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ICARE: A physically-based model to correct atmospheric and geometric effects from high spatial and spectral remote sensing images over 3D urban areas / Sophie Lacherade in Meteorology and Atmospheric Physics, vol 102 n° 3-4 (December 2008)  

Public [article]  inMeteorology and Atmospheric Physics > vol 102 n° 3-4 (December 2008) . - pp 209 - 222 Titre : ICARE: A physically-based model to correct atmospheric and geometric effects from high spatial and spectral remote sensing images over 3D urban areas Type de document : Article/Communication Auteurs : Sophie Lacherade, Auteur ; Christophe Miesch, Auteur ; Didier Boldo , Auteur ; Xavier Briottet , Auteur ; Christophe Valorge, Auteur ; Hervé Le Men , Auteur Année de publication : 2008 Article en page(s) : pp 209 - 222 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image optique [Termes IGN] correction d'image [Termes IGN] image aérienne [Termes IGN] image PELICAN [Termes IGN] modèle de transfert radiatif [Termes IGN] modèle physique [Termes IGN] radiance [Termes IGN] réflectance du sol [Termes IGN] scène urbaine [Termes IGN] Toulouse [Termes IGN] zone urbaine Résumé : (auteur) Automatic mapping of urban materials from remotely sensed radiance images remains difficult because of the complex phenomena induced by relief. Indeed, shadows and environment effects disrupt the radiance reaching the sensor. The measured radiance also depends on the illumination conditions of the observed area. This paper describes a new physical model, ICARE, able to solve the radiative transfer inversion problem in urban areas, in the reflective domain (0.4–2.5 µm), from high spatial and spectral resolution images. This new approach takes into account the relief, the spatial heterogeneity of the scene and atmospheric effects, in order to extract rigorously the ground surface reflectance. The resolution method consists of modelling separately the irradiance and radiance components at ground and sensor levels. Three input data are required to solve this inverse problem: atmospheric parameters (aerosol type and visibility), 3D digital vector models of the scene, and spectral at-sensor calibrated images of the scene. The validation of ICARE is checked through the CAPITOUL field campaign, carried out over Toulouse (France). Measurements were performed using two airborne Pelican image systems consisting of 8 high spatial (20 cm) and spectral (30 nm) resolution cameras. Results are presented over typical urban structures in Toulouse center. ICARE performance is expected to be better than 0.04 in the reflectance retrieval, even in shadowed areas. To quantify the gain brought by ICARE, a comparison between classification based on radiance and retrieved reflectance images, obtained by inversion, is introduced. The results show that the classification is improved from 54% for a flat ground assumption to 74% using ICARE. Numéro de notice : A2008-658 Affiliation des auteurs : MATIS+Ext (1993-2011) Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s00703-008-0316-5 Date de publication en ligne : 20/10/2008 En ligne : http://dx.doi.org/10.1007/s00703-008-0316-5 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=99552 [article]

Imagerie spatiale / P. Lier (2008)

