Apport des données radar polarimétriques pour la cartographie en milieu tropical PDF Download
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Author: Cédric Lardeux
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Languages : fr
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Book Description
Les capteurs RSO (Radar à Synthèse d'Ouverture) fournissent des observations des surfaces terrestres de manière continue depuis 1991 avec la mise en orbite du satellite ERS-1. Les données acquises jusqu'à peu, principalement basées sur l'exploitation de l'intensité du signal acquis selon une configuration de polarisation particulière, ont été l'objet de nombreuses études, notamment sur le suivi de la déforestation. Depuis 2007, de nouveaux capteurs RSO polarimétriques (PALSAR, RADARSAT-2, TerraSAR-X...) permettent la caractérisation polarimétrique des surfaces observées. Ces données nécessitent des traitements adpatés afin d'en extraire l'information la plus pertinente pour la thématique considérée. L'objet de ces travaux a été d'évaluer leur potentiel pour la cartographie de surfaces naturelles en milieu tropical. L'apport des multiples indices polarimétriques a été évalué à partir de l'algorithme de classification SVM (Machines à Vecteurs de Support). Cet algorithme est spécialement adapté pour prendre en compte un grand nombre d'indices non forcément homogènes. Les données utilisées ont été acquises par le capteur aéroporté AIRSAR sur une île en Polynésie Française. De nombreux relevés in situ ont permis la validation des résultats obtenus. Les résultats montrent que la sensibilité de ces données à la structure géométrique des surfaces observées permet une bonne discrimination entre les différents couvert végétaux étudiés, en particulier des types de forêts. De plus, la classification obtenue à partir de la méthode SVM est particulièrement plus performante que la classification usuelle basée sur la distribution de Wishart vérifiée a priori par les données radar. Ces résultats laissent présager de l'apport significatif des données radar polarimétriques futures pour le suivi des surfaces naturelles.
Author: Cédric Lardeux
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Les capteurs RSO (Radar à Synthèse d'Ouverture) fournissent des observations des surfaces terrestres de manière continue depuis 1991 avec la mise en orbite du satellite ERS-1. Les données acquises jusqu'à peu, principalement basées sur l'exploitation de l'intensité du signal acquis selon une configuration de polarisation particulière, ont été l'objet de nombreuses études, notamment sur le suivi de la déforestation. Depuis 2007, de nouveaux capteurs RSO polarimétriques (PALSAR, RADARSAT-2, TerraSAR-X...) permettent la caractérisation polarimétrique des surfaces observées. Ces données nécessitent des traitements adpatés afin d'en extraire l'information la plus pertinente pour la thématique considérée. L'objet de ces travaux a été d'évaluer leur potentiel pour la cartographie de surfaces naturelles en milieu tropical. L'apport des multiples indices polarimétriques a été évalué à partir de l'algorithme de classification SVM (Machines à Vecteurs de Support). Cet algorithme est spécialement adapté pour prendre en compte un grand nombre d'indices non forcément homogènes. Les données utilisées ont été acquises par le capteur aéroporté AIRSAR sur une île en Polynésie Française. De nombreux relevés in situ ont permis la validation des résultats obtenus. Les résultats montrent que la sensibilité de ces données à la structure géométrique des surfaces observées permet une bonne discrimination entre les différents couvert végétaux étudiés, en particulier des types de forêts. De plus, la classification obtenue à partir de la méthode SVM est particulièrement plus performante que la classification usuelle basée sur la distribution de Wishart vérifiée a priori par les données radar. Ces résultats laissent présager de l'apport significatif des données radar polarimétriques futures pour le suivi des surfaces naturelles.
