Développement de nouvelles méthodes de modélisation de la rugosité pour la rétrodiffusion hyperfréquence de la surface du sol

Development of new methods of roughness modelisation for soil surface backscattering

• Auteur / Autrice : Mehrez Zribi
• Direction : Jean Paillé
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Télédétection. Traitement du signal
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Résumé

La teledetection hyperfrequence devrait permettre de mesurer les variables decrivant l'etat du sol (l'humidite et la rugosite) a partir du signal radar. Ainsi, des modeles theoriques et empiriques ont ete developpes dans le but d'etudier la retrodiffusion par des surfaces rugueuses tel que le sol. Bien que complexes, ces modeles ont encore un domaine de validite restreint. De plus, la description geometrique de la surface du sol, fondee habituellement sur la description statistique classique, reste insuffisante pour decrire la geometrie du sol. Ce travail de these se presente alors sous deux volets. D'une part, nous definissons deux methodes de description de la rugosite qui permettent une meilleure caracterisation de la surface du sol, et d'autre part, nous calculons le champ retrodiffuse par la surface a l'aide de la methode des moments qui offre une solution exacte en dehors des traitements numeriques. Les methodes de description de la structure du sol sont developpees a partir des images stereoscopiques de surfaces tridimensionnelles. La premiere methode repose sur l'approximation d'un sol nu par des facettes planes. Ainsi, nous definissons des nouvelles lois statistiques fondees sur leurs tailles et leurs inclinaisons et capables de discriminer les differents sols etudies. La deuxieme methode est fondee sur l'application du modele fractionnaire brownien pour decrire la structure locale du sol. Cette approche permet d'etablir le lien entre la fonction d'autocorrelation des hauteurs et la nature fractale du sol. Afin de calculer le champ diffuse par le sol, nous appliquons la methode des moments sur des profils generes a partir des deux methodes de description de la rugosite. Ce calcul est valide par le modele integral equation model specialement pour la description fractale qui montre un apport tres significatif dans l'interpretation de la retrodiffusion. Des donnees d'une campagne radar (orgeval 94) permettent enfin de valider la description fractale et le modele numerique, en particulier pour les sols rugueux.