Télécharger un fichier d’orbite et appliquer une correction d’orbite
Tout d’abord, vous allez télécharger et ouvrir le projet dans ArcGIS Pro. Vous démarrerez ensuite le traitement préparatoire de l’imagerie SAR en mettant à jour ses informations orbitales.
Télécharger et ouvrir le projet
Vous allez télécharger un projet qui contient toutes les données nécessaires à ce didacticiel et les ouvrir dans ArcGIS Pro.
- Téléchargez le fichier Process_Sentinel_1_SAR_Data.zip et retrouvez le fichier téléchargé sur votre ordinateur.
Remarque :
La plupart des navigateurs Web téléchargent les fichiers dans le dossier Téléchargements de votre ordinateur, par défaut.
- Cliquez avec le bouton droit sur le fichier Process_Sentinel_1_SAR_Data.zip, puis décompressez-le à un emplacement sur votre ordinateur, par exemple le lecteur C.
Conseil :
Lorsque vous décompressez le fichier, si un message d’erreur indique que les noms de fichier sont trop longs, essayez de le décompresser dans un dossier dont le chemin d’accès est le plus court possible (par exemple, C:\Projects\).
- Ouvrez le dossier dans lequel a été extrait Process_Sentinel_1_SAR_Data, puis double-cliquez sur Process_Sentinel_1_SAR_Data.aprx pour ouvrir le projet dans ArcGIS Pro.
- Si vous y êtes invité, connectez-vous à votre compte d’organisation ArcGIS ou à ArcGIS Enterprise en utilisant un compte d’utilisateur nommé.
Remarque :
Si vous n’avez pas accès à ArcGIS Pro ou ne disposez pas d’un compte d’organisation ArcGIS, consultez les options disponibles pour accéder aux logiciels.
Le projet s’ouvre.
Pour l’instant, la carte contient uniquement le fond de carte topographique par défaut et est centrée sur la baie de Galveston au Texas. L’image SAR que vous allez traiter dans ce didacticiel est incluse dans le projet ; vous allez l’ajouter à la carte.
- Sur le ruban, cliquez sur l'onglet Vue. Dans le groupe Windows (Fenêtres), cliquez sur Catalog Pane (Fenêtre Catalogue).
La fenêtre Catalog (Catalogue) s’affiche.
- Dans la fenêtre Catalogue, cliquez sur la flèche en regard de Dossiers pour développer les dossiers. De la même façon, développez Process_Sentinel_1_SAR_Data et Data (Données).
Le dossier Data (Données) contient toutes les données que vous allez utiliser dans ce didacticiel. L’image SAR est contenue dans le dossier S1B_S6_GRDH_1SDH_20170823T002549_20170823T002612_007060_00C6FB_C69E.SAFE.
Remarque :
Cette image est un produit de données SAR GRD (Ground Range Detected) issu de la mission Copernicus Sentinel-1 de l’Agence spatiale européenne ; elle a été récupérée sur le Copernicus Open Access Hub. Pour en savoir plus sur SAR GRD et les autres produits SAR couramment utilisés pour fournir une imagerie SAR, consultez Données satellite SAR. Le nom de dossier long du produit correspond au nom de granule de la scène. Pour en savoir plus sur les conventions d’affectation de noms et sur la structure de fichiers dans les dossiers de produit, consultez la rubrique Level-1 Product Formatting de l’aide ESA Sentinel.
- Développez le dossier S1B_S6_GRDH_1SDH_20170823T002549_20170823T002612_007060_00C6FB_C69E.SAFE, cliquez avec le bouton droit sur manifest.safe, puis sélectionnez Add To Current Map (Ajouter à la carte actuelle).
Préalablement à l’affichage de l’image sur la carte, une fenêtre vous invite à générer les pyramides et à calculer les statistiques.
Les pyramides sont des aperçus à résolution réduite des données à différentes échelles, qui permettent d’améliorer la vitesse d’affichage. Les statistiques sont nécessaires pour effectuer certaines tâches sur l’imagerie, notamment son rendu avec un étirement.
Remarque :
En savoir plus sur la génération des pyramides et le calcul des statistiques.
- Dans la fenêtre Build Pyramids and Calculate Statistics (Générer les pyramides et calculer les statistiques), pour Pyramids (Pyramides), vérifiez que l’option Build (Construire) est cochée. Pour Statistics (Statistiques), vérifiez que l’option Calculate (Calculer) est cochée.
Conseil :
Selon vos paramètres ArcGIS Pro, il se peut que l’une de ces options ou les deux soient exécutées par défaut et ne soient pas visibles. Vous pouvez modifier ces paramètres en cliquant sur Project (Projet) dans le ruban, puis en sélectionnant Options (Options), Raster and Imagery (Raster et imagerie) et Raster Dataset (Jeu de données raster).
- Cliquez sur OK.
Après quelques instants, l’image s’affiche sur la carte.
Vous allez donner à la carte un nom plus explicite.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), cliquez une fois sur la couche S6_manifest pour la sélectionner, puis cliquez de nouveau dessus pour passer en mode de mise à jour. Saisissez Galveston_Bay_S1_GRD et appuyez sur Entrée.
Conseil :
Pour afficher des informations supplémentaires sur l’image SAR, cliquez avec le bouton droit sur Galveston_Bay_S1_GRD, sélectionnez Properties (Propriétés), puis cliquez sur l’onglet Source (Source).
