Correction radiométrique

Une image satellitaire brute ne contient pas de valeurs de réflectance. Elle contient des comptes numériques, des entiers arbitraires produits par le capteur, qui dépendent de l’étalonnage de l’instrument, de la position du soleil, de l’état de l’atmosphère et de la pente du sol.

La sous-boîte à outils Radiometric Correction supprime ces dépendances, pour qu’une valeur ait le même sens dans toute l’image, d’une date à l’autre et d’un capteur à l’autre. C’est ce qui rend un indice comparable, un classificateur transposable et une détection de changements pertinente.

Ne sautez cette sous-boîte à outils que si votre produit est déjà livré en réflectance de surface, ce que proposent désormais la plupart des archives récentes.

L’ordre des corrections

1. Des comptes numériques à la réflectance au sommet de l’atmosphère. Applique les coefficients d’étalonnage du capteur et la géométrie solaire.
2. Correction atmosphérique. Supprime le voile que l’atmosphère ajoute, surtout dans le bleu et le vert.
3. Correction topographique. Compense les versants tournés vers le soleil ou à l’opposé, ce qui est indispensable en montagne et inutile en plaine.

Par où commencer

Dn To Toa Reflectance

La première étape. Elle convertit les comptes numériques en réflectance au sommet de l’atmosphère, à l’aide du gain et du décalage publiés avec la scène et de la géométrie solaire de l’acquisition.

Les valeurs obtenues sont physiques, comprises entre 0 et 1, et comparables d’une date et d’un capteur à l’autre. Tout le reste de la chaîne suppose que cette étape a été faite.

Dark Object Subtraction

La correction atmosphérique efficace la plus simple, et celle à utiliser quand vous ne disposez d’aucune mesure atmosphérique, c’est-à-dire presque toujours.

Son principe est ingénieux. Quelque part dans la scène se trouve quelque chose de réellement noir, un plan d’eau profond ou une ombre portée. Toute luminosité qu’il présente a forcément été ajoutée par l’atmosphère. Soustraire ce décalage de la bande supprime le voile.

Elle fonctionne parce qu’elle n’a besoin de rien d’autre que de l’image elle-même. Elle est approximative, puisqu’elle suppose que le voile est uniforme sur toute la scène, ce qui n’est pas le cas.

Terrain Corrected Optical Analytics

La correction topographique complète, à l’aide d’un modèle numérique de terrain recalé sur l’image. Elle calcule la géométrie d’éclairement à partir de la pente et de l’exposition, corrige la réflectance en conséquence, et renvoie la pile corrigée accompagnée d’un facteur de correction, d’un masque de nuages et d’ombres et d’une couche de confiance.

Sans elle, en relief montagneux, un classificateur apprend l’éclairement plutôt que l’occupation du sol : la même forêt sur un versant ensoleillé et sur un versant à l’ombre produit deux classes différentes.

Brdf Normalization traite l’effet voisin par lequel la réflectance varie avec les angles de visée et d’éclairement, ce qui compte pour les capteurs à grande fauchée et pour mosaïquer des scènes acquises sous des angles différents.

Correct Vignetting

Pour l’imagerie aérienne et de drone plutôt que satellitaire. Les objectifs captent moins de lumière sur les bords de l’image qu’en son centre, ce qui se traduit par un assombrissement des coins et, une fois la mosaïque assemblée, par une grille visible de raccords plus sombres. Cet outil le supprime.

Tous les outils

Outil	Ce qu’il fait
Dn To Toa Reflectance	Convertit les comptes numériques en réflectance au sommet de l’atmosphère.
Dark Object Subtraction	Supprime le voile atmosphérique à l’aide de l’objet le plus sombre de la scène.
Terrain Corrected Optical Analytics	Correction topographique à l’aide d’un MNT, avec des masques et une couche de confiance.
Brdf Normalization	Normalise selon la géométrie de visée et d’éclairement, par correction C ou méthode de Minnaert.
Correct Vignetting	Supprime l’assombrissement radial dû à l’optique de l’objectif.

Remarques

Il vous faut les métadonnées. La conversion en réflectance exige les coefficients d’étalonnage et l’élévation solaire, fournis dans le fichier distribué avec la scène. Conservez-le avec l’imagerie.

Corrigez avant de mosaïquer. Corriger d’abord chaque scène, puis les assembler, donne un résultat bien plus cohérent que l’inverse.

Calculez ensuite les indices. Le NDVI et ses dérivés ont un sens sur la réflectance et sont trompeurs sur des comptes numériques bruts. Voir Normalized Difference Index dans Rehaussement et contraste.