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Module 1: Interprétations et applications d'images

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Vidéo 1

Bonjour tout le monde et bienvenue à un nouveau sujet qui est l'interférométrie SAR sont en bref, nous disons aussi InSAR. Lorsque nous avons commencé à discuter de la télédétection par micro-ondes à cette époque, une ou deux fois j'ai fait référence à l'interférométrie SAR ou à l'InSAR. Donc, cette discussion est en 2 parties. Donc, d'abord nous discuterons de la technologie elle-même que la façon dont InSAR travaille et ensuite nous allons voir quelques exemples ou applications de l'interférométrie SAR. Fondamentalement, si nous voyons le, ce qui est exactement l'interférométrie que dans ce que nous faisons en R-S par interférométrie radar à distance, nous avons observé la région, la même zone sous des angles légèrement différents. Donc, quand c'est fait, alors vous avez une paire fondamentalement. Donc, ceci peut être fait simultanément comme dans le cas de SRTM avec les 2 radars montés sur la même plate-forme à travers un puits ou cela peut être fait. Avec 2 temps différents et à travers les orbites répétitives du même satellite, le même capteur sur la même zone seulement il y aura une différence de temps. Donc, si je prends l'exemple du satellite ERS ou d'ENVISAT, ces satellites se rendent dans la même zone après 35 jours. Donc, vous pouvez avoir une paire avec les angles légèrement différents de la même zone à travers la même plate-forme, puis cette paire alors peut être utilisée en interférométrie. Donc, une paire est nécessaire. Donc, l'interférométrie SAR nous permet de mesurer, parce que la télédétection radar est une technique de détection radio, elle nous permet fondamentalement de mesurer le rayonnement qui se déplace à cause de sa cohérence et cela joue un rôle très important la cohérence dont nous discuterons plus à fond sur ce sujet. Et cette mesure du trajet de voyage, qui est une fois l'impulsion ou l'énergie, a été envoyée par le capteur. Ensuite, la variation qui se produit entre la position ou la fonction de la position par satellite et le moment de l'acquisition, qui permet la génération du produit le plus courant de l'interférométrie SAR, est celle des modèles numériques d'élévation. C'est exactement ce qui a été fait dans le cas de la mission topographique radar de la navette SRTM qui a couvert 80% du globe à l'exception des régions polaires. Et ces paires que nous sommes ensuite analysées, traitées, puis finalement, modèle numérique d'altitude à différents affichages et résolutions, nous sommes créés pour presque tout le globe et aussi à part de permettre de générer des modèles numériques d'altitude, ces paires vont par interférométrie SAR, nous pouvons aussi obtenir des informations de déformation de l'exactitude de centimètre, ou même un traitement équitable est fait et d'autres conditions sont remplies. Ensuite, nous pouvons obtenir une précision de millimètre dans nos mesures ou estimations de la déformation du sol ou de la déformation de surface du terrain. Donc, il y a 2 applications principales un est bien sûr le modèle numérique d'altitude, un autre est de détecter la déformation qui pourrait être appelée à cause d'un glissement de terrain, peut être subsidence, peut être séisme et il peut y avoir de nombreux facteurs. Donc, maintenant nous allons voir comment ça et une paire sont nécessaires. Dans cette figure ce que nous voyons que le satellite passe par cette orbite 1 et ayant un angle de vue particulier et regarde la même zone que vous pouvez voir qu'il est vide, maintenant l'empreinte est montrée ici. Et ces directions sont essentiellement la gamme inclinée de différents orbites. Donc, si je parle de la première orbite, alors c'est la plage inclinée. Puis il y a une seconde orbite, puis des fourchettes inclinées ici avec 2 fourchettes différentes, mais tous les angles de look. Mais la région qu'elle est couverte est la même. La même zone est couverte par 2 passes orbitales différentes ou les passes orbitales ayant peu d'angle de vue différent. Et la distance perpendiculaire entre ces deux plages inclinées qui est appelée la ligne de base perpendiculaire. La ligne de base est très importante pour conduire soit un modèle numérique d'élévation très fiable, soit un modèle d'élévation