Author: William Stroobants
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Pages : 197
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LES CONTINENTS AFRICAIN, SUD-AMERICAIN ET ASIATIQUE PRESENTENT UN DEFICIT IMPORTANT EN CARTES A MOYENNES ET GRANDES ECHELLES (1/200 000 ET 1/50 000). DE PLUS, L'APPARITION DE L'IMAGE NUMERIQUE, ET EN PARTICULIER DES IMAGES ACQUISES PAR LES SATELLITES RADAR, A DONNE NAISSANCE A UN NOUVEAU TYPE DE PRODUIT CARTOGRAPHIQUE, LA SPATIOCARTE RADAR. CE PRODUIT SEMBLE LE MOYEN LE PLUS ADAPTE POUR COMBLER LE DEFICIT EN CARTOGRAPHIE TRADITIONNELLE (CARTES AU TRAIT) DES REGIONS TROPICALES. EN OUTRE, LES CAPTEURS RADAR QUI EQUIPENT LES SATELLITES ERS 1/2, JERS ET LE TOUT RECENT RADARSAT PRESENTENT DES APTITUDES PROPRES QUI LEURS CONFERENT CERTAINS AVANTAGES SUR L'OBSERVATION OPTIQUE. LA PREMIERE PARTIE DE CE TRAVAIL CARACTERISE LE BESOIN CARTOGRAPHIQUE EN MILIEU TROPICAL ET SE DIVISE EN DEUX TEMPS. TOUT D'ABORD, IL EST MONTRE COMMENT UNE CARTE TOPOGRAPHIQUE CLASSIQUE SE DECLINE EN UNE SERIE DE FONCTIONS CARTOGRAPHIQUES SATISFAISANT DES CONTRAINTES QUALITES LIEES A LA GEOMETRIE, LA SEMANTIQUE, L'ACTUALITE ET L'ERGONOMIE DE LA CARTE. ENSUITE, L'ETUDE SUR LA NATURE DES UTILISATEURS DE PRODUITS CARTOGRAPHIQUES EN MILIEU TROPICAL AINSI QUE LA DEFINITION DE LEURS BESOINS PERMET DE DEFINIR UNE GAMME DE PRODUITS PERMETTANT DE SATISFAIRE LE PLUS GRAND NOMBRE. DANS LA SECONDE PARTIE DE CETTE THESE, L'ETUDE PORTE SUR LES DIFFERENTES ETAPES D'UNE FILIERE DE PRODUCTION CARTOGRAPHIQUE A BASE D'IMAGES R.S.O. EN AMPLITUDE. DANS CE CADRE, IL EST MONTRE COMMENT LE CHOIX DES DONNEES SOURCES ET L'ORGANISATION DES TRAITEMENTS PERMETTENT D'INTEGRER LES CONTRAINTES LIEES AUX DONNEES R.S.O., AUX TECHNIQUES MISE EN UVRE ET AU CONTEXTE D'APPLICATION, EN VUE DE LA SATISFACTION OPTIMALE DU BESOIN. DANS LA TROISIEME PARTIE, DE NOUVEAUX TRAITEMENTS SONT MIS EN UVRE POUR AMELIORER LA QUALITE DES IMAGES R.S.O. A DES FINS D'UTILISATIONS CARTOGRAPHIQUES : LE FILTRAGE MULTIDATES ET LA REDUCTION DE LA DYNAMIQUE (TRANSFORMATION 16 BITS / 8 BITS) DES IMAGES R.S.O. LA DERNIERE PARTIE VISE A CARTOGRAPHIER L'OCCUPATION DU SOL SUR UNE ZONE COTIERE SITUEE AU SENEGAL A L'AIDE DES CAPTEURS ERS-1, JERS, RADARSAT ET LANDSAT TM. CELA PERMET PAR LA SUITE DE METTRE EN AVANT L'APPORT RESPECTIF DE CHAQUE SATELLITE POUR LA CARTOGRAPHIE DU SENEGAL ET DE CONSTRUIRE UNE METHODOLOGIE D'EXPLOITATION OPERATIONNELLE DES DONNEES RADAR A DES FINS CARTOGRAPHIQUES EN MILIEU TROPICAL
Author: N'goran David Niamien
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Languages : fr
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Book Description
Depuis 2007, une nouvelle génération de radar satellitaires imageurs plus performants permet de renouveler les approches cartographiques et ce, en particulier, sur les zones tropicales où l'acquisition des images optiques est difficile du fait de la présence quasi permanente de nuages. Ces radars opèrent en différentes longueurs d'onde (bande L, C, X), différentes polarisations et avec des résolutions spatiales variables (Très Haute Résolution à Moyenne Résolution Spatiale).Nos sites d'étude se situent en Guyane française et en Côte d'Ivoire en contexte climatique tropical humide. Sur la Guyane française de nombreuses études antérieures garantissent une connaissance géographique riche et