Public Titre : Imagerie spatiale : des principes d'acquisition au traitement des images optiques pour l'observation de la Terre Type de document : Guide/Manuel Auteurs : P. Lier, Éditeur scientifique ; Christophe Valorge, Éditeur scientifique ; Xavier Briottet , Éditeur scientifique Editeur : Toulouse : Cépaduès Année de publication : 2008 Importance : 490 p. Format : 17 x 24 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-2-85428-844-5 Note générale : Bibliographie Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Télédétection [Termes IGN] correction géométrique [Termes IGN] correction radiométrique [Termes IGN] déconvolution [Termes IGN] échantillonnage d'image [Termes IGN] étalonnage radiométrique [Termes IGN] filtrage du bruit [Termes IGN] fonction de transfert de modulation [Termes IGN] fusion d'images [Termes IGN] géométrie de l'image [Termes IGN] interpolation [Termes IGN] limite de résolution radiométrique [Termes IGN] modèle géométrique de prise de vue [Termes IGN] modèle mathématique [Termes IGN] modélisation 3D [Termes IGN] prise de vue radiométrique [Termes IGN] qualité d'image [Termes IGN] qualité géométrique (image) [Termes IGN] qualité radiométrique (image) [Termes IGN] simulation 3D [Termes IGN] simulation d'image [Termes IGN] spécification de produit [Termes IGN] tâche image d'un point [Termes IGN] transformation de Fourier [Termes IGN] valeur radiométrique Index. décimale : 35.00 Télédétection - généralités Résumé : (Editeur) Cet ouvrage s'adresse aux étudiants et ingénieurs désirant comprendre les principes fondamentaux d'acquisition des images optiques pour l'observation de la Terre et les moyens de maîtriser la qualité de ces images. Destiné au concepteur comme à l'utilisateur aval, cet ouvrage part de l'exposé des principes physiques qui interviennent lors de l'acquisition d'une image spatiale optique, pour amener le lecteur aux traitements associés avec leurs limitations et la performance obtenue in fine. Il traite largement les problématiques de dimensionnement des systèmes d'observation et permettra au lecteur de se familiariser avec les différents processus mis en jeu dans l'acquisition d'une image optique. il aborde des thèmes très vastes, depuis la physique (rayonnement, électronique, optique) jusqu'aux mathématiques appliquées (analyse fréquentielle) en passant par la géométrie et les problèmes technologiques. Cet ouvrage capitalise les travaux menés depuis de nombreuses années par les ingénieurs du CNES, de l'IGN et de l'ONERA dans le domaine de l'imagerie spatiale optique. Note de contenu : 1. INTRODUCTION / Philippe LIER (CNES), Christophe VALORGE (CNES) 1.1. Un peu d'histoire 1.2. Qu'est-ce que la télédétection ? 1.2.1. Définition 1.2.2. Qu'est ce qu'une "image numérique" ? 1.2.3. Qu'est-ce que la "Qualité d'une image" ? 1.2.4. Les traitements de "dé-spatialisation" 1.3. Quelques exemples d'applications de l'observation de la Terre 1.3.1. Météorologie 1.3.2. Cartographie 1.3.3. Renseignement 1.3.4. Suivi des catastrophes naturelles 1.3.5. Applications scientifiques 1.4. Panorama de quelques missions d'observation de la Terre 1.4.1. Les satellites KEY HOLE du programme CORONA 1.4.2. La famille LANDSAT : exemple LANDSAT 7 1.4.3. La famille SPOT 1.4.4. PLEIADES 1.4.5. Les satellites commerciaux américains 1.4.6. Végétation 1.4.7. Polder 1.4.8. ScaRaB 1.4.9. Caméra Infra Rouge de CALIPSO 1.5. Périmètre de l'ouvrage 2. LA GEOMETRIE DES IMAGES / Jean Marc DELVIT (CNES), Daniel GRESLOU (CNES), Sylvia SYLVANDER (IGN), Christophe VALORGE (CNES) 2.1. Préambule 2.1.1. Plan du chapitre 2.1.2. Généralités sur la location directe 2.2. Pré-requis : les repères de l'espace et du temps 2.2.1. Position du problème 2.2.2. Repères et référentiels 2.2.3. De la Terre aux étoiles 2.2.4. Les repères de l'Espace 2.2.5. Les repères du temps 2.2.6. Les changements de repères 2.3. Principes géométriques de l'acquisition 2.3.1 Les différents types de capteurs 2.3.2. La datation des images 2.3.3. L'orbite des satellites 2.3.4. L'attitude des satellites 2.4. Modélisation géométrique de la prise de vue 2.4.1. Principe général 2.4.2. Rappel de géométrie conique 2.4.3. Modélisation physique de la prise de vue 2.4.4. Modélisation analytique de la géométrie de prise de vue 2.4.5. Affinage du modèle géométrique de prise de vue 2.5. Traitements géométriques 2.5.1. Corrections géométriques 2.5.2. L'appariement d'images 2.5.3. Traitements géométriques "aval" 2.6. Qualité géométrique des images 2.6.1. Introduction 2.6.2. Des besoins utilisateurs aux critères QIG 2.6.3. La qualité image géométrique en vol 2.6.4. Synthèse des besoins et performances QIG 2.7. Petit formulaire de géométrie 2.7.1. Quelques notations 2.7.2. Formules de base 2.7.3. Projection des détecteurs 2.8. Références bibliographiques 3. RADIOMETRIE / Alain BARDOUX (CNES), Xavier BRIOTTET (ONERA), Bertrand FOUGNIE (CNES), Patrice HENRY (CNES), Sophie LACHERADE (ONERA), Laurent LEBEGUE (CNES), Philippe LIER (CNES), Christophe MIESCH (ONERA), Françoise VIALLEFONT (ONERA) 3.1. Introduction 3.2. Physique