Télécharger le fichier d’orbite
Au moment de préparer une image SAR pour l’analyse, il est important d’appliquer une correction d’orbite. Quel que soit le degré d’optimisation de l’orbite d’un satellite, celui-ci est voué à dériver. Cela peut être dû au freinage atmosphérique et aux vents solaires, à la sphère imparfaite de la Terre lié à un champ gravitationnel non uniforme ou à d’autres objets massifs situés dans le système solaire dont la gravité perturbe l’orbite du satellite. Du fait de cette dérive, il est nécessaire d’apporter des ajustements périodiques afin de maintenir le satellite sur la bonne trajectoire. Par conséquent, il est impératif de disposer des tout derniers fichiers orbitaux pour obtenir la localisation précise du satellite au moment où l’image a été capturée.
Vous allez télécharger le fichier .osv (Orbite State Vector) mis à jour, qui contient des informations orbitales précises telles que la vitesse et la position du satellite Sentinel-1. Pour cela, vous allez utiliser l’outil Download Orbit File (Télécharger le fichier d’orbite) de la boîte à outils Image Analyst. En lisant les métadonnées de l’image, l’outil identifie le fichier .osv approprié de Sentinel-1 et le télécharge dans le dossier d’images local.
- Sur le ruban, cliquez sur l'onglet Vue. Dans le groupe Windows (Fenêtres), cliquez sur le bouton Geoprocessing (Géotraitement).
La fenêtre Geoprocessing (Géotraitement) s’affiche.
- Dans la fenêtre Géotraitement, sélectionnez l'onglet Boîtes à outils.
- Développez Image Analyst Tools (Outils Image Analyst) et le jeu d’outils Synthetic Aperture Radar (Radar à synthèse d’ouverture).
Ce jeu d’outils contient les outils de géotraitement SAR que vous allez utiliser tout au long de ce didacticiel.
- Cliquez sur l’outil Download Orbit File (Télécharger le fichier d’orbite) pour l’ouvrir.
- Définissez les paramètres suivants de l’outil :
- Pour Input Radar Data (Données radar en entrée), sélectionnez Galveston_Bay_S1_GRD.
- Pour Orbit Type (Type d’orbite), vérifiez que Sentinel Precise (Orbite Sentinel précise) est sélectionné.
- Cliquez sur Run (Exécuter).
Le fichier d’orbite est téléchargé à l’emplacement de l’image SAR en entrée.
Conseil :
Il existe deux options OSV pour le paramètre Orbit Type (Type d’orbite) : Sentinel Precise (Orbite Sentinel précise) et Sentinel Restituted (Orbite Sentinel restituée). Les fichiers .osv restitués sont disponibles auprès de l’Agence spatiale européenne (ASE) dans les trois heures suivant l’acquisition des images. Les fichiers .osv précis sont disponibles auprès de l’ASE dans les trois semaines suivant l’acquisition des images. Si elle disponible, il est préférable d’utiliser la version Sentinel Precise (Orbite Sentinel précise), qui est 20 fois plus précise que la version Sentinel Restituted (Orbite Sentinel restituée). Pour en savoir plus sur ces options, consultez Precise Orbital Products and Requirements. Les fichiers .osv de Sentinel-1 sont téléchargés à partir du Copernicus Sentinels POD Data Hub.
Appliquer une correction d’orbite
Vous allez à présent mettre à jour les informations orbitales de l’image SAR avec le fichier .osv via l’outil Appliquer une correction d’orbite.
- Dans la fenêtre Géotraitement, cliquez sur le bouton Retour.
- Sous Synthetic Aperture Radar (Radar à synthèse d’ouverture), cliquez sur l’outil Apply Orbit Correction (Appliquer une correction d’orbite).
- Définissez les paramètres suivants de l’outil :
- Pour Input Radar Data (Données radar en entrée), sélectionnez Galveston_Bay_S1_GRD.
- Vérifiez que le paramètre Input Orbit File (Fichier d’orbite en entrée) indique le fichier d’orbite que vous avez téléchargé.
Conseil :
Vous pouvez éventuellement accéder au fichier d’orbite sur votre lecteur en cliquant sur le bouton Browse (Parcourir) en regard du paramètre Input Orbit File (Fichier d’orbite en entrée).
Accédez à Project (Projet), Folders (Dossiers), Data (Données) et S1B_S6_GRDH_1SDH_20170823T002549_20170823T002612_007060_00C6FB_C69E.SAFE. Le fichier d’orbite se nomme S1B_OPER_AUX_POEORB_OPOD_20210309T091152_V20170821T225942_20170823T005942.EOF.
- Cliquez sur Run (Exécuter).
Une fois l’exécution terminée, l’outil affiche le message Apply Orbit Correction completed (Application de la correction d’orbite terminée). Aucune couche n’est créée, mais l’image d’origine est mise à jour. Les modifications ne sont peut-être pas perceptibles par l’utilisateur, mais cette étape est importante pour la précision du traitement et des analyses à venir.
Remarque :
La couleur de l’image affichée peut sembler légèrement altérée, mais cela n’a pas de conséquences sur les valeurs de pixel ou le reste du processus.