détaillée, nos recherches porteront sur la méthodologie de traitement et d'analyse d'images radar multi-paramètres (longueur d'onde, polarisation, résolution) et de leur exploitation conjointe avec des images optiques très haute résolution spatiale en vue d'effectuer le suivi temporel des milieux rencontrés localement (forêt dense sur socle, plaine littorale, forêt de mangrove, zones humides...).Une fois ce bilan détaillé et argumenté, effectué sur la Guyane, les recherches se porteront sur des zones test en Côte d'Ivoire qui contrairement à la Guyane, ne disposent pas de connaissances géographiques de qualité mais où le climat tropical rend, comme en Guyane, l'usage des images radar incontournable. Le premier chapitre de ce travail décrit les milieux rencontrés sur nos zones d'étude ainsi que les données disponibles sur chacun d'entre eux. Le second chapitre porte sur la méthodologie de traitement et d'analyse d'images radar multi paramètres et de leur exploitation conjointe avec des images optiques très haute résolution spatiale. Deux approches d'évaluation des images y sont discutées. Une première approche, basée sur la photo-interprétation, s'appuie sur les documents cartographiques existants, les levés de terrain pour évaluer visuellement les images. Une seconde approche aborde l'évaluation grâce aux méthodes de classification supervisée pour lesquelles deux techniques ont été utilisées : la classification SVM et la classification orientée objet. Le troisième chapitre est consacré aux applications thématiques des images sur les zones test situées en Guyane française et en Côte d'Ivoire. Y sont abordées la cartographie de l'occupation du sol, le suivi des zones humides littorales et la dynamique côtière et toutes ces applications pouvant conduire à la mise à jour des documents cartographiques existants.
Author: Hervé Trebossen
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Languages : fr
Pages : 406
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Plus de la moitié du transport de marchandises à travers le monde se fait par voie de mer. Un des moyens permettant d’assurer la sécurité des navires et par conséquent d’éviter les pollutions accidentelles est de mettre à la disposition des marins des cartes marines de qualité, conformes aux moyens modernes de navigation (navigation par GPS). Malheureusement, actuellement, ces documents de navigation sont anciens sur nombre de zones côtières. Le SHOM qui est chargé en France de l’établissement et de la diffusion de l’information nautique utilise, dans certains cas, pour actualiser plus rapidement ses cartes des images de télédétection provenant des satellites optiques SPOT. Dans les zones à forte nébulosité, l’acquisition de telles données est très aléatoire, les images des satellites RADAR à Synthèse d’Ouverture (RSO) apportent l’avantage de ne pas être perturbées par la couverture nuageuse. L’étude que nous présentons, née de la collaboration entre le SHOM et l’UMLV, a pour objectif de développer une méthode d’utilisation des données spatiales radar en vue de faciliter la création et la réactualisation des cartes marines. Le premier chapitre de ce travail présente, sur chacun des différents sites qui vont être « auscultés » au travers des images radar à synthèse d’ouverture, les grandes caractéristiques du milieu, la base de données