III - QU'EST-CE QU'UNE IMAGE NUMéRIQUE?
2- caractéristiques d'une IMAGE
2.4- Résolution radiométrique
La résolution radiométrique fait référence à la plage de valeurs d'un canal spectral : le nombre possible de valeurs en lesquelles le rayonnement enregistré peut être divisé. Plus la résolution radiométrique est élevée, plus il est possible de distinguer de faibles différences d'intensité ou de réflectance.
Les données numériques issues des capteurs sont codées selon une série de bits. 1 bit ne peut prendre que 2 valeurs possible ; 0 ou 1. Une série de 8 bits forme un octet. Chaque pixel d’une image codée sur 8 bits pourra donc prendre 28 (256) valeurs numériques différentes. Dans une telle image, la luminosité de chaque pixel peut donc varier entre 0 (noir) et 255 (blanc).
Les images sont codées selon une résolution radiométrique de plus en plus fine. L'instrument MSI de Sentinel-2, par exemple, a une résolution radiométrique de 12 bits, ce qui donne théoriquement une gamme de 0 à 4095 (212) valeurs d'intensité lumineuse possibles (niveaux de gris). Pour Landsat-8, cette résolution atteint même 16 bits, ce qui correspond à 65 536 (216) valeurs de gris différentes.
Cependant, la résolution radiométrique dépend également du rapport signal/bruit des détecteurs. L'augmentation des résolutions radiométriques permet d'afficher des variations de luminosité de plus en plus fines, rendant les images de plus en plus détaillées.
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Source: What is Bit Depth for Satellite Data (and Images) - GISGeography
L'exemple ci-dessus montre la côte de Tokyo en trois résolutions radiométriques différentes (bit depth). Dans l'image de gauche, chaque bande (rouge, verte et bleue) a une résolution radiométrique de 8 bits, et donc 256 (28) nuances. L'image du centre est codée en 4 bits et n'offre donc que 16 (24) nuances. L'image de droite, codée en 2 bits, avec 4 nuances seulement par bande est manifestement d'une qualité médiocre.
En imagerie RADAR, comme on contrôle avec précision l’énergie que l’on envoie, on calcule le "niveau de gris" d'un pixel comme le rapport entre l'énergie reçue par unité de surface et l'énergie rétrodiffusée par la surface du pixel et détectée par l'antenne. C'est ce qu'on appelle le coefficient de rétrodiffusion σ0, qui est exprimé en décibels (dB). Une valeur de 0 dB correspond à une surface isotrope. Les valeurs supérieures à 0 correspondent généralement à des zones urbaines ou à des pentes qui font face au satellite et retransmettent l'intégralité du signal dans cette direction. Les valeurs négatives correspondent à divers types de couverture végétale ou à des surfaces réfléchissantes qui ne renvoient rien au capteur.
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