Conseil :
Vous pouvez examiner les changements qui se sont produits sur le lecteur. Ouvrez une fenêtre Microsoft File Explorer et accédez au dossier S1B_S6_GRDH_1SDH_20170823T002549_20170823T002612_007060_00C6FB_C69E.SAFE. Vous pouvez voir le fichier manifest.safe.aux.xml créé. Les métadonnées contenues dans ce fichier, qui peut être ouvert avec n’importe quel éditeur de texte, ont été mises à jour avec les nouvelles informations de vecteurs d’orbite d’état.
- Dans Quick Access Toolbar (Barre d’outils Accès rapide), cliquez sur Save Project (Enregistrer le projet).
Dans la première partie du processus, vous avez téléchargé et ouvert un projet ArcGIS Pro. Vous avez ensuite téléchargé un fichier .osv contenant des informations d’orbite précises, que vous avez utilisées pour appliquer une correction d’orbite à l’image SAR.
Effectuer le traitement SAR
Vous allez maintenant appliquer plusieurs outils à l’image SAR pour en faire une couche prête pour l’analyse. Grâce à ces outils, vous allez pouvoir supprimer le bruit thermique, d’appliquer un calibrage radiométrique, appliquer un aplatissement radiométrique du terrain, supprimer la granularité de l’image, appliquer une correction de terrain géométrique et convertir l’unité SAR.
Supprimer le bruit thermique
Pour commencer, vous allez corriger les perturbations de rétrodiffusion causées par le bruit thermique dans les données SAR en entrée afin d’obtenir une image plus fluide. Pour ce faire, vous allez utiliser l’outil Remove Thermal Noise (Supprimer le bruit thermique). Le bruit thermique, ou bruit instrumental, est causé par les mouvements microscopiques d’électrons liés à la température produite essentiellement par la circuiterie interne du satellite. Le bruit thermique est surtout perceptible dans les zones à faible rétrodiffusion, comme les plans d’eau permanents (p.ex., les océans), et dans les scènes à polarisation croisée.
- Dans la fenêtre Géotraitement, cliquez sur le bouton Retour.
- Cliquez sur l’outil Remove Thermal Noise (Supprimer le bruit thermique).
- Définissez les paramètres suivants de l’outil :
- Pour Input Radar Data (Données radar en entrée), sélectionnez Galveston_Bay_S1_GRD.
- Vérifiez que Output Radar Data (Données de radar en sortie) est renseigné automatiquement.
- Pour Polarization Bands (Bandes de polarisation), cochez les cases HH et HV.
Le satellite Sentinel-1 transmet les signaux selon deux polarisations, en l’occurrence HH et HV ; ils sont stockés sous la forme de deux bandes raster distinctes dans l’image SAR. Vous allez éliminer le bruit thermique dans les deux bandes de polarisation.
- Cliquez sur Run (Exécuter).
Au bout de quelques instants, la nouvelle couche raster Galveston_Bay_S1_GRD_TNR.crf s’affiche.
Vous allez examiner les différences entre les deux couches SAR. Pour commencer, vous allez appliquer une symbologie similaire pour les deux couches.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), vérifiez que la couche Galveston_Bay_S1_GRD_TNR.crf est sélectionnée.
- Sur le ruban, cliquez sur l’onglet Raster Layer (Couche raster). Dans le groupe Rendering (Rendu), cliquez sur le bouton Symbology (Symbologie).
La fenêtre Symbology (Symbologie) s’affiche pour la couche Galveston_Bay_S1_GRD_TNR.crf.
- Dans la fenêtre Symbology (Symbologie), définissez les paramètres suivants :
- Pour Primary Symbology (Symbologie principale), sélectionnez Stretch (Étirer).
- Pour Band (Bande), sélectionnez la polarisation HV.
- Pour Gamma, saisissez 2.0.
Ce rendu affiche uniquement la bande de polarisation HV, ce qui permet de bien comparer les couches pour les besoins de ce didacticiel. La correction gamma (niveau de contraste) est également augmentée pour éclaircir l’image. Sur la carte, la couche Galveston_Bay_S1_GRD_TNR.crf se met à jour en fonction du nouvel affichage.
Vous allez maintenant symboliser l’autre couche.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), décochez la case en regard de la couche Galveston_Bay_S1_GRD_TNR.crf pour la désactiver. Cliquez sur la couche Galveston_Bay_S1_GRD pour la sélectionner.
La couche Galveston_Bay_S1_GRD est maintenant visible sur la carte et ses paramètres de symbologie actuels s’affichent dans la fenêtre Symbology (Symbologie).
- Dans la fenêtre Symbology (Symbologie), définissez les paramètres suivants :
- Pour Primary Symbology (Symbologie principale), sélectionnez Stretch (Étirer).
- Pour Band (Bande), sélectionnez la polarisation HV.
- Pour Number of standard deviations (Nombre d’écarts types), saisissez 2.
- Pour Gamma, saisissez 2.0.
Sur la carte, la couche se met à jour en fonction du nouvel affichage. Vous allez comparer les deux images en examinant un exemple de localisation où la suppression du bruit thermique est évidente.
- Dans le ruban, sous l’onglet Map (Carte), dans le groupe Navigate (Naviguer), cliquez sur Bookmarks (Géosignets), puis sélectionnez Bookmark 1 (Géosignet 1).
La carte se met à jour selon la position spécifiée par le géosignet et affiche la baie de Galveston au Nord et le Golfe du Mexique au Sud.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), cochez la case en regard de la couche Galveston_Bay_S1_GRD_TNR.crf pour la réactiver. Cliquez sur la couche pour la sélectionner.