images et cartes puis l’intérêt du site pour la cartographie marine. Les cinq sites côtiers présentés sont en partie en milieu tropical humide (la Guyane française, le Cameroun et le Gabon), en milieu polaire (Terre Adélie) et enfin en milieu inter-tropical aride (Mauritanie). Le deuxième chapitre porte sur les traitements radiométriques et géométriques mis en œuvre pour l’utilisation des images radar. Les traitements radiométriques comporteront principalement l’usage d’algorithmes connus et de logiciels déjà existants pour le filtrage du chatoiement sur les images d’amplitude, la génération des images de cohérence à partir de données complexes et l’extraction automatique d’informations. En ce qui concerne les traitements géométriques, nous avons choisi de développer un outil de géoréférencement pour les scènes ERS. Cet outil demande de connaître l’orbitographie du satellite, la position du géoïde sur le site imagé et la géométrie interne des données satellitaires. La validation de cet outil s’appuiera sur la prise en compte de points de contrôle au sol et sur la comparaison d’images acquises en orbites montante et descendante. L’analyse des images traitées se fera sur les thèmes intéressant la cartographie marine : en mer, au large et sur les zones de petits fonds proches de la côte, sur l’estran, et enfin, à terre, sur les végétations côtières et les zones anthropisées. D’autres données de télédétection (images optiques et autres données RSO) pourront être utilisées, selon les disponibilités, pour enrichir notre propos. Enfin le dernier chapitre est consacré, d’une part, aux réactualisations de cartes marines auxquelles nous avons participé et d’autre part, à la proposition de produits cartographiques nouveaux fusionnant les images RSO récentes et des données cartographiques plus anciennes, destinés à suppléer à l’absence de cartes classiques actualisées et susceptibles d’intégrer les évolutions observées sur certains sites d’étude
Author: M. A. Z. Niang
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ISBN: 9782891465403
Category : Geomatics
Languages : fr
Pages : 42
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Book Description
Author: GNAMMYTCHET BARTHELEMY.. KOFFI
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Languages : fr
Pages : 218
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Book Description
IL EST NECESSAIRE DE FAIRE L'APPRENTISSAGE DE L'UTILISATION DES IMAGES RADAR. LA THESE EST CONSACREE A L'ETUDE DES POSSIBILITES ET LIMITES DES IMAGES SAR ERS POUR LA CARTOGRAPHIE GEOLOGIQUE. LE MEMOIRE DE THESE COMPREND DEUX PARTIES. (1) A PARTIR D'EXEMPLES AUSSI VARIES QUE POSSIBLE, PRIS DANS DIFFERENTES REGIONS DU MONDE, IL S'AGIT DE COMPRENDRE COMMENT LES CARACTERISTIQUES PHYSIQUES PARTICULIERES DE L'ACQUISITION RADAR CREENT DES POSSIBILITES INTERESSANTES, OU BIEN FONT APPARAITRE DES ARTEFACTS ET DES SOURCES D'ERREUR, LORS DE L'ANALYSE DES IMAGES. (2) EN PRENANT L'EXEMPLE DE LA COTE-D'IVOIRE, NOUS UTILISONS ENSUITE L'IMAGERIE RADAR ERS COMME OUTIL DE CARTOGRAPHIE GEOLOGIQUE EN MILIEU TROPICAL, AFIN DE MONTRER QUE CET OUTIL EST PARTICULIEREMENT EFFICACE DANS CE TYPE DE REGION. LE SYSTEME D'ACQUISITION PAR BALAYAGE LATERAL FAIT QUE L'IMAGE RADAR EXPRIME PRINCIPALEMENT DE SUBTILES VARIATIONS DES PENTES TOPOGRAPHIQUES, REVELANT AINSI DES OBJETS GEOLOGIQUES QUI ONT UNE EXPRESSION