Distorsion des images radar

Comme c'est le cas pour tous les systèmes de télédétection, la géométrie de visée d'un radar cause une certaine distorsion de l'image résultante. Cependant, il existe des différences essentielles pour l'imagerie radar, dues à la géométrie de visée latérale et au fait que le radar est fondamentalement un instrument mesurant une distance (c'est-à-dire un instrument de télémétrie). La distorsion due à l'échelle oblique se produit parce que le radar mesure la distance des objets obliquement au lieu de mesurer la vraie distance horizontale au sol. Cela résulte en des variations d'échelle de la portée proximale à la portée distale. Bien que les cibles A1 et B1 soient physiquement de la même grandeur, leurs dimensions paraissent différentes dans la portée proximale (A2 et B2). Les cibles dans la portée proximale paraissent comprimées par rapport à celles de la portée distale. À l'aide de fonctions trigonométriques, la distance au sol peut être calculée à partir de la distance oblique et de l'altitude de la plate-forme. Cette comparaison de conversion montre une image radar en distance oblique (en haut), où les champs et les routes de la portée proximale (du côté gauche de l'image) sont comprimées, et la même image convertie en distance au sol (en bas) avec les structures dans leur forme géométrique correcte.

Comme pour les distorsions discutées dans le cas de l'imagerie obtenue avec des caméras et des balayeurs, les images radars montrent des distorsions géométriques dues au déplacement du relief. Tout comme pour l'imagerie produite par les balayeurs, ce déplacement est unidimensionnel et perpendiculaire à la direction du vol. Cependant, ce déplacement s'effectue vers le capteur plutôt qu'en s'en éloignant. Ce déplacement du relief (ou repliement) existe sous deux formes :

Quand le faisceau radar atteint la base d'une grande structure inclinée vers le radar (par exemple une montagne) avant d'atteindre son sommet, il peut se produire du repliement (foreshortening). Ici encore, puisque le radar mesure les distances obliques, la pente (A vers B) apparaîtra comprimée et la longueur de la pente sera incorrectement représentée (A' vers B'). L'importance du repliement variera selon l'angle de la pente de la montagne, en relation avec l'angle d'incidence du faisceau. Un maximum de repliement se produit quand le faisceau radar est perpendiculaire à la pente, de manière à ce que la pente, la base et le sommet soient vus simultanément (C à D). La longueur de la pente sera réduite à une longueur effective de zéro dans la distance oblique (C' à D'). Cette figure montre une image radar d'un terrain montagneux abrupt avec un repliement important. Les pentes repliées apparaissent plus brillantes sur l'image.

Un autre type de repliement (layover) se produit quand le faisceau radar atteint le sommet d'une cible élevée (B) avant d'atteindre sa base (A). Le signal de retour du sommet de la cible sera reçu avant le signal de la base. Il en résulte un déplacement vers le radar du sommet de la formation par rapport à sa vraie position au sol, ce qui a pour effet de le replier sur sa base (B' à A'). L'effet layover sur une image radar ressemble beaucoup à l'effet de repliement foreshortening. Comme pour le foreshortening, le layover est plus important pour de petits angles d'incidence, dans la portée proximale du couloir, et en terrain montagneux.

Les deux effets de repliement "foreshortening" et "layover" provoquent des ombres radars. Ces ombres se produisent lorsque le faisceau n'est pas capable d'illuminer la surface du sol. Des ombres apparaissent dans la portée distale du couloir, derrière les formations verticales ou les pentes raides. Puisque le faisceau radar n'illumine pas la surface, les régions ombragées apparaîtront plus sombres sur une image car il n'y a pas d'énergie disponible pour la rétrodiffusion. À mesure que l'angle d'incidence augmente de la portée proximale à la portée distale, l'effet d'ombre augmentera suivant le faisceau radar qui illumine la surface de façon de plus en plus oblique. Cette image illustre l'effet d'ombrage radar sur le côté droit d'une colline illuminée par la gauche.

Les surfaces rouges sont complètement dans l'ombre. Les zones noires dans l'image sont ombragées et ne contiennent aucune information.

L'effet d'ombrage radar sur le côté droit
d'une colline illuminée par la gauche

Le saviez-vous?

« Regardez à gauche, regardez à droite,
debout, assis... »

...Bien que les radars à vue latérale puissent provoquer des effets comme le repliement et les ombrages, leur géométrie est précisément ce qui en fait des outils aussi utiles pour l'analyse de terrain. Ces effets, s'ils ne sont pas trop importants, peuvent même augmenter l'apparence du relief et des structures du terrain, faisant de l'imagerie radar, un excellent outil pour des applications telles que la cartographie topographique et l'identification des structures géologiques.