III - QU'EST-CE QU'UNE IMAGE NUMéRIQUE?
1- Types d'IMAGE ou de données
1.1- Images optiques
Le terme "optique" fait référence à la plage de longueurs d'onde du spectre électromagnétique dans laquelle les lentilles et les miroirs peuvent réfracter ou réfléchir l'énergie. Il s'agit du rayonnement compris entre 0,3 et 14 micromètres, qui comprend la lumière ultraviolette, visible et infrarouge. Les images de télédétection optiques représentent donc l'intensité du rayonnement, dans cette plage de longueurs d’onde, détecté par les capteurs aux endroits de la surface de la Terre qui correspondent aux emplacements des pixels dans l'image.
Les images obtenues grâce aux capteurs utilisés en télédétection comportent généralement plusieurs canaux d'information, chacun représentant l'intensité du rayonnement dans une gamme de longueurs d'onde déterminée. Il peut s'agir de la lumière rouge, verte et bleue, comme dans le cas d’un appareil photo numérique normal, mais aussi d'autres parties du spectre comme l'infrarouge. Ces images sont dites multispectrales car elles contiennent des informations provenant de plusieurs intervalles de longueurs d'onde (ou bandes spectrales) distincts. S'il y a de très nombreux canaux d'information, chacun représentant une bande étroite du spectre, on parle de données ou d'images hyperspectrales.
Les bandes spectrales peuvent être visualisées en les faisant correspondre à des canaux d'affichage rouge, vert et bleu, comme dans le cas de cette image Sentinel-2 de Bruxelles prise le 27/4/2021. Source: Geospatial Lessons - Humboldt State University
Etant donné que toutes les couleurs sur notre écran sont générées en utilisant seulement trois couleurs primaires (bleu, vert et rouge), nous ne pouvons visualiser que trois canaux d'information ou trois bandes spectrales à la fois. Pour ce faire, nous relions chaque canal de l'écran (rouge, vert, bleu) à une bande spectrale donnée. Un composite en couleurs vraies est donc obtenu en reliant les couleurs d'écran rouge, vert et bleu respectivement aux bandes spectrales rouge, verte et bleue.
Les images thermiques constituent un cas particulier. La détection de l'énergie infrarouge émise par la Terre (infrarouge thermique, entre 3 et 14 micromètres) nécessite une technique différente de celle utilisée pour capter l'énergie infrarouge réfléchie. Les capteurs infrarouges thermiques (ou capteurs thermiques) utilisent des photodétecteurs dont les surfaces sont sensibles au contact des photons infrarouges émis par la Terre. Ces détecteurs sont refroidis à très basse température (proche du zéro absolu) de façon à limiter leur propre émission d’infrarouge thermique. Les capteurs thermiques mesurent en fait la température de surface et les propriétés thermiques de la surface de la Terre. Le rayonnement détecté est étalonné à l'aide d'une ou plusieurs références internes de température. De cette façon, les capteurs thermiques peuvent déterminer la température absolue du rayonnement capté. Pour analyser une image de la température de rayonnement relative (un thermogramme), on l’affiche en différents niveaux de gris. Les températures chaudes sont représentées par des teintes claires et les températures froides par des teintes foncées.
 |
 |
Extrait d'une image Landsat -8 prise au-dessus de Bruxelles le 28/5/2020. Image en vraies couleurs (à gauche) et image infrarouge thermique (à droite). Les surfaces artificielles telles que l'asphalte et le béton dégagent plus de chaleur que la végétation. Par conséquent, dans l’image de droite, le tissu urbain apparaît dans des tons plus clairs que l'eau ou la végétation dans l'image de droite. La grande tache noire au sud-est est une partie de la forêt de Soignes prolongée par le bois de la Cambre et le parc de Tervueren.