MORPHOLOGIQUE. CECI EST MONTRE SUR LES EXEMPLES (A) D'UN BASSIN EN PULL-APART LE LONG DE LA FAILLE DU LEVANT ET (B) DE STRUCTURES EN COMPRESSION DANS LA REGION DE KOBE (JAPON). LA SENSIBILITE DU RADAR AUX VARIATIONS D'HUMIDITE DES SOLS EST BIEN ILLUSTREE D'UNE PART PAR L'EXEMPLE DE LA VALLEE DE L'EYGUES, LORS DE L'INONDATION QUI AVAIT AUSSI AFFECTE VAISONS-LA-ROMAINE, ET D'AUTRE PART PAR LA DETECTION DE PLUIES LOCALISEES DANS LE CENTRE-NORD DE LA COTE-D'IVOIRE DONNANT L'IMPRESSION DE CONTOURS LITHOLOGIQUES QUI EN FAIT N'EXISTENT PAS. LA PENETRATION DES ONDES RADAR EN MILIEU DESERTIQUE SEC EST ANALYSEE DANS LA REGION DE REGANNE DANS LE SAHARA ALGERIEN OU NOUS AVONS MIS EN EVIDENCE DES OBJETS GEOLOGIQUES SOUS UNE FAIBLE COUCHE DE SABLE. LA SENSIBILITE DE LA RETRODIFFUSION AUX EFFETS DE RUGOSITE DE LA SURFACE DES SOLS EST DEMONTREE A TRAVERS UN EXEMPLE DE GLISSEMENTS DE TERRAIN EN COLOMBIE. NOUS MONTRONS AUSSI QUE C'EST LA VARIATION DES TEXTURES DE L'IMAGE QUI, DANS LES REGIONS TROPICALES, PERMET UNE CARTOGRAPHIE DETAILLEE DES UNITES LITHOSTRATIGRAPHIQUES ET DES ZONES DE FAILLES LE PLUS SOUVENT MAL SUIVIES OU INACCESSIBLES SUR LE TERRAIN. LES EXEMPLES DEVELOPPES DANS CE TRAVAIL EXPLICITENT EGALEMENT DES ARTEFACTS ET DONC LES LIMITES DE L'UTILISATION DU RADAR ERS. EN EFFET, DES DEFORMATIONS DE L'IMAGE PEUVENT PROVOQUER DES CONFUSIONS GRAVES DANS L'INTERPRETATION. L'ETUDE DE LA FAILLE D'EI HAOUIMA AKNOUL (MAROC) MONTRE LA DIFFICULTE DE DETECTER UN GRAND ESCARPEMENT DE FAILLE POUR CERTAINES ORIENTATIONS DE LA VISEE. LES EXEMPLES (A) D'UN ANTICLINAL DANS LE TAURUS (TURQUIE) ET (B) DE SERIES MONOCLINALES DANS LA MARGE OCCIDENTALE DE L'AFAR (ETHIOPIE), MONTRENT QUE LES VARIATIONS DE PENTE PEUVENT ETRE FORTEMENT EXAGEREES. PAR AILLEURS, LES EFFETS DU RABATTEMENT ET DU RACCOURCISSEMENT RADAR PEUVENT PROVOQUER DES RENVERSEMENTS DE PENDAGE, RENDRE IRREGULIER LE TRACE D'UNE FAILLE MAJEURE ET EGALEMENT DEFORMER DES OBJETS GEOMORPHOLOGIQUES COMME UNE CALDEIRA. LE SYSTEME RADAR ERS PRESENTE DONC BIEN DES POSSIBILITES PARTICULIERES MAIS EGALEMENT DES LIMITES EN CARTOGRAPHIE GEOLOGIQUES. CES POSSIBILITES ET LIMITES SONT LIEES AUX CARACTERISTIQUES RADIOMETRIQUES ET GEOMETRIQUES DE L'ACQUISITION ET AUX PARAMETRES PHYSIQUES DES SOLS. L'INTERPRETATION GEOLOGIQUE DES IMAGES RADAR ERS REQUIERT DONC UNE BONNE CONNAISSANCE DE LA PHYSIQUE DU RADAR ET DE CELLE DE LA SURFACE DU SOL. LA COMPARAISON DES IMAGES RADAR AVEC LES IMAGES OPTIQUES - LA COMPLEMENTARITE - EST UNE DEMARCHE NECESSAIRE POUR LES ETUDES THEMATIQUES. LA CARTOGRAPHIE GEOLOGIQUE EN COTE-D'IVOIRE A PARTIR DES IMAGES RADAR ERS APPORTE DES RESULTATS NOUVEAUX. L'OBTENTION DE RESULTATS GEOLOGIQUES NOUVEAUX DANS UNE REGION DONT L'OBSERVATION SUR LE TERRAIN EST DIFFICILE MONTRE BIEN TOUT L'INTERET DU RADAR. UNE NOUVELLE CARTE STRUCTURALE EST PROPOSEE POUR LA REGION DE FERKESSEDOUGOU. DE NOUVEAUX FACIES-IMAGE ONT ETE DISTINGUES MAIS ILS N'ONT PAS PU ETRE VERIFIES SUR LE TERRAIN. DE NOUVELLES ZONES DE FAILLES DUCTILES (KIERE ET OUANGOLODOUGOU) ONT ETE IDENTIFIEES. LE FAIT MAJEUR EST QUE, CONTRAIREMENT AUX CARTES PREEXISTANTES, LES FAILLES DE FERKESSEDOUGOU ET DE GREENVILLE-FERKE-BODODIOULASSO (GFB) NE MARQUENT PAS LES LIMITES D'UN VASTE PANNEAU DE LEUCOGRANITE, MAIS AU CONTRAIRE ELLES LE RECOUPENT, AUSSI BIEN D'AILLEURS QUE LA SERIE VOLCANO-SEDIMENTAIRE ENCAISSANTE.