de la mesure 3.2.1. Introduction 3.2.2. Définition des grandeurs radiatives 3.2.3. Propriétés optiques des surfaces 3.2.4. L'atmosphère 3.2.5. Analyse de la luminance au niveau du capteur 3.3. Principe d'acquisition : description de la chaîne image bord 3.3.1. Introduction 3.3.2. L'optique 3.3.3. La chaîne de détection 3.3.4. La chaîne électronique 3.4. Modèle mathématique de la chaîne d'acquisition 3.4.1. Calcul de l'éclairement au plan focal 3.4.2. Calcul du nombre d'électrons produits 3.4.3. Calcul du nombre de pas codeur 3.5. Modélisation radiométrique de la prise de vue 3.5.1. Introduction 3.5.2. Exemple 1 : le modèle radiométrique 2R CALIPSO 3.5.3. Exemple 2 : le modèle radiométrique SPOT 3.5.4. Exemple 3 : le modèle radiométrique PLEIADES-HR 3.5.5. Exemple 4 : le modèle radiométrique POLDER 3.6. Etalonnage et mesures de performances radiométriques 3.6.1. Introduction 3.6.2. Etalonnage relatif dans le champ ou "égalisation" 3.6.3. Etalonnage absolu 3.7. Résolution radiométrique 3.7.1. Introduction 3.7.2. Exemple : le modèle de bruit radiométrique PLEIADES 3.7.3. Estimation du bruit instrumental 3.8. Synthèses et perspectives 3.9. Références 4. LA RESOLUTION DES IMAGES / Sébastien FOUREST (CNES), Philippe KUBIK (CNES), Christophe LATRY (CNES), Dominique LEGER (ONERA), Françoise VIALLEFONT (ONERA) 4.1. Introduction 4.2. Tache image et FTM 4.2.1. Rappels sur la théorie des systèmes linéaires stationnaires 4.2.2. Cas des imageurs 4.2.3. Expression de la tache image et de la FTM 4.2.4. Modèle global 4.3. L'échantillonnage 4.3.1. Les effets de l'échantillonnage 4.3.2. L'impact sur la conception du système 4.4. L'interpolations d'images 4.4.1. Généralités 4.4.2. L'interpolation classique 4.4.3. Filtres interpolateurs 1D 4.4.4. Filtres interpolateurs 2D 4.4.5. L'interpolation dans le domaine de Fourier 4.5. Les traitements d'amélioration de la résolution 4.5.1. Introduction 4.5.2. Déconvolution 4.5.3. Débruitage 4.5.4. Fusion Panchromatique/multispectral 4.6. Méthodes de mesure en vol de la FTM et du défaut de mise au point 4.6.1. Introduction 4.6.2 Méthodes de mesure de défaut de mise au point 4.6.3. Méthodes de mesure de FTM 4.6.4. Conclusion 4.7. Conclusion 4.8. Annexe 1 : la transformation de Fourier 4.8.1. La transformée de Fourier continue 4.8.2. Passage du monde continu au monde discret : l'échantillonnage 4.8.3. Un outil adapté au monde échantillonné : la Transformée de Fourier Discrète 4.8.4. La Transformée de Fourier discrète finie 4.8.5. Synthèse : de la transformée de Fourier continue à la transformée de Fourier discrète finie 4.8.6. Propriétés de la TFDF 4.8.7. Utilisation de la TFDF 4.8.8. Conclusion 4.9. Annexe 2 : ondelettes et paquets 4.9.1. Limitations de la représentation fréquentielle 4.9.2. Les ondelettes 4.10. Annexe 3 : Interpolation et B-splines 4.10.1. Propriété des bases de fonctions interpolantes 4.10.2. Construction des splines 4.11. Bibliographie 5. LE DIMENSIONNEMENT DU SYSTEME / Philippe KUBIK (CNES) 5.1. Objectif et définitions 5.2. Principes de dimensionnement 5.2.1. La géométrie 5.2.2. La radiométrie 5.2.3. La résolution 5.3. Exemples de dimensionnement 5.3.1. Mission type SPOT 10m 5.3.2. Satellite métrique 5.4. Conclusions 6. LA COMPRESSION DES IMAGES / Catherine LAMBERT (CNES), Christophe LATRY (CNES), Gilles MOURY (CNES) 6.1. Introduction 6.2. Présentation générale de la compression d'image 6.3. Compression et qualité d'image 6.3.1. Insuffisance des critères usuels 6.3.2. Prise en compte de la chaîne image bord/sol globale 6.3.3. Les critères applicatifs 6.4. Panoramas des compresseurs dans le domaine spatial 6.4.1. Techniques de codage prédictif 6.4.2. Techniques de codage par transformée DCT 6.4.3. La transformée orthogonale à recouvrement (LOT). 6.4.4. Compression par transformée en ondelettes 6.4.5. Perspectives 6.4.6. Bibliographie 7. LA SIMULATION IMAGE / Philippe LIER (CNES), Christophe VALORGE (CNES) 7.1. Objectifs de la simulation d'image 7.1.1. Rappel : la notion de "Qualité Image" 7.1.2. La simulation : un outil de dimensionnement 7.1.3. La simulation : un outil d'interface 7.2. Principes généraux de simulation d'une image 7.2.1. Simulation du paysage en entrée du capteur ou prétraitement 7.2.2. Simulation du capteur 7.2.3. Simulation des traitements sol 7.2.4. Synthèse 7.2.5. Exemples d'utilisation de cette chaîne au CNES 7.2.6. Limitations de la simulation "Classique" 7.2.7. Remarques 7.3. La synthèse d'image et la simulation 3D 7.3.1. Rappel : la modélisation "2,5D" du paysage 7.3.2. La modélisation 3D du paysage 7.3.3. Les prétraitements 3D 7.3.4. La simulation 3D 7.4. Perspectives pour la simulation image 8. CONCLUSION / Philippe LIER (CNES) 8.1. La course à la résolution 8.1.1. Autres critères 8.1.2. Le pas temporel 8.1.3. Les bandes spectrales 8.1.4. La stéréoscopie 8.1.5. La capacité opérationnelle 8.2. L'imagerie haute résolution au quotidien ? Numéro de notice : 13633 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Recueil / ouvrage collectif Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=40448

