Résolution spectrale

Au chapitre 1, nous avons abordé la réponse spectrale et les courbes d'émissivité spectrale qui caractérisent une cible ou une surface pour un ensemble de longueurs d'onde. Il est souvent possible de distinguer des classes de caractéristiques et de détails dans une image en comparant leurs réponses différentes sur un ensemble de longueurs d'onde. Comme nous l'avons vu à la section 1.5, des classes très larges, comme l'eau et la végétation, peuvent être séparées en utilisant un intervalle de longueurs d'onde assez grand (le visible et l'infrarouge par exemple). Des classes plus spécifiques comme par exemple différents types de roche ne sont pas aussi faciles à différencier et nécessitent l'utilisation d'un intervalle de longueurs d'onde beaucoup plus fin. Pour ce faire, nous devons utiliser un capteur ayant une résolution spectrale beaucoup plus grande. La résolution spectrale décrit la capacité d'un capteur à utiliser de petites fenêtres de longueurs d'onde. Plus la résolution spectrale est fine, plus les fenêtres des différents canaux du capteur sont étroites.

Une pellicule noir et blanc utilisée dans un appareil photographique enregistre les longueurs d'onde sur presque toutes les longueurs d'onde situées dans le spectre visible. Sa résolution spectrale est assez grossière, car les différentes longueurs d'onde ne sont pas différenciées par la pellicule qui n'enregistre que l'ensemble de l'énergie lumineuse captée par l'objectif. Une pellicule couleur est sensible elle aussi à l'ensemble des longueurs d'onde visibles, mais elle possède une résolution spectrale plus élevée puisqu'elle peut distinguer les longueurs d'onde dans le bleu, le vert et le rouge. Cette pellicule peut donc caractériser l'intensité lumineuse détectée selon ces intervalles de longueurs d'onde.

Plusieurs instruments de télédétection peuvent enregistrer l'énergie reçue selon des intervalles de longueurs d'onde à différentes résolutions spectrales. Ces instruments sont appelés capteurs multispectraux et seront décrits plus en détail dans les sections suivantes. Des capteurs multispectraux plus développés, appelés capteurs hyperspectraux, sont capables de détecter des centaines de bandes spectrales très fines dans la portion du spectre des ondes électromagnétiques réunissant le visible, le proche infrarouge et l'infrarouge moyen. La très grande résolution spectrale des capteurs hyperspectraux facilite la différenciation des caractéristiques d'une image basée sur la réponse différente dans chacune des bandes spectrales.

Question éclair

1. Les systèmes à balayage hyperspectral (mentionnés à la section 2.4) sont des capteurs multispectraux spéciaux qui détectent et enregistrent la radiation pour quelques centaines de bandes spectrales très étroites. Quels sont les avantages de ce type de capteurs? Quels en sont les désavantages?
La réponse est...

2. Dites s'il y aura chevauchement entre les 288 bandes de CASI (Compact Airborne Spectrographic Imager) si le domaine spectral de toutes les bandes est exactement de 0,40 nm à 0,90 mm, et si chaque bande couvre 1,8 nm (nanomètre = 10 --9).
La réponse est...

Question éclair - réponse

1 : Les systèmes à balayage hyperspectral ont une très grande résolution spectrale. La radiation est donc mesurée selon des bandes de longueurs d'ondes très étroites, ce qui permet de construire un spectre presque continu de la radiation détectée pour chaque pixel dans l'image. Ceci permet de faire la distinction entre des cibles très fines en se basant sur leurs caractéristiques de réflexivité. Cependant, cette plus grande sensibilité du capteur implique une l'augmentation considérable de la quantité d'information à traiter. La grande quantité de données rend plus difficile leur manipulation et leur stockage. L'analyse d'une combinaison de plusieurs images est difficile, de même que identification et l'analyse de la réponse obtenue pour chacune des bandes.

2 :L'étendue totale de longueur d'onde disponible est 0,50μm (0,90 - 0,40μm= 0,50μm). Si le capteur a 288 bandes d'une étendue de 1,8 nm chacune, nous pouvons calculer l'étendue totale de longueur d'onde de chaque bande s'il n'y a pas de chevauchement.

1.8 nm = 1.8 x 10-9 m
1.8 x10-9 m X 288 = 0.0000005184 m
0.0000005184 m = 0.5184 μm

Puisque 0,5184 est supérieur à 0,50OUI il y aura du chevauchement entre quelques-unes ou toutes les 288 bandes.