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#1 Fri 10 February 2012 14:46
- Julien82
- Juste Inscrit !
- Date d'inscription: 10 Feb 2012
- Messages: 5
Calibration et autres questions - Landsat (TM)
Bonjour à tous.
J'aimerais réaliser une étude multidate à partir d'images Landsat (TM).
Etant débutant, j'ai commencé par lire pas mal d'infos au sein des forums et des textes spécialisés.
Toutefois je n'arrive à trouver une réponse claire à certaines questions. Ainsi, cela m'aiderait d'avoir divers retours ou conseils sur mes questionnements :
1/ Tout d'abord, à la base, malgré mes différentes lectures et manipulations logicielles (Grass et Envi, et un peu d'Idrisi il y a longtemps), j'ai encore du mal à intégrer les différences entre luminance (radiance) et réflectance. Je comprends les définitions, mais j'ai du mal à comprendre ce qu'implique l'une ou l'autre valeur. Par exemple, je ne comprends pas clairement quand faut-il travailler en luminance et quand travailler en réflectance ?
2/ Ensuite, toujours par rapport à la réflectance. Je fais mes essais à partir d'images Landsat prises sur le site de l'USGS. Ainsi, si j'ai bien compris en lisant les infos de l'USGS, ces images sont déjà corrigées et calibrées. Les Geotiff que j'affiche au sein de mon logiciel (avec la prise en compte des métadonnées fournies au sein des fichiers MLT) sont déjà calibrées et corrigées radiométriquement : les valeurs des pixels sont donc des réflectances. Mon raisonnement est-il correct ? Sinon, comment définir si nos données sont des luminances ou des réflectances?
3/ Enfin, j'aimerais comparer des images (toujours Landsat de l'USGS) entre elles à différentes dates. Et là j'ai des soucis. Déjà, pour des images d'une même années (2 scènes voisines par exemples), dont la calibration ne semble pas identique, car les valeurs au sein des zones qui se recoupent sont assez différentes alors que les dates d'acquisition sont proches (même pour des objets "urbains" par exemple, les valeurs diffèrent). Comment alors traiter ses données sur différentes scènes si d'une scène à l'autre les valeurs diffèrent. Peut-on "calibrer" les scènes entre elles et eventuellement les assembler en une mosaïque (j'ai essayer de mosaïquer, en jouant sur les contrastes, mais ce n'est pas un calibrage radiométrique ?). Pour vous donner un exemple concret de mon problème : je cherche à délimiter des forêt, en utilisant un NDVI et des valeurs seuils relevées, mais d'une scène à l'autre, même aux endroits qui se recoupent, je n'arrive pas à retrouver la même "classification" de ces forêts...
Voilà, pour résumer mes soucis :
- Des précisions sur luminances et réflectances et leurs applications ?
- Les Landsat fournies par l'USGS sont calibrée et corrigées, mais faut-il les "recalibrer" entre elles ? Sinon, des pistes sur une manière de procéder pour traiter plusieurs scènes à différentes dates ?
Merci beaucoup pour vos conseils et remarques.
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#2 Fri 10 February 2012 15:46
- Christophe Révillion
- Participant actif
- Lieu: Saint Pierre (Réunion)
- Date d'inscription: 3 Aug 2011
- Messages: 123
Re: Calibration et autres questions - Landsat (TM)
Bonjour,
Tout d'abord, il me semble que la luminance et la réflectance sont liées (l'une étant une dérivée de l'autre... Mais je me trompe peut-être). Et on travaille essentiellement avec les valeurs de réflectance.
Sinon, je te conseille de ne pas chercher à recalibrer tes images pour avoir des réponses spectrales similaires. Pour avoir passé du temps à essayer de la faire sur des images SPOT, je peux te dire que c'est fastidieux et, au final, peu efficace (enfin dans la limite de mes compétences).
Le mieux à mon avis est de continuer dans la voie que tu as déjà empruntée, à savoir extraire des informations de tes différentes images et de comparer ensuite ces données extraites. Pour cela il faut que tu fasses varier les seuils de classification pour essayer d'avoir des résultats comparables.
En espérant que cela t'aide.
Cordialement
Christophe
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#3 Sat 11 February 2012 11:37
- Julien82
- Juste Inscrit !
- Date d'inscription: 10 Feb 2012
- Messages: 5
Re: Calibration et autres questions - Landsat (TM)
Bonjour et merci pour la réponse. Effectivement, je travaille dans ce sens.
Toutefois si je poursuis ce raisonnement, dans le cas d'une analyse de changements (changements, évolution de certaines occupations des sols), la comparaison entre deux dates ne peut se faire que "post-traitement" (post-classification par exemple)?
J'ai cru lire parfois des méthodes sur des comparaisons (multidates) des valeurs de réflectances directement ou même je crois des ACP effectuées sur deux bandes d'images à deux dates différentes pour mettre en évidence les "différences".
Je suis loin de maîtriser ces méthodes, mais cela me semble aller dans le sens d'une analyse des "valeurs" de chaque pixel et non pas "post-classification". Dans ce sens il doit exister des méthodes de "calibrages" ou de "corrections" permettant ces traitements ?
Mais effectivement, je me dis alors : si les images fournies par l'USGS, déjà calibrée et/ou rectifiée, ne permettent pas ce type de traitement, cela signifie que ces calibrages sont très difficiles à réaliser ?
Voilà pour mes réflexions.
Merci de m'informer si mon raisonnement est mauvais.