Author: Gnammytchet Barthélémy Koffi
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Languages : fr
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Book Description
Il est necessaire de faire l'apprentissage de l'utilisation des images radar. La these est consacree a l'etude des possibilites et limites des images sar ers pour la cartographie geologique. Le memoire de these comprend deux parties. (1) a partir d'exemples aussi varies que possible, pris dans differentes regions du monde, il s'agit de comprendre comment les caracteristiques physiques particulieres de l'acquisition radar creent des possibilites interessantes, ou bien font apparaitre des artefacts et des sources d'erreur, lors de l'analyse des images. (2) en prenant l'exemple de la cote-d'ivoire, nous utilisons ensuite l'imagerie radar ers comme outil de cartographie geologique en milieu tropical, afin de montrer que cet outil est particulierement efficace dans ce type de region. Le systeme d'acquisition par balayage lateral fait que l'image radar exprime principalement de subtiles variations des pentes topographiques, revelant ainsi des objets geologiques qui ont une expression morphologique. Ceci est montre sur les exemples (a) d'un bassin en pull-apart le long de la faille du levant et (b) de structures en compression dans la region de kobe (japon). La sensibilite du radar aux variations d'humidite des sols est bien illustree d'une part par l'exemple de la vallee de l'eygues, lors de l'inondation qui avait aussi affecte vaisons-la-romaine, et d'autre part par la detection de pluies localisees dans le centre-nord de la cote-d'ivoire donnant l'impression de contours lithologiques qui en fait n'existent pas. La penetration des ondes radar en milieu desertique sec est analysee dans la region de reganne dans le sahara algerien ou nous avons mis en evidence des objets geologiques sous une faible couche de sable. La sensibilite de la retrodiffusion aux effets de rugosite de la surface des sols est demontree a travers un exemple de glissements de terrain en colombie. Nous montrons aussi que c'est la variation des textures de l'image qui, dans les regions tropicales, permet une cartographie detaillee des unites lithostratigraphiques et des zones de failles le plus souvent mal suivies ou inaccessibles sur le terrain. Les exemples developpes dans ce travail explicitent egalement des artefacts et donc les limites de l'utilisation du radar ers. En effet, des deformations de l'image peuvent provoquer des confusions graves dans l'interpretation. L'etude de la faille d'ei haouima aknoul (maroc) montre la difficulte de detecter un grand escarpement de faille pour certaines orientations de la visee. Les exemples (a) d'un anticlinal dans le taurus (turquie) et (b) de series monoclinales dans la marge occidentale de l'afar (ethiopie), montrent que les variations de pente peuvent etre fortement exagerees. Par ailleurs, les effets du rabattement et du raccourcissement radar peuvent provoquer des renversements de pendage, rendre irregulier le trace d'une faille majeure et egalement deformer des objets geomorphologiques comme une caldeira. Le systeme radar ers presente donc bien des possibilites particulieres mais egalement des limites en cartographie geologiques. Ces possibilites et limites sont liees aux caracteristiques radiometriques et geometriques de l'acquisition et aux parametres physiques des sols. L'interpretation geologique des images radar ers requiert donc une bonne connaissance de la physique du radar et de celle de la surface du sol. La comparaison des images radar avec les images optiques - la complementarite - est une demarche necessaire pour les etudes thematiques. La cartographie geologique en cote-d'ivoire a partir des images radar ers apporte des resultats nouveaux. L'obtention de resultats geologiques nouveaux dans une region dont l'observation sur le terrain est difficile montre bien tout l'interet du radar. Une nouvelle carte structurale est proposee pour la region de ferkessedougou. De nouveaux facies-image ont ete distingues mais ils n'ont pas pu etre verifies sur le terrain. De nouvelles zones de failles ductiles (kiere et ouangolodougou) ont ete identifiees. Le fait majeur est que, contrairement aux cartes preexistantes, les failles de ferkessedougou et de greenville-ferke-bododioulasso (gfb) ne marquent pas les limites d'un vaste panneau de leucogranite, mais au contraire elles le recoupent, aussi bien d'ailleurs que la serie volcano-sedimentaire encaissante.