- Sur le ruban, cliquez sur l’onglet Raster Layer (Couche raster). Dans le groupe Compare (Comparer), cliquez sur le bouton Swipe (Balayer).
- Sur la carte, faites glisser la poignée de balayage d’un côté à l’autre de façon répétée afin d’effacer la couche supérieure et de révéler la couche située en dessous.
Vous remarquerez que le bruit thermique a été réduit. Cela est particulièrement visible sur les plans d’eau (représentés en noir et en tons sombres), où l’aspect poussiéreux de l’image non corrigée a été remplacé par une surface noire propre. Notez que les points de couleur vive qui apparaissent sur les plans d’eau sont des bateaux.
- Après avoir examiné les images, dans la fenêtre Contents (Contenu), cliquez avec le bouton droit sur Galveston_Bay_S1_GRD_TNR.crf, puis sélectionnez Zoom To Layer (Zoom sur la couche).
Appliquer le calibrage radiométrique
Vous allez maintenant utiliser l’outil Apply Radiometric Calibration (Appliquer le calibrage radiométrique). Le calibrage des données SAR est nécessaire pour obtenir une rétrodiffusion significative pouvant être reliée aux propriétés physiques des entités d’une image.
- Au bas de la fenêtre Symbology (Symbologie), cliquez sur l’onglet Geoprocessing (Géotraitement) pour revenir à la fenêtre Geoprocessing (Géotraitement).
- Dans la fenêtre Géotraitement, cliquez sur le bouton Retour.
- Cliquez sur l’outil Apply Radiometric Calibration (Appliquer le calibrage radiométrique) pour l’ouvrir.
- Définissez les paramètres suivants de l’outil :
- Pour Input Radar Data (Données radar en entrée), sélectionnez Galveston_Bay_S1_GRD_TNR.crf.
- Vérifiez que Output Radar Data (Données de radar en sortie) est renseigné automatiquement.
- Pour Polarization Bands (Bandes de polarisation), cochez les cases HH et HV.
- Pour Calibration Type (Type de calibrage), vérifiez que Beta nought (Bêta zéro) est sélectionné.
Vous utilisez le calibrage par défaut Beta nought (Bêta zéro), dont vous aurez besoin par la suite pour procéder à l’aplatissement radiométrique du terrain.
Remarque :
Pour en savoir plus sur les options de calibrage, consultez la documentation de l’outil Apply Radiometric Calibration (Appliquer le calibrage radiométrique).
- Cliquez sur Run (Exécuter).
Au bout de quelques instants, la nouvelle couche raster Galveston_Bay_S1_GRD_TNR.CalB0.crf s’affiche. Vous allez afficher cette couche avec un étirement.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), sous Galveston_Bay_S1_GRD_TNR1_CalB0.crf, cliquez sur l’un des symboles de la couche pour ouvrir la fenêtre Symbology (Symbologie).
Conseil :
Il s’agit d’une autre manière d’ouvrir la fenêtre Symbology (Symbologie).
- Dans la fenêtre Symbology (Symbologie), définissez les paramètres suivants :
- Pour Primary Symbology (Symbologie principale), sélectionnez Stretch (Étirer).
- Pour Band (Bande), sélectionnez la polarisation HV.
- Pour Gamma, saisissez 2.0.
Vous allez comparer les deux dernières images avec l’outil Swipe (Balayer).
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), cliquez sur la couche Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0.crf pour la sélectionner.
- Si nécessaire, dans le ruban, sous l’onglet Raster Layer (Couche raster), dans le groupe Compare (Comparer), cliquez sur le bouton Swipe (Balayer).
Remarque :
La fonctionnalité de balayage est normalement restée activée depuis la dernière fois que vous l’avez utilisée. Si c’est le cas, vous n’avez pas besoin de cliquer de nouveau sur le bouton Swipe (Balayer).
- Sur la carte, faites glisser la poignée de balayage d’un côté à l’autre de façon répétée afin d’effacer la couche supérieure et de révéler la couche située en dessous.
Il n’y a pas de différence visuelle dans l’imagerie entre les couches Glveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0.crf et Galveston_Bay_S1_GRD_TNR.crf.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), comparez les valeurs numériques des couches Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0.crf et Galveston_Bay_S1_GRD_TNR.crf.
Le processus de calibrage radiométrique a transformé la plage de valeurs de façon radicale car les valeurs de rétrodiffusion ont été normalisées. En revanche, cela n’a pas modifié les valeurs relatives entre les pixels de l’image. C’est ce qui explique que l’outil Swipe (Balayer) n’a pas révélé de différences avec l’image antérieure au calibrage.
Appliquer un aplatissement radiométrique du terrain
Vous allez à présent corriger les données SAR en entrée par rapport aux distorsions radiométriques liées à la topographie en utilisant l’outil Apply Radiometric Terrain Flattening (Appliquer un aplatissement radiométrique du terrain). La visée latérale des capteurs SAR fait que les entités au sol qui font face au capteur sont artificiellement plus vives, alors que celles qui y font dos sont artificiellement plus sombres. L’aplatissement radiométrique du terrain normalise les valeurs de rétrodiffusion pour éliminer ces distorsions.
Pour effectuer un aplatissement radiométrique du terrain, vous allez avoir besoin d’une couche MNE, qui fournit des données d’élévation concernant l’étendue couverte par l’image SAR. Le projet que vous avez téléchargé contient une couche MNE que vous allez ajouter à la carte.
