III - QU'EST-CE QU'UNE IMAGE NUMéRIQUE?
2- caractéristiques d'une IMAGE
2.2- Résolution spatiale
Tout comme les images prises par un appareil photo ou comme l’écran de votre ordinateur, les images d’observation de la Terre sont composées de pixels. Plus ces derniers sont nombreux, plus les détails d’une image sont visibles et plus la résolution est fine.
Généralement, si on parle de la résolution d’une image, on sous-entend qu’il s’agit de la résolution spatiale. Celle-ci est équivalente au nombre de pixels par unité de longueur, ou, comme c’est le cas en télédétection, à la taille de la zone couverte par un pixel.
Par exemple, chaque détecteur du capteur HRG du satellite SPOT 5 capte une zone d’environ 10 x 10 mètres sur Terre. Sa résolution spatiale ou "résolution-sol" est donc de 10 m. Puisque ce capteur est équipé de 6 000 éléments sensibles, il peut donc balayer, par passage, une zone de 60 km (6 000 x 10 m) à la surface de la Terre.
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Le premier capteur civil d’observation de la Terre, le scanner MSS (Multispectral Scanner), à bord du satellite Landsat-1, avait une IFOV (Instantaneous Field of View: champ de vision instantané) de 83 m dans la direction du balayage et de 68 m dans la direction transversale. Sa résolution spatiale était donc de 68 m x 83 m, mais les pixels étaient généralement rééchantillonnés en cellules carrées de 60 m x 60 m. Dans les années 1980 et 1990, des capteurs à faible résolution spatiale, à savoir des résolutions de l’ordre du km, ont été mis en orbite (p. ex. SPOT VEGETATION et son successeur PROBA-VEGETATION, MODIS). Ces capteurs ont l’avantage d’enregistrer de vastes zones et sont idéaux pour des analyses à l’échelle globale. Depuis le début des années 2000, une nouvelle génération de satellites d’observation de la Terre produit des images à résolution submétrique, c’est-à-dire des pixels dont le côté est inférieur à un mètre. Les satellites européens Pléiades constituent un bel exemple de cette avancée technologique majeure, avec une résolution spatiale de 50 cm. |
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La résolution de quelques satellites d'observation de la Terre est donnée dans le tableau ci-dessous :
| Satellite | Capteur | Résolution-Sol |
| Meteosat 11 | Seviri | 1 km |
| PROBA-V | VEGETATION | 100 m - 300 m |
| Landsat 8 & 9 | TIRS | 100 m |
| Landsat 8 & 9 | OLI Multispectral | 30 m |
| Landsat 8 & 9 | OLI Panchromatique | 15 m |
| Sentinel-2 | Multispectral | 10 - 60 m |
| SPOT 6 & 7 | Multispectral | 6 m |
| Pléiades 1-A & 1-B | Multispectral | 2 m |
| SPOT 6 & 7 | Panchromatique | 1,5 m |
| Pléiades 1-A & 1-B | Panchromatique | 0,50 - 2 m |
Pour illustrer l'importance de la résolution sur la qualité des images, voici une animation où se succèdent 4 images d'une même zone vue par des capteurs de résolution croissante:le capteur VEGETATION (100 m de résolution) du satellite PROBA-V, le capteur OLI (30 m de résolution) du satellite Landsat-9 en mode multispectral, le capteur MSI (10 m de résolution) du satellite Sentinel-2 et le capteur HiRI (1,5 m de résolution) du satellite Pléiades-1A . La zone couverte est le site de l'Atomium à Bruxelles.
Dans le cas des images radar, la résolution spatiale est calculée indépendamment dans les directions de l'azimut et de la portée (range) et dépend des caractéristiques du système radar et du capteur et non de la distance entre le capteur et la scène observée. La résolution dans la direction azimutale est déterminée par la taille de l'antenne. La résolution dans la direction de la portée est déterminée par la largeur de bande passante du signal de l'impulsion transmise. Comme pour les capteurs optiques, les images radar peuvent atteindre des résolutions métriques, voire submétriques.