Constellation, le dépôt institutionnel de l'Université du Québec à Chicoutimi

Résumé

En télédétection aérienne, on peut obtenir des images du sol avec différents types de capteurs, justifiés par l'usage que l'on souhaite faire des images. Le système utilisé par le laboratoire de télédétection aérienne de l'UQAC est la vidéographie aérienne multispectrale (VAM). Ce système de caméra peut capter indépendamment jusqu'à 6 bandes spectrales, réparties du violet au proche infrarouge. Un système comme celui-ci peut donc nous permettre d'obtenir de l'information au sol dans des plages de longueurs d'onde bien définies, ce qui simplifie l'étude de certains aspects du sol.

L'usage d'un capteur sensible au proche infrarouge est particulièrement intéressant pour étudier les stades phénologiques des végétaux. Ceux-ci peuvent se discriminer en observant la variation temporelle de l'albédo dans cette bande, caractéristique de la chlorophylle qui est produite par les végétaux.

La télédétection aérienne avec la bande proche infrarouge est donc souvent employée pour faire le suivi dans le temps d'un secteur particulier. Prenons par exemple des zones dévastées par des feux de forêt ou encore des zones agricoles. H faut alors faire plusieurs survols espacés temporellement d'un même endroit pour constater s'il y a eu ou non évolution de l'albédo des végétaux observés.

Malheureusement, il était impossible avec le système original de constater une évolution de l'albédo car il n'y avait pas d'appareils pouvant nous assurer que les observations avaient été faites dans les mêmes conditions de lumière incidente. La variation dans l'intensité de signal alors reçu au capteur dépendait beaucoup plus de la lumière incidente que de la variation de l'albédo.

La comparaison directe d'imagerie aérienne ne devrait alors être faite que lorsque l'on sait que la lumière ambiante disponible était la même au moment de la prise d'information. Malheureusement, ce n'est à proprement parler jamais le cas car l'intensité et le contenu spectral de la lumière incidente dépendent beaucoup de facteurs incontrôlables. L'on doit alors se résoudre à faire les vols dans toutes sortes de conditions d'ensoleillement et trouver une autre manière de pouvoir faire un suivi temporel.

Il faut alors connaître l'intensité spectrale de la lumière disponible au moment de la prise d'images pour pouvoir comparer ces dernières. C'est pourquoi, lors de ce projet de maîtrise, nous avons ajouté au système de vidéographie aérienne multispectrale un capteur de lumière incidente. L'information captée par ce dernier est intégrée aux images mêmes, sous forme d'un point lumineux dans un coin de l'image. L'intensité spectrale de ce point sert alors de référence. Lorsque les images seront traitées par informatique, l'on pourra faire varier la luminosité globale de l'image jusqu'à ce que l'intensité du point soit égale à celle du point d'une autre image du même secteur prise à un autre moment. L'on comparera alors les images en ayant la certitude que la luminosité ambiante simulée était la même dans les deux cas. À ce moment, la variation de la luminosité de tous les autres objets de l'image peut être comparée. Cela donne alors une mesure de la variation de l'albédo.

L'ajout d'un capteur de lumière ambiante au système VAM pourrait sembler simple à première vue mais il en est tout autrement. L'ancien système optique de la caméra multispectrale a dû être modifié de façon radicale et ce, de manière à pouvoir intégrer l'information du capteur de lumière incidente (CLI), amenée par fibre optique, dans une partie de l'image de la caméra. Des simulations du nouveau système optique ont été faites à l'aide du logiciel ZEMAX. Elles ont permis d'introduire à l'intérieur de la caméra un système de lentilles relais, en plus de deux lentilles de champ.

Les informations obtenues sont donc des images monochromes représentant l'intensité du signal réfléchi par le sol avec en un coin, une plage lumineuse d'intensité proportionnelle à la lumière incidente disponible dans cette même bande au moment de l'acquisition. Les images pourront donc être comparées entre elles en amenant par traitement informatique leur point de référence respectif à la même intensité. Un suivi temporel pourra alors être effectué pour voir s'il y a eu évolution du terrain.