- Au bas de la fenêtre Symbology (Symbologie), cliquez sur l’onglet Catalog (Catalogue) pour revenir à la fenêtre Catalog (Catalogue).
- Dans la fenêtre Catalog (Catalogue), développez Folders (Dossiers), Process_Sentinel_1_SAR_Data et Data (Données).
- Cliquez avec le bouton droit sur Texas_DEM_90m.tif, puis sélectionnez Add To Current Map (Ajouter à la carte actuelle).
La couche MNE s’affiche sur la carte.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), sous Texas_DEM_90m.tif, cliquez sur le symbole.
- Dans la fenêtre Symbology (Symbologie), pour Color scheme (Combinaison de couleurs), cliquez sur la flèche de liste déroulante et cochez la case en regard de Show names (Afficher les noms). Sélectionnez la combinaison de couleurs Elevation #10 (Altitude n°10).
Sur la carte, la couche est mise à jour avec la nouvelle symbologie.
Remarque :
Un MNE est une représentation de la surface topographique brute de la Terre, sans les arbres, les constructions et autres objets de surface. La couche Texas_DEM_90m.tif est un MNE global Copernicus d’une résolution de 90 mètres. Chaque pixel représente l’élévation au-dessus du niveau de la mer (en mètres) à cet emplacement.
Ici, la couche MNE masque les couches d’imagerie SAR.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), faites glisser la couche Texas_DEM_90m.tif sous toutes les couches SAR.
La carte se met à jour pour afficher l’image SAR supérieure au-dessus du MNE.
Vous allez maintenant exécuter l’outil Apply Radiometric Terrain Flattening (Appliquer un aplatissement radiométrique du terrain)
- Dans la fenêtre Géotraitement, cliquez sur le bouton Retour.
- Cliquez sur l’outil Apply Radiometric Terrain Flattening (Appliquer un aplatissement radiométrique du terrain) pour l’ouvrir.
- Définissez les paramètres suivants de l’outil :
- Pour Input Radar Data (Données radar en entrée), sélectionnez Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0.crf.
- Vérifiez que Output Radar Data (Données de radar en sortie) est renseigné automatiquement.
- Pour DEM Raster (Raster MNA), sélectionnez Texas_DEM_90m.tif.
- Vérifiez que la case Apply geoid correction (Appliquer une correction géodésique) est cochée.
- Pour Polarization Bands (Bandes de polarisation), cochez les cases HH et HV.
- Pour Calibration Type (Type de calibrage), vérifiez que Gamma nought (Gamma zéro) est sélectionné.
Remarque :
Cette couche MNE possède une résolution de 90 mètres par pixel, ce qui est suffisant pour ce processus. Pour gagner en précision, vous pouvez utiliser des données MNE de plus haute résolution.
- Cliquez sur Run (Exécuter).
Le traitement réalisé par l’outil peut prendre quelques minutes. À l’issue du processus, la nouvelle couche raster Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0.crf apparaît sur la couche. Vous allez afficher cette couche de la même manière que les précédentes.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), sous Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0.crf, cliquez sur l’un des symboles de la couche pour ouvrir la fenêtre Symbology (Symbologie).
- Dans la fenêtre Symbology (Symbologie), définissez les paramètres suivants :
- Pour Primary Symbology (Symbologie principale), sélectionnez Stretch (Étirer).
- Dans Stretch type (Type d’étirement), choisissez Standard Deviation (Écart type).
- Pour Band (Bande), sélectionnez la polarisation HV.
- Pour Gamma, saisissez 2.0.
Vous allez comparer cette image à la précédente en examinant un exemple de localisation où l’aplatissement radiométrique du terrain est évident.
- Dans le ruban, sous l’onglet Map (Carte), cliquez sur Bookmarks (Géosignets), puis sélectionnez Bookmark 2 (Géosignet 2).
La carte se met à jour selon la position spécifiée par le géosignet et affiche la colline et les environs du site d’enfouissement de déchets de McCarty Road.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), sélectionnez la couche Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0.crf.
- Si nécessaire, dans le ruban, sous l’onglet Raster Layer (Couche raster), cliquez sur le bouton Swipe (Balayer).
- Sur la carte, faites glisser la poignée de balayage d’un côté à l’autre de façon répétée afin d’effacer la couche supérieure et de révéler la couche située en dessous.
La colline du site d’enfouissement de McCarty Road au centre de l’étendue présente des zones où la luminosité a changé. Cela s’explique par le fait que les valeurs de radiométrie ont été ajustées dans les régions affectées par le rapprochement et le déversement.
Remarque :
Pour en savoir plus sur les divers types de distorsion, consultez le guide Fundamentals of Synthetic Aperture Radar (SAR).
- Après avoir examiné les images, dans la fenêtre Contents (Contenu), cliquez avec le bouton droit sur Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0.crf, puis sélectionnez Zoom To Layer (Zoom sur la couche).
Supprimer la granularité dans l’imagerie
Vous allez maintenant corriger les données SAR en entrée à l’aide de l’outil Despeckle (Suppression de la granularité). La granularité fait référence à l’effet granuleux ou au bruit poivre et sel qui apparaît dans l’image SAR. La rétrodiffusion enregistrée pour un pixel donné est le résultat de l’interaction entre l’onde radar et les multiples entités ou objets contenus dans ce pixel de la scène terrestre. Lorsque ces interactions interfèrent de manière constructive, elles forment un pixel lumineux. Lorsqu’elles interfèrent de manière destructive, elles forment un pixel sombre. Les nuances de gris correspondent à une interférence qui n’est ni entièrement constructive ni entièrement destructive.