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Development of an inversion code, ICARE, able to extract urban areas ground reflectance / Sophie Lacherade (2007)  

Public Titre : Development of an inversion code, ICARE, able to extract urban areas ground reflectance Type de document : Article/Communication Auteurs : Sophie Lacherade, Auteur ; Christophe Miesch, Auteur ; Didier Boldo , Auteur ; Xavier Briottet , Auteur ; Christophe Valorge, Auteur ; Hervé Le Men , Auteur Editeur : International Society for Photogrammetry and Remote Sensing ISPRS Année de publication : 2007 Collection : International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, ISSN 0252-8231 num. 36-7/C50 Conférence : ISPMSRS 2007, ISPRS Working Group VII/1 Workshop, Physical Measurements and Signatures in Remote Sensing 12/03/2007 14/03/2007 Davos Suisse ISPRS OA Archives Importance : 6 p. Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image optique [Termes IGN] image aérienne [Termes IGN] image PELICAN [Termes IGN] modèle de transfert radiatif [Termes IGN] modèle physique [Termes IGN] radiance [Termes IGN] réflectance du sol [Termes IGN] Toulouse [Termes IGN] zone urbaine Résumé : (auteur) Automatic mapping of urban materials from remotely sensed radiance images remains difficult because of the complex physical phenomena induced by relief. Indeed, shadows and environment effects disrupt the radiance incoming the sensor. Moreover, the measured radiance depends on the illumination conditions of the observed area. This is quite problematic for multi-temporal analysis. Images are often taken in different illumination conditions thus shadows are not located in the same place. This paper describes a new physical model, ICARE, able to solve the radiative transfer inversion problem over urban areas, in the reflective domain (0.4 μm – 2.5 μm), from high spatial and spectral resolution images. This new approach takes into account the complex relief of 3D structures, the spatial heterogeneity of the scene and atmospheric effects, in order to extract rigorously the ground surface reflectance, even in shadows areas. The resolution method consists in modelling separately the irradiance and radiance components at ground and sensor levels. The validation of ICARE is checked through the CAPITOUL trial, carried out in Toulouse (France, 2004). Measurements were performed using two airborne Pelican image systems consisting in 8 high spatial (20 cm) and spectral (30 nm) resolution cameras. Results are presented over typical urban structures in Toulouse center completed by an error budget. They demonstrate that extracted reflectances correspond very well to ground re flectance measurements. Moreover, there is a good continuity between reflectance obtained over sunny and shadowed materials. That proves that shadows areas and environment effects are well corrected. To quantify the gain brought by ICARE, a comparison between classification based on radiance and reflectance images, obtained by inversion, is introduced. Numéro de notice : C2007-041 Affiliation des auteurs : MATIS+Ext (1993-2011) Thématique : IMAGERIE Nature : Communication nature-HAL : ComAvecCL&ActesPubliésIntl DOI : sans En ligne : https://www.isprs.org/proceedings/xxxvi/7-C50/papers/P13.pdf Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=99562

