Station automatique de mesures pour l'étalonnage en vol des capteurs satellitaires : application à SPOT/HRV sur le site de La Crau

par Catherine Six

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Richard Santer.

Soutenue en 2002

à Littoral .


  • Résumé

    L'étalonnage de SPOT/HRV est réalisé depuis plus de 10 ans sur le site de La Crau. Lors de campagne de mesures, plusieurs équipes caractérisent l'atmosphère et la réflectance de surface afin de prédire le signal d'entrée HRV. Notre objectif est de réaliser cet étalonnage à partir de mesures automatiques en continu. La théorie du transfert radiatif est utilisée pour prédire le signal satellitaire et nous en rappelons les principes. Nous présentons ensuite les satellites SPOT, en particulier SPOT 4. Enfin, nous exposons les méthodes employées pour l'étalonnage absolu et relatif des capteurs. Notre instrumentation consiste en radiomètre entièrement étalonné in situ. L'étalonnage en éclairement est basé sur la méthode de Bouguer. En luminance, il est effectué aux courtes longueurs d'onde sur la diffusion de Rayleigh. Enfin, l'étalonnage est propagé aux grandes longueurs d'onde grâce à une méthode originale. Nous présentons un bilan de l'étalonnage in situ de la station. Les effets atmosphériques sont évalués à partir des mesures de la station. Les aérosols sont décrits par leur granulométrie , représentée par un modèle de Junge et par leurépaisseur optique. La surface est caractérisée par sa réflectance bidirectionnelle, qui est ramenée dans la géométrie de visée du satellite grâce à une modélisation des effets directionnels. La luminance TOA est alors estimée. La transmission gazeuse est calculée par le code 6S. Le code des Ordres Successifs de Diffusion est utilisé pour calculer le signal TOA. Nous avons évalué quatre jeux de coefficients pour SPOT4 et un pour SPOT2. La comparaison avec les coefficients du CNES montre un écart plus important que l'incertitude estimée de notre méthode. L'écart reste comparable à ceux obtenus auparavant pour La Crau. Il ne semble pas dû à un biais systématique et pourra être réduit par une collecte conséquente. Maintenant opérationnelle, la station permettra cette collecte, améliorant ainsi l'estimation des coefficents de SPOT.

  • Titre traduit

    Automatic station for the in-flight calibration of the satellite sensors : application to the SPOT/HRV on the La Crau test site


  • Résumé

    Vicarious calibration of the SPOT-HRV cameras has been performed on the La Crau test site for more than ten years. Several scientific teams characterized the atmosphere and the surface reflectance in order to predict the signal measured by HRV. Our objective is to achieve this calibration using an automatic ground-based station. We recall the radiative transfer theory used to predict the satellite signal. We also present the SPOT satellites, particularly SPOT4. Then we present the different methods used for the SPOT calibration. Our instrumentation consists of a prototype of an entirely in situ calibrated radiometer. The irradiance calibration is based on the Langley-Bouguer law. In radiance, it is realised at short wavelenghts on the Rayleigh scattering. Then the calibration is propagated to greater wavelenghts with an original method. We present the results of the radiometer calibration with an estimation of its precision. The atmospheric effects are evaluated from the radiometer measurements, as well as the surface bidirectional reflectance. The aerosols are represented by theiroptical thickness and their size distribution by a Junge-power law. We calculate the reflectance in the satellite viewing geometry using a directional effetc model. The TOA radiance is then estimated. We calculate the gaseous transmission with the 6S code. The Successive Orders of Scattering code is used to compute the TOA signal. We obtained four sets of coefficients for SPOT4 and one for SPOT2. The comparison with the CNES coefficients shows a difference greater than the estimated uncertainty of our method. The difference remains similar to these formerly obtained on the La Crau site. It does not seem to be a systematic bias, and could then be lowered by further data collection. Now operational, the radiometer will allow this collection, thus improving the quality of the SPOT coefficients.

Autre version

Cette thèse a donné lieu à une publication en 2003 par [CCSD] à Villeurbanne

Station automatique de mesures pour l'étalonnage en vol des capteurs satellitaires : application à SPOT/HRV sur le site de La Crau

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (147 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 130-134.

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Université du Littoral-Côte d'Opale (Boulogne-sur-mer, Pas-de-Calais). Bibliothèque. Section Droit-Sciences économiques.
  • Disponible pour le PEB
  • Bibliothèque : Université du Littoral-Côte d'Opale (Boulogne-sur-mer, Pas-de-Calais). Bibliothèque. Section Droit-Sciences économiques.
  • Consultable sur place dans l'établissement demandeur

Cette version existe également sous forme de microfiche :

  • Bibliothèque : Sorbonne Université. Bibliothèque de Sorbonne Université. Bibliothèque Géosciences et environnement.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 02 DUNK 0089
  • Bibliothèque : Université Paris-Est Créteil Val de Marne. Service commun de la documentation. Section multidisciplinaire.
  • PEB soumis à condition
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.