- Dans la fenêtre Géotraitement, cliquez sur le bouton Retour.
- Cliquez sur l’outil Despeckle (Suppression de la granularité) pour l’ouvrir.
- Définissez les paramètres suivants de l’outil :
- Pour Input Radar Data (Données de radar en entrée), sélectionnez Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0.crf.
- Vérifiez que Output Radar Data (Données de radar en sortie) est renseigné automatiquement.
- Pour Polarization Bands (Bandes de polarisation), cochez les cases HH et HV.
- Cliquez sur Run (Exécuter).
Au bout de quelques instants, la nouvelle couche raster Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0_Dspk.crf s’affiche sur la carte. Vous allez afficher cette couche de la même manière que les précédentes.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), sous Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0_Dspk.crf, cliquez sur l’un des symboles de la couche pour ouvrir la fenêtre Symbology (Symbologie).
- Dans la fenêtre Symbology (Symbologie), définissez les paramètres suivants :
- Pour Primary Symbology (Symbologie principale), sélectionnez Stretch (Étirer).
- Dans Stretch type (Type d’étirement), choisissez Standard Deviation (Écart type).
- Pour Band (Bande), sélectionnez la polarisation HV.
- Pour Gamma, saisissez 2.0.
Vous allez comparer cette image à la précédente en examinant un exemple de localisation où la suppression de la granularité est évidente.
- Dans le ruban, sous l’onglet Map (Carte), cliquez sur Bookmarks (Géosignets), puis sélectionnez Bookmark 3 (Géosignet 3).
La carte se met à jour selon la position spécifiée par le géosignet correspondant au refuge faunique national de Trinity River.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), sélectionnez Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0_Dspk.crf.
- Si nécessaire, dans le ruban, sous l’onglet Raster Layer (Couche raster), cliquez sur le bouton Swipe (Balayer).
- Sur la carte, faites glisser la poignée de balayage d’un côté à l’autre de façon répétée afin d’effacer la couche supérieure et de révéler la couche située en dessous.
Le grain (ou granularité) a été éliminé de l’image représentant les terres du refuge faunique national de Trinity River.
- Après avoir examiné les images, dans la fenêtre Contents (Contenu), cliquez avec le bouton droit sur Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0.Dspk.crf, puis sélectionnez Zoom To Layer (Zoom sur la couche).
Appliquer la correction de terrain géométrique
Dans le cadre de ce processus, vous avez déjà eu l’occasion d’utiliser la couche MNE pour corriger les distorsions radiométriques. Vous allez de nouveau l’utiliser, mais cette fois pour corriger les distorsions géométriques et orthorectifier les données SAR en entrée. L’orthorectification est le processus qui consiste à corriger les changements apparents dans la position des objets au sol provoqués par la perspective de l'angle de vue du capteur et le terrain. Vous allez procéder à l’orthorectification avec l’outil Apply Geometric Terrain Correction (Appliquer la correction de terrain géométrique).
- Dans la fenêtre Géotraitement, cliquez sur le bouton Retour.
- Cliquez sur l’outil Apply Geometric Terrain Correction (Appliquer la correction de terrain géométrique) pour l’ouvrir.
- Définissez les paramètres suivants de l’outil :
- Pour Input Radar Data (Données de radar en entrée), sélectionnez Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0_Despk.crf.
- Vérifiez que Output Radar Data (Données de radar en sortie) est renseigné automatiquement.
- Pour Polarization Bands (Bandes de polarisation), cochez les cases HH et HV.
- Pour DEM Raster (Raster MNA), sélectionnez Texas_DEM_90m.tif.
Conseil :
Vous devez utiliser un MNE chaque fois que des entités terrestres sont incluses dans la scène radar. Si aucun MNE n’est spécifié ou si des zones ne sont pas couvertes par un MNE spécifié, il est créé un MNE approximatif, interpolé à partir de points de rattachement de métadonnées. Vous devez utiliser l’approche de points de rattachement uniquement pour les scènes radar océaniques complètes.
- Cliquez sur Run (Exécuter).
Au bout de quelques instants, la nouvelle couche raster Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0_Dspk_GTC.crf s’affiche sur la carte. Vous allez afficher cette couche de la même manière que les précédentes.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), sous Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0_Dspk_GTC.crf, cliquez sur l’un des symboles de la couche pour ouvrir la fenêtre Symbology (Symbologie).
- Dans la fenêtre Symbology (Symbologie), définissez les paramètres suivants :
- Pour Primary Symbology (Symbologie principale), sélectionnez Stretch (Étirer).
- Dans Stretch type (Type d’étirement), choisissez Standard Deviation (Écart type).
- Pour Band (Bande), sélectionnez la polarisation HV.
- Pour Gamma, saisissez 2.0.
Vous allez comparer cette image à la précédente en examinant un exemple d’emplacement où la correction de terrain géométrique est évidente.
- Dans le ruban, sous l’onglet Map (Carte), cliquez sur Bookmarks (Géosignets), puis sélectionnez Bookmark 4 (Géosignet 4).