numérique ou de formation au sol précis. Donc, la ligne de base devrait être de taille trop optimale. Si c'est trop grand, le nombre est trop grand, alors probablement nous n'aurons pas la cohérence entre ces 2 scènes qui seront acquises par ceux-ci, de mettre ce satellite à travers 2 orbites et puis nous ne pouvons pas générer d'interférogrammes. Donc, la base devient très importante. Maintenant, c'est essentiellement la direction de vol que nous voyons. Donc, cet arrangement est leur interférométrie InSAR. Et le satellite ou les capteurs seraient capables d'acquérir les données de la même zone, peut-être peu à travers différents angles de look sur des orbites successives qui est la chose ici. Donc, la distance au fond comme je l'ai mentionné, c'est la base de référence perpendiculaire, et il y a aussi la ligne de base de l'interférométrie. Donc, en gros, la distance entre les 2 satellites, comme vous vous aressez-vous en orbite dans l'orbite 1 et 2 dans le plan, qui est perpendiculaire à l'orbite est appelée interférométrie ou interféromètre de référence. Et alors que la projection qui est perpendiculaire à la plage inclinée comme je l'ai mentionné plus tôt, qui est perpendiculaire à ces pentes inclinées qui est appelée la ligne de base perpendiculaire. Et cette ligne de base perpendiculaire, comme je l'ai déjà dit, est très importante pour dériver les interférogrammes de la réparation. Ainsi, les interférogrammes SAR sont essentiellement générés par ce traitement qui est appelé "cross multiplicateur" et aussi pixel par pixel. Donc, pixel de l'orbite 1 scène et puis pixel de la deuxième scène de l'orbite. Et donc, cela signifie que la co-enregistrement de très haute qualité est également très nécessaire dans l'interférométrie SAR. Donc, en utilisant cette croix en multipliant la première image SAR que nous avons avec le conjugué complexe de la seconde, c'est comme ça qu'il devient. Et une image que nous pouvons prendre comme une image maître une autre que nous pouvons prendre comme une image d'esclave.
Et par ceci dans cet exemple de lumière, la première image avec le conjugué complexe de la seconde. Et puis l'interférogramme, fondamentalement l'amplitude de l'interférogramme est l'amplitude à la première image multipliés par celle de la seconde. Et tandis que son visage la phase interférométrique est la différence de phase entre les images. Et cette différence de phase est fondamentalement exploitée dans le cas de déformations du sol alors que, cette amplitude est exploitée en cas de modèle d'altitude numérique. Nous verrons plus loin. Maintenant, nous prenons quelques exemples de différents capteurs à bord de différents satellites, certains sont encore fonctionnels, d'autres ont terminé leur vie. Donc, si je prends l'exemple d'ALOS PALSAR qui est un capteur japonais, il était dans la bande L et la longueur d'onde est de 23 mètres. Alors que la bande la plus courante dans l'interférométrie SAR est utilisée. Il a commencé par ERS, puis ERS de l'Agence spatiale européenne, puis RADARSAT du Canada, puis ENVISAT de nouveau Agence spatiale européenne, ASAR est le nom du capteur. RISAT n'a pas les capacités d'acquérir des données d'interférométrie. Cependant, la sentinelle a la capacité d'acquérir des données. Un autre avantage pour Sentinel est que les données sont aussi disponibles gratuitement pour n'importe quelle partie du globe, où que l'interférogramme des paires ou des paires d'interférométrie soient disponibles, elles seront disponibles une fois que les données auront été acquises. Et par Internet, n'importe qui peut télécharger. Et une autre chose est que l'on aimerait faire davantage dans ce cas, puis le logiciel de traitement est également disponible par l'intermédiaire de cette Agence spatiale européenne. Ainsi, vous obtenez les données sans frais, vous obtenez un logiciel de traitement et vous pouvez aussi générer vos propres interférogrammes, peut-être un modèle d'élévation numérique et une résolution spatiale élevée, ou vous pouvez étudier la formation de base induite par de nombreux facteurs. Il peut y avoir une bande X, qui est tout près de la bande C, qui est de 3 centimètres et TERRA SAR-X est là et d'autres sont là. Certains satellites sont dans le domaine militaire pour lesquels nous n'avons généralement pas beaucoup de détails disponibles ni les données.

