la même région vues à travers des "filtres" différents.

Les fréquences choisies pour SPOT 4 sont les suivantes :
- la voie visible B1 : 500 à 590 nanomètres (ou XS1)
- la voie visible B2 : 610 à 680 nanomètres (ou XS2)
- la voie visible B3 : 780 à 890 nanomètres (ou XS3)
- la voie moyen infrarouge MIR : 1580 à 1750 nanomètres.

Lorsque Spot regarde l'île d'Oléron dans les bandes B1, B2, B3, il envoie à la Terre les trois images ci-dessous :


canal B1	canal B2	canal B3
	Les végétaux absorbent fortement le rouge, dans ce canal ils apparaîtront donc en sombre.	Les infrarouges sont fortement absorbés par l'eau qui apparaît alors en sombre dans ce canal. La végétation et les sols absorbent peu les infrarouges et donnent des teintes plus claires.

La station de traitement des images au sol attribue une couleur à chaque canal, le bleu au canal B1, le vert au canal B2 et le rouge au canal B3. On obtient ainsi les trois images suivantes :


canal B1	canal B2	canal B3

On combine ensuite les trois images pour réaliser une composition colorée de la zone observée par le satellite.

Cette image est une image dite "en fausses couleurs" car les couleurs représentées ici n'ont rien à voir avec ce que voit l'oeil humain. La couleur de chaque point est une combinaison de trois valeurs provenant d'une mesure dans trois canaux différents. On appelle cet ensemble de trois mesures la "signature spectrale" du point.