La carte se met à jour selon la position spécifiée par le géosignet et affiche le pont de la compagnie de chemin de fer Union Pacific Railroad. Pour obtenir un point de référence précis, vous allez modifier le fond de carte.
- Sur le ruban, cliquez sur l’onglet Map (Carte). Dans le groupe Layer (Couche), cliquez sur Basemap (Fond de carte), puis sélectionnez Imagery Hybrid (Imagerie hybride).
La carte est mise à jour. Le nouveau fond de carte inclut une couche de référence hybride qui présente les entités et étiquettes importantes. Le pont de la compagnie de chemin de fer Union Pacific Railroad traverse ici le lac en diagonale.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), sélectionnez la couche Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0_Dspk_GTC.crf.
- Si nécessaire, dans le ruban, sous l’onglet Raster Layer (Couche raster), cliquez sur le bouton Swipe (Balayer).
- Sur la carte, faites glisser la poignée de balayage d’un côté à l’autre de façon répétée afin d’effacer la couche supérieure et de révéler la couche située en dessous.
Le pont de la compagnie de chemin de fer Union Pacific Railroad qui apparaît sur l’image est maintenant géolocalisé de façon plus précise et aligné sur la couche de référence hybride. De plus, sur la rive ouest à proximité du parc Michael Moncrief, la distorsion a été corrigée.
- Après avoir examiné les images, dans la fenêtre Contents (Contenu), cliquez avec le bouton droit sur Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0.Dspk_GTC.crf, puis sélectionnez Zoom To Layer (Zoom sur la couche).
Comme vous n’avez plus besoin de la couche MNE, vous pouvez la désactiver.
- Cochez la case en regard de la couche Texas_DEM_90m_tif pour désactiver cette dernière.
L’image SAR s’affiche sur le fond de carte Imagery (Imagerie) avec la couche de référence hybride par-dessus.
- Sur le ruban, sur l’onglet Map (Carte), dans le groupe Navigate (Naviguer), cliquez sur le bouton Explore (Explorer) pour quitter le mode balayage.
Convertir les unités SAR
Vous allez à présent convertir l’échelle des données SAR de linéaire à décibels (dB) à l’aide de l’outil Convert SAR Units (Convertir les unités SAR). Sachant que dB est une unité logarithmique, il s’agit d’une méthode pratique de manipuler et de visualiser les grands nombres et les plages dynamiques importantes. Par conséquent, la conversion des unités en dB a pour effet de simplifier l’interprétation d’une image SAR et d'en améliorer l’affichage, car elle réduit la plage de valeurs d’amplitude ou d’intensité. Après la conversion, les valeurs positives représentent la rétrodiffusion qui se dirige vers le capteur, tandis que les valeurs négatives représentent la rétrodiffusion qui s’éloigne du capteur.
- Dans la fenêtre Géotraitement, cliquez sur le bouton Retour.
- Cliquez sur l’outil Convert SAR Units (Convertir les unités SAR) pour l’ouvrir.
- Définissez les paramètres suivants de l’outil :
- Pour Input Radar Data (Données de radar en entrée), sélectionnez Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0_Dspk_GTC.crf.
- Vérifiez que Output Radar Data (Données de radar en sortie) est renseigné automatiquement.
- Pour Conversion Type (Type de conversion), vérifiez que Linear to dB (Linéaire en dB) est sélectionné.
- Cliquez sur Run (Exécuter).
Au bout de quelques instants, la nouvelle couche raster Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0_Dspk_GTC_dB.crf s’affiche sur la carte.
Vous avez à présent effectué l’ensemble du processus de traitement préparatoire et l’image SAR est prête pour la visualisation et l’analyse. Vous pouvez consulter l’historique de ces étapes préparatoires dans les propriétés de l’image.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), cliquez avec le bouton droit sur Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0_Dspk_GTC_dB.crf, puis sélectionnez Properties (Propriétés).
- Dans la fenêtre Layer Properties (Propriétés de la couche), cliquez sur (Source). Développez Processing History (Historique du traitement).
- Développez éventuellement certains éléments de Processing History (Historique du traitement) pour afficher plus de détails.
- Fermez la fenêtre Layer Properties (Propriétés de la couche).
- Appuyez sur Ctrl+S pour enregistrer le projet.
Le traitement de l’image SAR est maintenant terminé.
Explorer l’imagerie SAR prête pour l’analyse
Maintenant que l’image SAR a été traitée, vous allez la visualiser sous forme de composition colorée et interpréter certaines des entités qu’elle contient.
Créer une composition colorée
Vous allez créer une image de composition colorée à l’aide de l’outil Create Color Composite (Créer une composition colorée). Comme vous avez pu le voir précédemment, l’image SAR se compose de deux bandes de polarisation : HH et HV. Même si vous avez la possibilité d’afficher chaque bande séparément, vous pouvez créer une vue plus détaillée du paysage en combinant les deux, ce qui vous permettra de distinguer plus clairement les caractéristiques de surface, telles que l’eau, le sol et les structures urbaines. Pour cela, vous devez créer une composition colorée dans laquelle chaque bande sera affectée aux canaux d’affichage rouge, vert ou bleu (RVB). La création d’une composition colorée aura pour effet de générer une image dans laquelle les entités au sol pourront être identifiées en fonction de la couleur.
- Dans la fenêtre Géotraitement, cliquez sur le bouton Retour.
