Qu'est-ce que la télédétection ?

Satellite du village de Nukuni sur Ono-i-Lau, Fidji. Ono-i-Lau est un groupe d'îles au sein d'un système de barrière de corail dans l'archipel fidjien des îles Lau. Photo © Planet Labs Inc.

La télédétection est « l'acquisition d'informations sur un objet sans être en contact physique avec lui » (Elachi et van Zyl 2006).

Pour une compréhension approfondie de la télédétection et pour décider si les produits de télédétection peuvent vous aider dans votre travail de conservation, suivez la leçon 1 : Introduction à la télédétection et à la cartographie des récifs coralliens du cours en ligne Ouvre dans une nouvelle fenêtreTélédétection et cartographie pour la conservation des récifs coralliens.

Principes de la télédétection

La télédétection implique une interaction entre la lumière et l'objet d'intérêt (corail, arbre, champ, etc.). Il y a six composants principaux :

  • A source de lumière – soit du soleil soit artificielle
  • An objet d'intérêt (par exemple, corail, arbre, maison)
  • A capteur monté sur une plate-forme (par exemple, satellite, avion, drone), qui recueille le rayonnement émis ou reeété par l'objet d'intérêt
  • A récepteur sur terre ou dans l'espace qui recevra les informations du capteur
  • A système iSun traduire les informations de télédétection en données
  • Experts qui peut traduire les données en cartes

Voir le graphique ci-dessous pour une représentation d'un système passif de télédétection par satellite.

télédétection passive

Exemple d'un système passif de télédétection par satellite. Image © The Nature Conservancy

La télédétection est basée sur le principe qu'il y a toujours une interaction entre un rayonnement électromagnétique (lumière) et un objet. Les objets absorbent, réfléchissent, diffusent, transmettent ou réfractent le rayonnement. Les objets réfléchissent le rayonnement vers un capteur distant de différentes manières selon leur taille, leur orientation, leur texture, leur couleur ou leur composition chimique.

Par exemple, le sable blanc et sec a un albédo élevé et reflétera plus de lumière que la boue humide et sombre. Ce sont les différences de motifs de réflexion qui créent des signatures spectrales uniques et permettent de différencier les habitats, les objets ou même les textures.

Les longueurs d'onde réfléchies sont détectées par des capteurs et transformées par des ordinateurs en données. Cela permet de collecter des informations au-delà de la simple imagerie, telles que la température, la composition chimique, la hauteur ou la teneur en humidité à distance à de grandes échelles spatiales. Des experts ayant des compétences en télédétection et en cartographie traduisent les données générées par ordinateur en cartes. Les cartes sont prêtes à être utilisées par des non-experts pour des applications telles que la cartographie participative qui combine les connaissances locales et les données géographiques.

Types de capteurs

Les capteurs sont classés comme actifs ou passifs en fonction de leur source lumineuse. Ils peuvent être montés sur différentes plates-formes telles que des satellites, des avions ou même des drones.

capteurs passifs et actifs

Différence entre les capteurs passifs et actifs pour la télédétection. Image © The Nature Conservancy

Capteurs passifs enregistrer l'énergie naturelle réfléchie ou émise par la surface de la Terre. La source de rayonnement la plus courante détectée par les capteurs passifs est la lumière solaire réfléchie. Un exemple de capteur passif est une caméra avec le flash désactivé.

Capteurs actifs fournir leur propre source d'énergie, comme un rayonnement électromagnétique laser ou micro-ondes, pour éclairer les objets qu'ils observent. Un capteur actif peut fonctionner jour et nuit en émettant un rayonnement en direction de la cible à étudier. Un exemple de capteur actif est une caméra avec le flash activé.

Signature spectrale

L'imagerie satellite et aérienne est constituée de pixels, organisés en grille, comme une image acquise à partir de votre appareil photo numérique. Chaque pixel contient des informations numériques représentant la luminosité de chaque zone avec une valeur numérique. Les capteurs capteront la luminosité d'une zone à différentes longueurs d'onde. Par exemple, le capteur du satellite WorldView 2 capture des images en utilisant neuf bandes à différentes longueurs d'onde par rapport aux capteurs Planet Dove qui n'en utilisent que quatre. Le capteur WorldView 2 a une résolution spectrale plus élevée.

différences de résolution spectrale

Comparaison de la résolution spectrale entre le capteur multispectral de Planet Dove (4 bandes) utilisé pour capturer des images de récifs coralliens pour Allen Coral Atlas et le capteur multispectral de WorldView-2 (9 bandes). WorldView-2 a une résolution spectrale plus élevée. Image © DigitalGlobe

Chaque objet sur Terre a une signature spectrale unique, une manière unique de réfléchir la lumière. Plus le capteur a de bandes spectrales, mieux il captera ces signatures spectrales et montrera les différences de réexion entre les objets.

signatures spectrales

Signature spectrale de différentes classes benthiques et de substrats mesurée sous l'eau à Heron Reef, Australie. N est le nombre d'échantillons mesurés pour obtenir la courbe. Source : Leiper et al. 2014

Quelles bandes sont les plus utiles pour cartographier les caractéristiques sous-marines telles que les récifs coralliens ?

L'eau absorbe la majorité du rayonnement entrant dans les longueurs d'onde situées dans le premier mètre de profondeur. Les seules longueurs d'onde qui peuvent pénétrer plus loin dans la colonne d'eau sont les bandes visibles, les aérosols côtiers, le bleu, le rouge, le jaune et le vert. La lumière rouge est absorbée d'abord, suivie de la lumière verte, puis bleue qui limite l'observation des caractéristiques sous-marines au fur et à mesure que vous allez en profondeur, même dans les eaux les plus claires. À partir de ces bandes visibles, nous essayons d'extraire la signature spectrale des éléments sous-marins tels que les coraux, les algues et les herbiers.

couleurs vibrantes d'un récif

Les couleurs vibrantes d'un récif. Photo © Jeff Yonover

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