Introduction à la Télédétection

Study Notes

La télédétection est l'ensemble des techniques utilisées pour déterminer à distance les propriétés d'objets ou phénomènes (naturels ou anthropiques).
La télédétection s'applique à l'étude du climat et de la géologie.

Télédétection passive :
- Les capteurs passifs enregistrent le rayonnement naturel émis ou réfléchi par des objets, dépendant de la lumière du soleil ou d'autres sources naturelles.
- Exemples : les capteurs optiques et infrarouges (comme ceux présents sur les satellites Landsat et Sentinel-2).
- Limite : nécessitent une source externe de rayonnement et leur acquisition est limitée par les conditions météorologiques et la lumière du jour.
Télédétection active:
- Les capteurs actifs émettent leur propre rayonnement vers la surface de la Terre et enregistrent le signal réfléchi.
- Permet de fonctionner indépendamment de la lumière du soleil ou des conditions météorologiques.
- Exemple : le radar à synthèse d'ouverture (SAR), utilisé sur des satellites comme Sentinel-1 ou RADARSAT, qui émet des ondes radar et mesure leur retour après interaction avec la surface terrestre.
- Avantages : Fonctionne jour et nuit, sous toutes les conditions météorologiques.

Longueur d'un cycle d'une onde, la distance séparant deux crêtes successives.
Unité de mesure : nanomètre (1 nm = 10^-9 mètre), micromètre (1 μm = 10^-6 mètre).

Nombre de cycles par unité de temps.
Unité de mesure : kilohertz (1 kHz = 10^3 Hz), mégahertz (1 MHz = 10^6 Hz), gigahertz (1 GHz = 10^9 Hz).

Ensemble de toutes les fréquences possibles du rayonnement électromagnétique.
Organisé par ordre croissant de longueur d'onde (des ondes radio aux rayons gamma).
Chaque partie du spectre électromagnétique est utilisée dans des applications scientifiques et technologiques spécifiques.

Le rayonnement électromagnétique subit des interactions avec les molécules gazeuses et les particules présentes dans l'atmosphère lors de son trajet depuis la source (le Soleil) jusqu'au capteur.

Les molécules gazeuses et particules présentes dans l'atmosphère provoquent un blocage et/ou une déviation du rayonnement, diminuant l'énergie transportée par le rayonnement électromagnétique.
Phénomènes essentiels : l'absorption et la diffusion atmosphériques.

Diffusion Rayleigh :
- Occupe lorsque les particules dispersantes (comme les molécules d'air) sont beaucoup plus petites que la longueur d'onde de la lumière incidente.
- Affecte principalement les longueurs d'onde courtes (comme le bleu et le violet dans le spectre visible).
- La lumière est dispersée dans toutes les directions.
- Responsable de la couleur bleue du ciel.
Diffusion Mie :
- Se produit lorsque la taille des particules est comparable à la longueur d'onde du rayonnement incident (gouttelettes d'eau, poussières, aérosols, polluants).
- La lumière est principalement diffusée vers l'avant, avec une certaine dispersion latérale.
- Affecte la lumière de toutes les couleurs de manière égale, expliquant l'aspect blanc ou gris des nuages.
- Joue un rôle important dans la visibilité et l'apparence du ciel lors de la présence d'aérosols ou de polluants.
Diffusion non sélective :
- Se produit lorsque les particules sont beaucoup plus grandes que la longueur d'onde du rayonnement incident.
- La lumière est diffusée dans toutes les directions de manière égale, peu importe la longueur d'onde.
- Exemple : diffusion de la lumière par de grosses particules de pluie.