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#4 Sat 11 February 2012 15:55
- ranfosic
- Membre
- Date d'inscription: 18 Sep 2007
- Messages: 118
Re: Calibration et autres questions - Landsat (TM)
Bonjour,
Les images LANDSAT fournies par l'USGS (niveau L1) ne sont pas calibrées en réflectance, ni même en valeurs de luminance "absolue" (cad en grandeur physique avec son unité spécifique). Il est spécifié, dans les infos fournies par l'usgs, qu'elles ont subies une correction radiométrique car elles sont passées des données "brutes" fournies directement par le satellite (niveau 0) au niveau 1 (correction de certains artéfacts radiométriques, application de gains spécifiques...) et conversion en tant que comptes numériques (les DN - digitals numbers) codés sur 8 bits pour les capteurs TM et ETM+ de landsat (valeurs allant de 0-255). Ces comptes numériques (CN) sont en fait une mesure de luminance "relative". D'ailleurs le satellite ne mesure que la luminance cad le signal partant de l'objet étudié en direction du capteur du satellite. A partir de ces CN, tu peux retrouver les luminances physiques avec l'application des équations de calibration : L = a*CN + b où a est le gain et b est le biais, et tu peux également par la suite effectuer une correction atmosphérique pour obtenir des valeurs de réflectance au sol. Schématiquement, La réflectance étant le rapport entre la luminance et l'irradiance (éclairement incident qui arrive au sol), quand tu travailles en réflectance, tu normalises ton signal par rapport à l'irradiance (qui va varier selon la date d'acquisition) ce qui te permet d'obtenir un signal plus proche de la réalité. De plus, dans la mesure du possible, tu corriges également ton signal des perturbations atmosphériques. Il est d'ailleurs recommandé quand tu utilises un indice de végétation comme le ndvi, de calibrer ton image en valeurs de réflectance au sol.
Tu trouveras des informations plus précises dans le document suivant: http://www.pancroma.com/downloads/Landsat7_Handbook.pdf
Ranfosic
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#5 Sat 11 February 2012 17:06
- Julien82
- Juste Inscrit !
- Date d'inscription: 10 Feb 2012
- Messages: 5
Re: Calibration et autres questions - Landsat (TM)
Bonjour,
Merci Ranfosic pour ces précisions et la lecture. Je n'avais pas compris tout cela par rapport aux données de l'USGS.
A la suite de ta réponse, un peu pressé, j'ai été utilisé la fonction "Landsat Calibration" dans les "Preprocessing" de Envi. Cela propose "radiance" ou "reflectance". Je ne sais pas si cela correspond à une automatisation des méthodes que tu évoquais.
En tout cas, j'ai passé mes images en "réflectance" par cet outils. Résultat :
- mes images se retrouvent codées entre 0 et 1 : ce sont des valeurs de réflectances?
- j'ai sorti un NDVI à partir de cette image calibrée, puis je l'ai comparé à un NDVI effectué avant cette calibration : effectivement, les valeurs des NDVI diffèrent.
- j'ai réalisé rapidement une petit classification supervisée, sur la même image, avant et après cette calibration, avec les même paramètrages : les résultats semblent strictement identiques.
Par rapport à ces résultats et à ce que tu as écris, je comprends que :
- les images fournies par l'USGS sont, dans une certaines mesures, directement exploitables, ayant déjà subies une correction.
- cependant, en fonction des résultats recherchés, il est préférable de calibrer ces images afin d'augment la précision et la justesse des traitements.
Une autre question : pour réaliser de l'interprétation visuelle à partir de compositions colorées, il n'est pas essentiel de calibrer ces images ?
Merci encore.
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#6 Sun 12 February 2012 11:52
- ranfosic
- Membre
- Date d'inscription: 18 Sep 2007
- Messages: 118
Re: Calibration et autres questions - Landsat (TM)
Bonjour,
la fonction "Landsat Calibration" dans les "Preprocessing" de Envi. Cela propose "radiance" ou "reflectance". Je ne sais pas si cela correspond à une automatisation des méthodes que tu évoquais.
Oui, cela correspond à une automatisation de la calibration en radiance. Par contre, l'option reflectance te fournira seulement la réflectance exo-atmosphérique appelé TOA (Top Of Atmosphere) reflectance. Il ne s'agit pas de la véritable réflectance au sol (TOC - top of canopy) pour laquelle les perturbations sont, en partie, corrigées.
mes images se retrouvent codées entre 0 et 1 : ce sont des valeurs de réflectances?
Oui. Les valeurs de réflectance peuvent être codées entre 0 et 1, 0 et 100, 0 et 10000... C'est un rapport sans unité (sauf si on prend en compte l'aspect directionnel de la réflectance).
Une autre question : pour réaliser de l'interprétation visuelle à partir de compositions colorées, il n'est pas essentiel de calibrer ces images ?
Effectivement, ce n'est pas nécessaire.
Ranfosic
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#7 Mon 13 February 2012 09:07
- Julien82
- Juste Inscrit !
- Date d'inscription: 10 Feb 2012
- Messages: 5
Re: Calibration et autres questions - Landsat (TM)
Bonjour et merci pour ces précisions.
Je n'arrive pas vraiment à déterminer pour quels types de problématiques la réflectance TOC est "indispensable" ou non, ou bien la réflectance TOA "suffisante".
Est-ce selon la qualité des résultats que l'on obtient, donc selon les cas ?
Ou bien existe-t-il une "règle" méthodologique, par exemple : pour une mise en évidence des zones de végétation, la réfléctance TOA suffit, mais pour une caractérisation d'occupation du sol, la réflectance TOC est nécessaire....
Merci.
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