Vidéo 2

Maintenant qui image comment l'image doit être sélectionnée ou le jeu de données. Les paires seraient sélectionnées pour le traitement de la R-S, tout en faisant cette sélection, quelles sont les choses que nous devrions examiner. Donc, la première étape est fondamentalement et la sélection d'images SAR, qui devraient être adaptées à l'interférométrie et les trop grandes qui sont et vont nous les prenons cette paire pour le traitement. Ainsi, les étapes clés de ce critère qui sont adoptées pour la sélection d'une paire ont une forte incidence sur la qualité de nos résultats finaux. Et ces critères, que nous allons juste discuter, dépendront de l'application spécifique pour laquelle des images d'interférométrie SAR sont requises. Cela signifie que si je vais à la génération du modèle numérique d'altitude, alors je vais regarder ces critères peu différemment. Lorsque je vais à l'étude de l'information au sol, j'examinerai ces critères de façon peu différente. Donc, 2 applications SAR les plus importantes comme je l'ai déjà mentionné, l'une est le modèle d'élévation numérique et une autre est l'interférométrie différentielle ou la détection des déformations du sol. Ainsi, pour obtenir les meilleurs résultats de notre analyse ou de nos données d'interférométrie SAR, les paramètres suivants sont importants. Le premier est l'angle de vue et nous en discuterons plus avant sur cet aspect que les passes ascendissantes et descendissantes, parce que la moitié du globe est couverte par le col ascendant et la moitié du globe, l'autre côté du globe sera couvert par une partie descendante. Donc, peut être ces passes qui font toute différence dans nos résultats qui est la longueur de la vue à travers la vue différents angles de vue que nous allons voir dans ou nous allons discuter de cette partie. Ensuite, la base géométrique, comme j'ai discuté de la ligne de base perpendiculaire, est importante pour la partie que nous allons aussi prendre ensuite pour la période de référence temporelle de la différence de temps entre 2 scènes. Si la différence de temps est trop grande, il pourrait y avoir des changements sur le terrain. Et si ces changements étaient attendus, ou ils changent qui font, créent des problèmes pour notre analyse que l'on a 2 scènes. Comme par exemple, si j'utilise la technique d'interférométrie SAR pour détecter le sol
Déformation induite par un tremblement de terre, alors je veux que les scènes les plus proches 2 scènes entre le tremblement de terre aient eu lieu. Ainsi, de cette façon, généralement ces dépasss de temps ou de cycles de répétition ou de résolution temporelle du satellite sont de 35 jours. C'est ainsi que ces orbites ont été conçues. Donc, entre, si 2 scènes j'en ai un est avant le tremblement de terre, une autre est postearthmique alors j'ai beaucoup de contrôle ou de confiance dans mon analyse.
Donc, le temps de référence, donc pas trop grand. Sinon, le niveau de confiance dans mes résultats sera très faible. Le temps de création des données, et généralement le temps ici signifie et non l'heure du passage du satellite. Parce que nous ne sommes pas l'opérateur du satellite pour nous les données sont acquises et que le temps de dépassement sur la surface est fixé. Le temps de l'acquisition signifie que fondamentalement ici la saison et que quand il est supposé avant la mousson et après la mousson. Maintenant, l'état de la végétation sera complètement différent en cas de terrain indien. Donc, cette chose serait aussi garni à l'esprit lors de la sélection des paires de données. Donc, le moment devrait être vu dans cette perspective. Ensuite, la cohérence, bien sûr, l'information de cohérence ne viendra qu'une fois que vous aurez commencé à analyser les données. Donc, en très peu de temps, vous pouvez avoir l'évaluation de la cohérence, nous discuterons aussi de cette partie avec peu de détails, peut-être dans cette discussion ou peut-être dans le suivant. Ensuite, les conditions météorologiques, les conditions météorologiques peuvent parfois apporter les changements, car l'interférométrie de R-S est essentiellement une étude de déformation du sol. Nous examinons les changements d'échelle de millimètre ou de centimètre. Par conséquent, toutes les grandes différences entre les conditions métrologiques de 2 scènes ou paires