Author: Yannick Lasne
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Book Description
Ces travaux de recherche proposent une approche expérimentale pour étudier les capacités de l'imagerie radar basse fréquence pour la détection des zones humides dans le sous-sol des régions arides terrestres et martiennes et la cartographie géologique de leur proche subsurface. En particulier, l'analyse phasimétrique d'images SAR (bande L) de la Dune du Pyla nous a permis de mettre en évidence un comportement particulier de la différence de phase copolaire, lié à la présence d'une zone humide dans la subsurface. Afin d'interpréter et de modéliser ce phénomène, nous avons développé un modèle analytique de diffusion simple, de type IEM, complété par une expression analytique du terme de diffusion par réflexion multiple. Simulant avec succès le phénomène observé, notre modèle confirme que le signal de phase est généré par le profil d'humidité des structures enfouies occasionnant une composante de diffusion par réflexion multiple. Il a également été montré que ce signal de phase copolaire permet la détection d'interfaces humides à des profondeurs plus importantes que celles autorisées par l'analyse des indicateurs radiométriques classiques. Participant au programme Terrestrial Analog to Mars de la NASA, nous avons également travaillé à la définition des performances d'un système SAR orbital en bande P pour la détection d'humidité dans la proche subsurface de la planète Mars, au moyen de la phase radar. Incluant un terme de diffusion de volume, notre précédent modèle IEM montre que la présence d'hétérogénéités dans les premiers mètres de la croûte martienne pourrait altérer les performances de la différence de phase copolaire pour la détection d'humidité en terme de profondeur d'investigation. Néanmoins, nos résultats de simulations indiquent qu'un tel système SAR, exploitant la phase copolaire, autoriserait la détection de l'humidité et son suivi à l'échelle saisonnière jusqu'à des profondeurs de 3 mètres dans les régions présentant un contexte géologique favorable i.e. une faible concentration de diffuseurs de surface et de proche subsurface. Au-delà de la détection d'humidité des sols, nous avons également cherché à mettre en évidence l'apport de l'imagerie radar pour les applications de cartographie d'interfaces géologiques à grande échelle au moyen de systèmes radar orbitaux. L'analyse polarimétrique de données SIR-C/X-SAR pour la Mauritanie a permis de montrer le potentiel de l'imagerie radar basse fréquence pour la détection de structures géologiques de surface ainsi que pour la cartographie de la paléo-hydrologie de la proche subsurface en contexte aride. En particulier, nos résultats ont montré que les données polarimétriques fournissent non seulement des éléments d'information sur les mécanismes de diffusion mis en jeu, mais permettent également de différencier les structures de surface par la rugosité qu'elles occasionnent, des structures de subsurface par la diffusion de volume qu'elles génèrent.
Author: Clotilde Augros
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Languages : fr
Pages : 165
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Book Description
Cette thèse a permis d'explorer l'apport des variables polarimétriques radar (aux longueurs d'onde centimétriques), sensibles aux propriétés microphysiques des hydrométéores, pour les modèles de prévision numérique à échelle convective. Dans la première partie de la thèse, un opérateur d'observation radar polarimétrique, cohérent avec les paramétrisations microphysiques à 1 moment couramment utilisées par les modèles opérationnels à échelle convective a été développé. Des comparaisons entre données simulées et observées pour tous les types de radar (S, C et X) ont été réalisées pour deux cas d'étude convectifs, et ont permis de valider l'opérateur d'observation. La deuxième partie de cette thèse a été consacrée à la conception et au test d'une méthode d'assimilation des variables polarimétriques, s'appuyant sur la méthode opérationnelle 1D+3D-Var, d'assimilation des réflectivités radar dans le modèle AROME. La méthode de restitution bayésienne 1D des profils d'humidité a été adaptée, afin d'inclure la phase différentielle spécifique et la réflectivité différentielle, en plus de la réflectivité, dans le vecteur d'observation. Plusieurs options de la méthode de restitution ont été testées et évaluées par des comparaisons aux observations radar et GPS. Des expériences d'assimilation menées sur deux cas convectifs ont ensuite été réalisées et ont permis d'évaluer l'impact des observations polarimétriques sur les champs analysés d'humidité ainsi que sur les prévisions de réflectivité et de cumuls de précipitation.
Author: Stéphane Mermoz
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Languages : en
Pages : 179
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Book Description
River ice monitoring is an important radar remote sensing application due to the high interest in hydrological and climatic applications and public and navigation safety. This thesis introduces multi-frequency and multi-temporal river ice cover analysis methods in different regions of Canada using polarimetric SAR data. An electromagnetic model is improved to analyse a river ice cover backscattering behaviour from relevant polarimetric parameters. River ice types classification procedures are tested using multi-frequency and multi-temporal SAR data. These techniques permit to emphasize the capabilities of polarimetric SAR data to separate river ice types. Finally, a new empirical model for ice cover thickness retrieving is developped and validated. It permits to follow the spatial and temporal evolution of the ice thickness. These methods are applied on RADARSAT-2 and TERRASAR-X polarimetric SAR data over the Saint-François, Koksoak and Mackenzie rivers in Canada. Ground truth measurements of different ice characteristics are used for validating these methods.