An inverse radiative transfer model to extract ground spectral reflectance of urban areas / Sophie Lacherade (2006)  

Public Titre : An inverse radiative transfer model to extract ground spectral reflectance of urban areas Type de document : Article/Communication Auteurs : Sophie Lacherade, Auteur ; Christophe Miesch, Auteur ; Didier Boldo , Auteur ; Xavier Briottet , Auteur ; Hervé Le Men , Auteur ; Christophe Valorge, Auteur Editeur : Paris : Institut Géographique National - IGN (1940-2007) Année de publication : 2006 Conférence : EARSEL 2006, 1st workshop of the EARSel Special Interest Group Urban Remote Sensing : Urban remote sensing, Challenges & Solutions 02/03/2006 03/03/2006 Berlin Allemagne ISPRS OA Archives Note générale : bibliographie communication dans le cadre de sa thèse sous la direction d'Hervé Le Men Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image optique [Termes IGN] modèle de transfert radiatif [Termes IGN] problème inverse [Termes IGN] réflectance de surface [Termes IGN] zone urbaine Numéro de notice : C2006-051 Affiliation des auteurs : MATIS+Ext (1993-2011) Thématique : IMAGERIE Nature : Communication DOI : sans En ligne : http://recherche.ign.fr/labos/matis/pdf/articles_conf/2006/2006_earsel_lacherade [...] Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=103482

Analysis of the spectral variability of urban materials for classification : A case study over Toulouse (France) / Sophie Lacherade (2005)  

Public Titre : Analysis of the spectral variability of urban materials for classification : A case study over Toulouse (France) Type de document : Article/Communication Auteurs : Sophie Lacherade, Auteur ; Christophe Miesch, Auteur ; F. LemaÎtre, Auteur ; Xavier Briottet , Auteur ; Hervé Le Men , Auteur ; Didier Boldo , Auteur ; Christophe Valorge, Auteur Editeur : International Society for Photogrammetry and Remote Sensing ISPRS Année de publication : 2005 Collection : International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, ISSN 0252-8231 num. 36-8/W27 Conférence : ISPRS 2005, WG VIII/1, Joint Symposia URBAN - URS 14/03/2005 16/03/2005 Tempe Arizona - Etats-Unis OA ISPRS Archives Importance : 3 p. Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image optique [Termes IGN] bande visible [Termes IGN] classification [Termes IGN] image proche infrarouge [Termes IGN] milieu urbain [Termes IGN] réflectance spectrale [Termes IGN] Toulouse [Termes IGN] variabilité Résumé : (auteur) The automatic classification of urban materials from airborne and spatial acquisitions remains difficult today because of two main reasons: the spatial resolution of the images and the need for pre-processing algorithms to extract ground surface intrinsic properties. This work examines the feasibility of using 8 spectral information distributed in the visible and the near-infrared spectral regions (0.4 - 1 μm), acquired at a 20 cm spatial resolution, for recognizing the urban materials. The motivation for this study is the development of very high spatial resolution sensors which has introduced a promising capability for the study of urban areas. In this study , an experiment campaign took place in Toulouse. The airborne measurements were carried out using 8 cameras associated with 8 narrow filters (30 nm). Ground spectral measurements of Toulouse's urban materials were performed within the configuration of the airborne acquisitions. These measurements allow us to determine and quantify three types of reflectance spatial variability. The results show that urban materials have low reflectances with no significant spectral features and are then difficult to discriminate. To determine which material classes could be discriminate over the 8 spectral bands of the airborne acquisitions, a statistical analysis was performed on the ground measurements. This analysis highlights that 5 material classes could be discriminated from good quality measurements. Numéro de notice : C2005-036 Affiliation des auteurs : MATIS+Ext (1993-2011) Thématique : IMAGERIE/INFORMATIQUE Nature : Communication nature-HAL : ComAvecCL&ActesPubliésIntl DOI : sans En ligne : https://www.isprs.org/proceedings/XXXVI/8-W27/lacherade.pdf Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=100079

Télédétection et traitement des images optiques / Christophe Valorge (2004)

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Integrating remote sensing at the global regional local scale : compte-rendu du symposium de la commission 1 de l'ISPRS, Denver, 10-15 novembre 2002 / Christophe Valorge in Bulletin [Société Française de Photogrammétrie et Télédétection], n° 168 (Octobre 2002)

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