peuvent donner peu de résultats différents et, par conséquent, il s'agit essentiellement de savoir comment attribuer que ces changements sont purement à cause de la déformation au sol plutôt que des changements dans les conditions métrologiques entre ces deux dates d'acquisition de données. Par conséquent, si ces informations sont également disponibles, elles doivent être utilisées lors de la sélection de l'image. Il s'agit d'abord de ces passes ascendissantes et descendissantes. Donc, comme je disais que l'ascendant passe quand du sud au nord, le satellite se passe et dès qu'il passe au-dessus des pôles, puis ou près du pôle, il ira de l'autre côté qui va soit en descendant. Ainsi, la moitié du globe sera toujours couverte en mode ascendant, l'autre moitié sera couverte par les passes descendissantes. Cependant, ces éléments peuvent apporter peu de changements dans notre analyse. Donc, c'est ce que nous allons regarder à travers ce chiffre alors que nous avons les dépassons. Alors ce que nous voyons ici, cette LOS est pour la ligne de vue dans laquelle le satellite regarde vers le nord. Donc, les changements de loin du satellite qui signifie, disent les changements, si aucun changement dans la couleur qui veut dire qu'il y en a, je parle de la carte des franges ou de l'interférogramme, qui sera en train de générer après le traitement. Donc, s'il y a un changement de couleur signifie que je n'observe aucune frange, qui est présentée dans différentes couleurs. Cette conclusion est qu'entre ces deux dates, il n'y a pas eu de changement. Si je vois des changements dans les couleurs, une seule frange que je vois ici observe, puis il y a un changement dans la ligne de vue. Donc, la ligne de vision signifie que si le sol est soit descendu, soit un mauvais exemple ici, la subsidence apportera ce genre de changement dans les dépassons ascendant. Alors qu'en cas de descente, cette même subsidence peut apporter des changements quelque chose comme ça. Il n'y a donc guère de différence quand on voit le changement loin du satellite. Cette LOS change alors le multiple s'il y a plusieurs franges, puis les franges auront des couleurs différentes que vous pouvez voir ici le motif. Si je vais de gauche à droite, alors j'ai différentes couleurs cyan, magenta et jaune. Ici, j'ai le jaune, le magenta et le cyan. Donc, de cette façon, je peux voir les changements dus aux passes ascendissantes et descendissantes. Donc, pas de déformation, pas de frange, pas de changement de couleur, de subsidence, de déformation, je vais voir une grande frange. Et puis je suis dans les deux cas et il est très difficile de voir tout changement dû au mode ascendant ou descendant. Cependant, lorsque des changements sont comme ceci, comme une poussée ou quelque chose, et qui se trouve dans la direction est-ouest, la déformation s'est produite à cause d'un événement tectonique d'événement sismique. Ensuite, je vais voir les changements dans les couleurs de franges comme celle-ci, que le cyan, magenta, jaune dans ce cas jaune, magenta, cyan. Maintenant, c'est la ligne de vue comme vous pouvez le voir et c'est la direction du satellite qui se déroule comme ça. Dans ce cas, alors que dans le mode descendant, bien sûr, il est en sens inverse de la vue et de la ligne de vue dans cette direction. Donc, quand le satellite regarde de cette façon ou que le satellite est à la recherche de cette façon qui peut apporter parce que la même structure de la terre est regardue vers les 2 angles différents de regarder ceci à travers ces passes ascendissantes et descendissantes. Et donc, ils auront différents interférogrammes que vous pouvez voir ici. Un point important que je voudrais également mentionner lorsque les déformations du sol se trouvent dans une grande zone, mais petite. Comme l'exemple du milieu, c'est-à-dire la subsidence, qu'une grande surface s'est déséquilibrée, mais l'ampleur de la subsidence est faible. Et vous verraient les franges, très ouverts genre de fringeslike que vous voyez dans ce cas intermédiaire. Mais lorsque des déformations se produisent dans une petite zone, mais de l'ordre de grandeur, elles sont très élevées. Comme dans le dernier exemple, ces franges seront très proches. Et aussi en comptant les franges et divisé par la moitié de la longueur d'onde par 2. Donc, si