- Sous la boîte à outils Synthetic Aperture Radar (Radar à synthèse d’ouverture), développez SAR Analysis (Analyse SAR) et cliquez sur l’outil Create Color Composite (Créer une composition colorée) pour l’ouvrir.
- Définissez les paramètres suivants de l’outil :
- Pour Input Radar Data (Données de radar en entrée), sélectionnez Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0_Dspk_GTC_dB.crf.
- Vérifiez que Output Radar Data (Données de radar en sortie) est renseigné automatiquement.
- Pour Method (Méthode), sélectionnez Band names (Noms des canaux).
- Pour Red Expression (Expression rouge), vérifiez que la valeur est HH.
- Pour Green Expression (Expression verte), vérifiez que la valeur est HV.
- Pour Blue Expression (Expression bleue), saisissez HH-HV.
L’image d’origine étant constituée de deux bandes (HH et HV), il n’y a pas de troisième bande à affecter au paramètre Blue Expression (Expression bleue). Au lieu de cela, vous renseignez ce paramètre avec la formule mathématique HH-HV. Cela signifie que pour chaque pixel de l’image, la valeur de la bande HV est soustraite de la valeur de la bande HH. Le résultat sert alors de troisième bande et s’affiche via le canal bleu pour mettre en valeur les caractéristiques intéressantes du paysage.
Remarque :
La formule mathématique employée pour la bande dépend des unités des données SAR en entrée. Si les données SAR en entrée sont exprimées en décibels, la combinaison de bandes doit être HH pour le rouge, HV pour le vert et HH-HV pour le bleu. Si les données SAR en entrée sont exprimées en unités linéaires, utilisez HH pour le rouge, HV pour le vert et HH/HV pour le bleu.
- Cliquez sur Run (Exécuter).
La nouvelle couche raster Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0_Dspk_GTC_RGB.crf s’affiche sur la carte.
La composition colorée présente les plans d’eau en bleu et les zones végétalisées en vert clair. Les structures urbaines et les autres types de structures d’origine humaine apparaissent en jaune, blanc ou rose. Vous pouvez également noter la présence de bruit résiduel dans les tons vert foncé sur les bords de la scène.
- Appuyez sur Ctrl+S pour enregistrer le projet.
Interpréter l’imagerie SAR
Vous allez ensuite explorer les géosignets restants pour voir comment la façon dont l’image composite représente les différents types d’entités. Pour commencer, vous allez désactiver les couches dont vous n’avez pas besoin.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), désactivez toutes les couches à l’exception de Galveston_Bay_S1_GRD_TNR_CalB0_RTFG0_Dspk_GTC_RGB.crf, World Imagery (Imagerie mondiale) et Hybrid Reference Layer (Couche de référence hybride).
- Dans le ruban, sous l’onglet Map (Carte), cliquez sur Bookmarks (Géosignets). Explorez les géosignets suivants : Ships (Navires), City (Ville),Surface Hydrology (Hydrologie de surface), Airport (Aéroport) et Shipping Containers (Conteneurs de transport).
Les géosignets montrent la façon dont certains éléments s’affichent dans les images.
- Dans le géosignet Ships (Navires), les navires apparaissent en rose et blanc essentiellement en raison de la diffusion à double réflexion sur le côté du navire.
- Dans le géosignet City (Ville), les structures urbaines de la ville de Baytown apparaissent en rose, jaune et blanc. Les couleurs rose et blanche sont essentiellement dues à la diffusion à double réflexion sur le côté des constructions perpendiculaires à la ligne de visée du satellite, tandis que la couleur jaune est liée essentiellement à la diffusion à double réflexion sur le côté des constructions non perpendiculaires à la ligne de visée du satellite.
- Dans le géosignet Surface Hydrology (Hydrologie de surface), les plans d’eau (lacs et cours d’eau) apparaissent essentiellement en bleu en raison de la diffusion à simple réflexion avec des tons verts résultant du bruit résiduel. Le terrain environnant les plans d’eau est recouvert de végétation et de surfaces rugueuses qui sont représentées par des couleurs vert clair en raison de la diffusion volumétrique.
- Dans le géosignet Airport (Aéroport), la surface dure du tarmac de l’aéroport William Hobby apparaît en bleu en raison de la diffusion à simple réflexion.
- Dans le géosignet Shipping Containers (Conteneurs de transport), les conteneurs de transport apparaissent en rose et blanc essentiellement en raison de la diffusion à double réflexion sur le côté des conteneurs.
Remarque :
Découvrez de façon plus détaillée les différents types de diffusion.
Dans ce didacticiel, vous avez traité une imagerie SAR de niveau 1 Sentinel-1 pour générer une image prête pour l’analyse. Dans le cadre de ce processus, vous avez mis à jour les données d’orbite, éliminé le bruit thermique, calibré les données, atténué la granularité, supprimé les distorsions radiométriques et géométriques et converti l’échelle de l’image dans une autre unité. Vous avez ensuite créé une composition colorée afin d’afficher les données de façon plus pertinente et avez examiné l’image obtenue. En tant que spécialiste de l’environnement travaillant sur un projet de protection de la baie de Gavelston au Texas, vous êtes maintenant en mesure d’examiner de plus près l’imagerie SAR pour mieux comprendre les diverses tendances et activités dans la baie et les banlieues voisines.
Vous trouverez d’autres didacticiels tels que celui-ci dans la série Prise en main de l’imagerie satellite SAR.
