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Détection de changements
Pré-traitements nécessaires
Avant de pouvoir appliquer
une quelconque technique de détection de changements,
il parait essentiel de pouvoir assurer qu'une comparaison
est possible entre les deux observations, tant au
niveau géographique (les images correspondent bien à la même zone
observée), qu'au niveau qualité d'image (les observations ont été
faites dans des conditions similaires). Le pré-traitement des
images satellites est donc essentiel avant la mise en oeuvre des
techniques de détection de changements.
Ces pré-traitements sont nécessaires à cause des défauts inhérents
à l'acquisition des données de télédétection. Ces défauts sont de
nature diverse et nécessitent souvent l'utilisation de techniques
spécifiques. De façon générale, les facteurs physiques associés à
ces défauts sont facilement compréhensibles. On peut en citer
quelques uns:
- le premier point est la différence entre les types de
capteurs utilisés (imagerie optique, infra-rouge, RSO, ...). Il
apparaît clairement que deux observations faites avec deux types
de capteurs différents n'auront pas les mêmes
caractéristiques. En effet, certaines caractéristiques sont
propres au type de capteur utilisé. De plus,
l'utilisation de capteurs identiques n'assure pas forcément la
génération d'images comparables. En effet, le vieillissement des
capteurs, couramment appelé dérive temporelle des
capteurs, principalement due à la fatigue des composants, est
aussi un phénomène qu'il faut prendre en compte pour la détection
de changements. De plus, pour les images radar qui sont issues
de capteurs RSO différents, le bruit de
Speckle (phénomène de chatoiement}),
caractéristique des images RSO, est différent. Cela implique donc
aussi une homogénéisation des données.
- Pour garantir la qualité de la détection de
changements, il faut aussi pouvoir
certifier que les images étudiées correspondent à la même zone
géographique. Ce pré-traitement, essentiel à la détection de
changements, est appelé recalage d'images ou image registration.
On parle couramment d'erreur de recalage ou mis-registration
noise. De nombreuses études ont été menée sur l'influence du
recalage d'images sur la précision du la détection de
changements, montrant son importance, et
le sujet à lui seul pourrait faire l'objet d'une étude
approfondie. Les techniques de recalage étant assez complexes,
variées, et fortement liées aux types de capteurs utilisés, nous
ne nous attarderons pas plus sur le sujet.
- Les instants d'observations étant souvent espacés de
plusieurs mois, voire de plusieurs années, on ne peut pas
garantir des conditions d'observations strictement identiques.
Même si, dans notre cas, l'imagerie radar est indépendante des
conditions climatiques et d'éclairement, et si la majorité des
systèmes radar actuels ont une orbite synchronisée sur celle du soleil,
certaines différences peuvent être observées au niveau de la
réflectivité de la scène en fonction de la saison (saison sèche/humide).
- D'autres facteurs entrent aussi en jeu lors de l'acquisition des
images RSO: l'angle de l'observation de la scène (angle de visée)
et le type de trajectoire du satellite (trajectoire
montante/descendante) lors des différentes prises de vue. Une
correction ou rectification (normalisation) de radiométrie
(illumination et/ou réflectivité) est donc nécessaire afin
d'homogénéiser les images entre-elles.
De façon générale, les systèmes d'acquisition optiques/infra-rouge
sont eux dépendants de l'ensemble des conditions d'acquisitions,
comme l'angle d'éclairement de la scène, la densité de nuages lors
des observations, ..., et les observations issues de tels
capteurs nécessitent elles-aussi une rectification d'illumination
et/ou de réflectivité.
Les pré-traitements associés à ces facteurs sont donc de nature
aussi diverse que les facteurs eux-mêmes; différentes méthodes
peuvent donc mises en place pour
corriger les défauts inhérents à chaque facteur. Le pré-traitement
des images est, à lui seul, un sujet très vaste sur lequel nous ne
nous attarderons pas plus.
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