Estimation de la température de surface a partir de l'imagerie satellitale; validation sur une zone côtière d’Algérie

par Aicha Benmecheta

Thèse de doctorat en Géographie

Sous la direction de Abdelkader Abdellaoui.

Soutenue le 05-11-2016

à Paris Est , dans le cadre de École doctorale Ville, Transports et Territoires (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2015-....) , en partenariat avec Lab'Urba (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne) (laboratoire) et de LAB'URBA / LAB'URBA (laboratoire) .

Le président du jury était Jean-Paul Rudant.

Le jury était composé de Abdelkader Abdellaoui, Benoît Deffontaines, Abdelkrim Bensaid.

Les rapporteurs étaient José Antonio Sobrino Rodriguez, Zhao-Liang Li.


  • Résumé

    Les techniques de la télédétection thermique (TIR) ont été appliquées dans les études environnementales spécialement pour l’extraction de la température de surface. La télédétection infrarouge thermique (TIR) est la seule approche possible pour l’extraction de la température de surface (Coll & et al., 2005). De nombreux auteurs ont étudié la température de surface et ont proposé des algorithmes spécifiques pour son extraction à partir de l’image satellitale. (Abdellaoui A. , 1985a) propose un modèle de la relation température de surface-température de l’air près du sol en vue de l’extension spatiale des modèles d’analyse des paramètres de surface ; (Abdellaoui & et al., 1986) proposent un modèle global d’analyse du bilan d’énergie à l’interface sol-atmosphère qui permet d’extraire l’évolution journalière de la température de surface et de l’évapotranspiration ainsi qu’une valeur moyenne de l’inertie thermique; (Becker & Li, 1990) ont appliqué la méthode split-window sur la surface terrestre en prenant en considération l’émissivité de surface. (Sobrino & et al., 1996) ont développé un algorithme split-window pour l’estimation de la température de surface en donnant des coefficients de split-window adapté au capteur ATSR. (Gillespie & et al., 1998) ont appliqué la méthode TES qui utilise une approche de séparation de la température et de l’émissivité pour retrouver la température de surface. (Qin & et al., 2001a) ont trouvé utile de s’intéresser à une seule bande thermique en développant un algorithme mono-window pour l’extraction de la température de surface à partir des données Landsat TM6.Certains logiciels de traitement d’images classiques tels que ENVI, IDRISSI, ERDAS intègrent un module de génération d’une image température de surface en utilisant des paramètres de calibration et d’ajustement. Par ailleurs dans ces logiciels la température de surface ne représente qu’un petit élément dans un ensemble orienté surtout vers le visible. Notre objectif principal dans ce travail est d’élaborer un outil d’extraction et de traitement de la température de surface et son exploitation dans le suivi de l’évolution du paysage en nous basant sur des processus faisant intervenir la chaleur tels les îlots de chaleur ou l’assèchement par évaporation. Les algorithmes que nous développons dans ce travail utilisent un certain nombre de méthodes de calcul de la température de surface à partir des données satellitales ; ces algorithmes sont intégrés dans un module spécifique et accessible à partir d’une interface qui permet à l’utilisateur de choisir la méthode d’extraction la mieux adaptée à son étude

  • Titre traduit

    Land Surface Temperature estimation from satellite image; validation of coast Area in Algeria


  • Résumé

    The techniques of thermal remote sensing (TIR) were applied in environmental studies especially for the extraction of the surface temperature. Thermal infrared (TIR) remote sensing is the only possible approach to retrieve LST (Coll & et al., 2005). Many authors have studied this parameter and proposed specific algorithms for its extraction from satellite imaging. (Abdellaoui A. , 1985a) proposed a model for the relationship of the air temperature near the ground for the spatial extension of surface-based parameters models; (Abdellaoui & et al., 1986) proposed a global analysis model of energy balance at the soil-atmosphere interface that extracts the daily changes in surface temperature and evapo-transpiration and an average value of thermal inertia; (Becker & Li, 1990) applied the split-window method on the earth's surface by taking into consideration the surface emissivity; (Sobrino & et al., 1996) have developed a split-window algorithm for estimating the surface temperature by providing split-window coefficients adapted to ATSR sensor. (Gillespie & et al., 1998) applied the TES method that uses a separation approach of the temperature and emissivity to find the surface temperature. (Qin & et al., 2001a) have found it useful to focus on a single thermal band by developing a single-window algorithm for extracting the surface temperature from Landsat TM6 Data.Some conventional image processing software such as ENVI, IDRISSI, ERDAS incorporate a module for generating a surface temperature image using the calibration and adjustment parameters. However, the surface temperature in these software represents only one small element of a set of outputs that are primarily dedicated to the visible rather than to the infrared spectrum. Our main objective in this work is to develop an extraction and processing tool for the surface temperature and its use for the monitoring of the landscape evolution. Using IDL as its image processing engine, our tool is equipped with graphical user interface and user-driven modules. The algorithms developed employ a number of methods to calculate the surface temperature based on satellite data; the interface allows the selection of the most suitable extraction method for the user’s study


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