Reconstruction d'images pour la mission spatiale SMOS

par Ali Khazâal

Thèse de doctorat en Signal, image, acoustique et optimisation

Sous la direction de Éric Anterrieu et de François Cabot.

Soutenue en 2009

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) est une des missions d'exploration de la Terre menées par l'ESA dans le cadre de ses missions dites d'opportunité. Son objectif est l'observation, à une échelle globale, de l'humidité des sols et de la salinité des océans, deux paramètres importants pour une meilleure modélisation du climat et de meilleures prévisions météorologiques. Ces variables sont mesurées de manière indirecte par l'instrument MIRAS, un radiomètre micro-onde imageur dont le principe observationnelle repose sur l'interférométrie et la synthèse d'ouverture. Dans le cadre de cette mission, le problème de la reconstruction de la distribution de température de brillance des scènes observées à partir des données interférométriques est la clef de la réussite de la mission. Il a été démontré que ce problème est mal posé et doit être régularisé afin de fournir une solution unique et stable. Lors de cette thèse, la méthode de régularisation retenue par l'ESA pour la reconstruction de la distribution de la température de brillance est tout d'abord étudiée. Le problème de l'erreur systématique, ou biais de reconstruction, qui peut parfois être importante est ensuite traité et une approche efficace de réduction de cette erreur est proposée et validée. Une extension de cette méthode aux deux modes polarimétrique de SMOS polarisation double et polarisation totale) est ensuite proposée. Deux autres problèmes liés à la reconstruction d'image sont aussi étudiés. Dans un premier temps, l'effet de deux genres de pannes de certains éléments de MIRAS sur la qualité de la reconstruction est étudié. Ensuite, l'étalonnage des diagrammes d'antennes de MIRAS, une fois en orbite, est abordé où une méthode est proposée pour estimer ces diagrammes d'antennes.

  • Titre traduit

    Image reconstruction soil moisture and ocean salinity spaced mission


  • Résumé

    Synthetic aperture imaging radiometers are powerful sensors for high-resolution observations of the Earth at low microwave frequencies. Within this context, the European Space Agency is currently developing the Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) mission devoted to the monitoring of SMOS at global scale from L-band space-borne radiometric observations obtained with a 2-D interferometer. This PhD is concerned with the reconstruction of radiometric brightness temperature maps from interferometric measurements through a regularization approach called Band Limited Regularization. More exactly, it concerns with the reduction of the systematic error (or bias) in the reconstruction of radiometric brightness temperature maps from SMOS interferometric measurements. It also extends the concept of "band-limited regularization approach" to the case of the processing of dual and full polarimetric data. Also, two problems that may affect the quality of the reconstruction are investigated. First, the impact of correlators and receivers failures on the reconstruction process is studied. Then, the calibration of MIRAS antenna's voltage patterns, when the instrument is in orbit, is also studied where a general approach is proposed to estimate this antenna's patterns.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (175 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 171-175

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2009TOU30202

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