Aide à l'interprétation automatique des amas convectifs sur les images des satellites géostationnaires (GOES, Météosat) en prévision de la future exploitation des images du satellite MSG

Help for the automatic interpretation of convective clouds on geostationary satellite images (GOES, Meteosat) in prevision of the future MSG satellite images exploitation

• Auteur / Autrice : Franck Chopin
• Direction : Michel Jourlin, Catherine Mering
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Image
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Saint-Etienne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Photographie spatiale

Nuages

Météorologie par satellite

Traitement d'images

Satellites géostationnaires

Résumé

La détection et le suivi automatique des amas convectifs font aujourd'hui l'objet de nombreux travaux en météorologie et en traitement d'images. Les informations que peut fournir l'étude des trajectoires et des déformations de ce type d'hydrométéores, peuvent aider à mieux comprendre et à prévoir des phénomènes météorologiques d'envergure tels que les tempêtes tropicales. Après avoir présenté brièvement les satellites géostationnaires, les caractéristiques des amas convectifs sur les images infrarouges thermiques sont étudiées. Une comparaison systématique de différents filtres de traitement des images est appliquée dans le but d'isoler les systèmes convectifs tropicaux, et de délimiter leurs frontières. De nouveaux filtres de segmentation utilisant pour certains, une approche de type "contours" (gradient continu, CFB) et pour d'autres, une approche de type "régions" (seuillage adaptatif, LPER et NMR) sont décrits. Les méthodes de traitement d'images ayant donné les meilleurs résultats sont alors retenues pour étudier les déplacements et les trajectoires des amas convectifs. Une méthode originale de suivi s'inspirant des méthodes de corrélation et de recouvrements entre amas est établie. Elle se base sur la notion de distances entre images. Des tests portant sur un mois de données GOES sont alors effectués afin de vérifier la cohérence des résultats obtenus. Enfin les méthodes de segmentations retenues précédemment sont introduites dans le modèle afin de voir si le suivi peut être amélioré

Detection and automatic tracking of convective clusters are the subject of many researches in meteorology and image processing. The study of the trajectories and the distortion of this type of hydrometeors can provide a lot of informations. These can induce a better understanding of big scale weather phenomena such as tropical storms. After a brief presentation of the geostationary satellites, the characteristics of convective clusters on thermal infrared images are studied. A systematic comparison of different filters of image processing is applied to isolate the tropical convective systems, and to delimite their borders. New segmentation filters, some of them using a "contours" approach (continuous gradient, CFB) and others, an "areas" approach (adaptative thresholding, LPER and NMR) are described. The methods of image processing giving the best results are then used to study displacements and trajectories of convective clusters. An original follow-up method, based on the methods of correlation and overlapping betweeen clusters, is established. Tests relating to one month of GOES data are then carried out in order to check the coherence of the results. Finally the segmentations methods selected previously are introduced into the model in order to see whether the follow-up can be improved