Thermique et émissivité
La sous-boîte à outils Thermal & Emissivity transforme une bande infrarouge thermique en véritable température de surface terrestre, en degrés, plutôt qu’en image de chaleur relative.
Le sujet compte pour les îlots de chaleur urbains, pour l’irrigation et le stress hydrique des cultures, pour la surveillance géothermique et volcanique, et pour tout ce qui touche à l’évapotranspiration.
Pourquoi il faut trois outils
Section intitulée « Pourquoi il faut trois outils »Un capteur thermique mesure le rayonnement qui arrive au satellite, ce qui n’est pas la température du sol. Deux choses s’interposent.
L’atmosphère absorbe et réémet le rayonnement thermique, principalement par la vapeur d’eau, si bien que le signal est atténué pendant sa remontée.
L’émissivité. Des objets à la même température ne rayonnent pas de la même façon. Une forêt dense rayonne presque comme un émetteur parfait, un sol nu et sec nettement moins. Une erreur de quelques pour cent sur l’émissivité décale la température restituée d’un degré ou plus, ce qui dépasse souvent l’effet étudié.
D’où la démarche : estimer l’émissivité, puis inverser le transfert radiatif avec l’une des deux méthodes de restitution.
Par où commencer
Section intitulée « Par où commencer »Ndvi Based Emissivity
Section intitulée « Ndvi Based Emissivity »Estime l’émissivité à partir de la fraction de végétation, elle-même dérivée du NDVI. La végétation dense reçoit l’émissivité d’un couvert végétal, les surfaces nues celle du sol, et les pixels mixtes une valeur pondérée.
C’est une approximation, et c’est la méthode pratique standard, car elle n’a besoin que des bandes rouge et proche infrarouge dont vous disposez déjà.
Lancez cet outil en premier. Les deux outils de restitution prennent sa sortie en entrée.
Land Surface Temperature Split Window
Section intitulée « Land Surface Temperature Split Window »La méthode à privilégier quand votre capteur dispose de deux bandes thermiques, comme Landsat 8 et 9.
La vapeur d’eau absorbe légèrement différemment dans les deux bandes : leur différence porte donc l’information nécessaire pour annuler l’effet atmosphérique. C’est ce qui rend la méthode split-window robuste sans mesures atmosphériques.
Utilisez-la chaque fois que deux bandes thermiques sont disponibles.
Land Surface Temperature Single Channel
Section intitulée « Land Surface Temperature Single Channel »Pour les capteurs à bande thermique unique. Elle inverse l’équation du transfert radiatif à partir de ce seul canal, ce qui signifie que la contribution atmosphérique doit venir d’ailleurs, généralement d’estimations du contenu en vapeur d’eau.
Plus sensible à cette hypothèse que la méthode split-window, et parfaitement utilisable quand c’est la seule option.
Tous les outils
Section intitulée « Tous les outils »| Outil | Ce qu’il fait |
|---|---|
| Ndvi Based Emissivity | Estime l’émissivité large bande à partir de la fraction de végétation dérivée du NDVI. |
| Land Surface Temperature Split Window | Restitue la température à partir de deux bandes thermiques, en annulant l’effet atmosphérique. |
| Land Surface Temperature Single Channel | Restitue la température à partir d’une seule bande thermique. |
Remarques
Section intitulée « Remarques »La température de surface n’est pas la température de l’air. Un parking en asphalte sec peut atteindre 50 degrés alors que l’air au-dessus est à 30. Ces outils mesurent la « peau » du sol, ce qui compte pour la chaleur urbaine et le stress hydrique, et ce n’est pas ce qu’indique une station météo.
L’heure d’acquisition compte. La température de surface varie énormément au cours de la journée. Comparer deux dates n’a de sens que si les deux ont été acquises à la même heure solaire locale, ce qui est normalement le cas pour un satellite donné.
Les bandes thermiques sont grossières. Les données thermiques de Landsat sont livrées à 100 mètres, rééchantillonnées à 30. N’en attendez pas un détail à l’échelle du bâtiment.