la longueur d'onde est de 5 centimètres ou 5,6 centimètres, alors 2.8 la valeur, qui est la moitié de la longueur d'onde et le nombre de franges. Donc, dans ce cas, si je dis qu'il s'agit d'une bande C et de l'acquisition de données. J'ai 2 franges claires dans l'exemple du bas. Et je multipliai par 2.8 qui signifie que les déformations se sont produites de l'équivalent de 5,6. Ainsi, de cette façon l'ampleur de la déformation peut être évaluée peut-on l'estimer en fonction du nombre de franges que je trouve. Et dans combien de domaines on peut voir ici, il n'y a qu'une seule frange dans le cas du milieu. Donc, je dis que seule la déformation et la 2 sont subsidence de 2,8 centimètres. Alors que dans le dernier exemple, je vois une telle déformation dans la ligne de vue. Celle-là doit se rappeler que c'est une déformation de la vue. Parce que le sol a diminué ou s'est arrêté dans la ligne de mire de l'acquisition des données. Ainsi, dans le dernier exemple, les déformations sont d'une magnitude de 5,6 centimètres. Donc, ils jouent un rôle très important tout en évaluant la qualité. Un autre aspect important est la cohérence. Comme dans cet exemple, que nous avons vu que chaque fois que nous obtenons ces franges claires, il n'y a que des caractères spéciaux dans les interférogrammes. Si vous voyez une échelle plus grande et qu'il y a une frange qui est très clairement visible. Mais le reste des zones que vous noez n'importe quelle frange, à l'exception des caractéristiques spéciales. Il s'agit donc des zones incohérentes, qui sont marquées ici. Et la zone cohérente est celle-ci, qui ne frange qu'une seule frange. Donc, les zones essentiellement sans motif marginal clair représentent des zones cohérentes. Maintenant, l'incohérence peut se produire à cause de certaines raisons. Donc, le même pixel, parce que nous avons maintenant une paire. Ainsi, les pixels doivent refléter les ondes radio dans presque le même état, entre 2 observations de 2 pixels à partir de 2 images. Donc, cela devrait avoir le même que vous savez refléter les ondes radio dans presque la même condition. Lorsque le déplacement à l'intérieur d'un pixel est uniforme, une bonne cohérence peut être obtenue. Mais quand ce n'est pas là, alors vous n'obtenez pas une bonne cohérence, comme par exemple, en cas d'interférence de la surface de l'eau ne peut pas se produire. Parce que la surface de l'eau varie avec la fluctuation de l'eau avec le temps. Donc, s'il y a une différence de 35 jours entre 2 images, ce qui est très courant, puis la condition d'eau, les conditions de surface de l'eau seront différentes.
Par conséquent, nous ne pouvons pas obtenir la cohérence dans notre analyse de ces 2 scènes. Même si un déplacement à l'intérieur d'un pixel est petit pour l'extraction à partir de 2 images. Mais la surface du sol est inclinée comme dans les zones de montagne, puis l'interférence ne peut se produire facilement lorsque la distance entre 2 observations, les positions du satellite est grande. Donc, ce sont quelques-unes des raisons qui peuvent créer un problème de cohérence pour être cohérent. Et une fois que si vous n'avez pas la cohérence dans les scènes, alors l'interférogramme ne peut pas être dérivé. Donc, si à l'instar de cet exemple, sur la figure de gauche dans des zones cohérentes sont là, mais ils sont d'un côté et vous savez qu'ils sont très clairement en train de se lever. Alors que la cohérence a été observée dans une grande région, bien qu'il n'y ait qu'à peine nous ne pouvons compter qu'une seule frange. Ainsi, une frange est généralement impossible à conclure que la déformation au sol a eu lieu. Parfois les erreurs, qui peuvent contribuer jusqu'à 1 frange. Donc, ça peut être là, si je commence à interpréter l'interférogramme de ce résultat, alors je peux ignorer. Si je me trouve dans une grande zone, une frange qui est une extension dans une très grande zone de la scène. Ensuite, je peux dire que cela pourrait être dû à des erreurs qui pourraient être dues à des conditions métrologiques ou qui pourraient être en cours de traitement ou d'autres choses. Donc, ceci amène à la fin de la première partie de l'interférométrie SAR. Dans la deuxième partie, nous allons discuter d'applications et d'autres subtilités. Donc, cela met fin à cette discussion. Merci beaucoup.