Modèle de transfert radiatif à cinq échelles

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S.G. Leblanc, Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada.

Introduction

Un modèle de transfert radiatif simule les processus de transfert de rayonnement dans certains milieux, comme la végétation et l’atmosphère. Dans le cas de la végétation, il calcule l’interaction entre le rayonnement solaire et les végétaux. Le rayonnement solaire réfléchi par la surface terrestre et mesuré par les satellites dépend fortement des angles du Soleil et du satellite par rapport à la surface. Ce comportement bidirectionnel est quantifié au moyen de la fonction de distribution de la réflectance bidirectionnelle (FDRB). Un modèle à cinq échelles est donc utilisé pour simuler ce que les instruments de télédétection optiques mesurent quand ils observent les couverts forestiers. C’est un modèle de transfert radiatif qui simule la FDRB selon la structure et les propriétés biochimiques de la végétation.

Image A	Image B	Image C

Figure 1: Simulation 3D de la FDRB d'une forêt à trois angles de visée:

1. rétrodiffusion où le soleil et le capteur sont du même coté, cachant ainsi les ombres.;
2. visé au nadir, ou un maximum de l'arrière –plan est vu par le capteur
3. diffusion avant ou le soleil et le capteur sont opposés.

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Figure 1

La figure illustre trois situations d’interrelation entre la couverture arborée, et la position du soleil et du capteur. L’image "A" montre un groupe d’arbres où l’on ne voit que les arbres, et non leur ombre, car le soleil et le capteur visent dans la même direction. L’image "B" montre le même groupe d’arbres observé au nadir et où les arbres et leur ombre sont visibles. L’image "C" montre le groupe d’arbres où l’on ne voit que l’ombre des arbres car les cimes et les troncs sont cachés par l’ombre des arbres avoisinants. Ce phénomène s’observe lorsque le soleil et le capteur sont dans des directions opposées.

Pourquoi notre modèle est il appelé « modèle à 5 échelles »?

Dans ce modèle, l’interaction du rayonnement solaire avec le feuillage est examinée à cinq échelles différentes : les groupes d’arbres, les couronnes individuelles, les branches, les pousses et les aiguilles (les feuilles dans le cas des arbres décidus).

Applications

Le modèle à cinq échelles a été utilisé pour élaborer un indice de végétation (nommément le rapport simple réduit) qui est moins sensible au milieu environnant que les indices utilisés jusqu’ici et pour évaluer le niveau d’agrégation du feuillage dans un pixel en utilisant les propriétés angulaires de la végétation de ce pixel.

Renseignements supplémentaires

On peut obtenir le code du modèle et une version Microsoft Windows en s’adressant à S.G. Leblanc.

Références

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