Assemblée Générale DYNALIT 13-14 Juin 2018 - Le Grau-du-Roi
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Assemblée Générale DYNALIT
13-14 Juin 2018 - Le Grau-du-Roi
Matériel
Hyperspectral (HSI)
LiDAR topo-bathymétrique Nantes Rennes
Couplage HSI LiDAR infrarouge et végétation dunaire
LiDAR vert et turbidités de plages sableuses
Patrick Launeau, Manuel Giraud, Marc Robin et Agnès Baltzer
1
Matériel de spectrométrie à distance
2008
Caméras hyperspectrales &
spectromètre de terrain pour
l’analyse des compositions
chimiques des surfaces
VNIR-1600 SWIR-320m-e VNIR
CCD (Si) MCT (HgCdTe)
1600 x 1200 320 x 256
0.4 – 1.0 μm 1.0 – 2.5 μm SWIR
1600 320
17° 14°
2009
CPER 2007-2013
GÉNIE CIVIL, ENVIRONNEMENT ET
GESTION DURABLE DE LA VILLE 2017
R51_p6
Axe 3 : Application de la télédétection au ASD FieldSpec 3 1.0 – 2.5 μm
génie civil environnemental et à la
gestion durable de la ville
CPER 2014-2020
MER – ENVIRONNEMENT – VILLES ET
TERRITOIRES
RI6
Action : Suivi et Surveillance de
l’Environnement en Pays de la Loire
2017 complément pour le terrain
2019 renouvellement caméras Antoine Ba
aéroportées Manuel Giraud 2
Matériel LiDAR topo-bathymétrique
Enregistreur de retours
TITAN DW 60 d’ondes complets
100
100% UN IWR3
100% UR1
Lidar 532nm 50% OSUNA 50% OSUR
et 1064 nm
Avion de GEOFIT Expert La plateforme lidar Nantes-Rennes fait l’objet d’une
CONVENTION GENERALE DE COOPERATION DE RECHERCHE
entre
En cours de
GEOFIT Expert, l’Université de Nantes, l’Université Rennes 1, renouvellement
l’Université Rennes 2 et le CNRS jusqu’en 2022
Pixair
LiDAR à double longueurs d’ondes
pour l’analyse des propriétés
physiques des surfaces
3
Couplage HSI LiDAR infrarouge et végétation dunaire
Télédétection hyperspectrale basée sur l’échantillonnage spectral du terrain
Soleil Soleil Reflet de la source
Composition lumineuse
de la surface
Réflexion diffuse
Réflexion de la lumière
par le sable
Réflexion spéculaire
Absorption de la lumière
par l’eau
Multispectral à 4 canaux
Hyperspectral à 160 canaux (10nm/pxl)
La végétation se caractérise par une association de pigments absorbants dans le visible
4
et une texture de feuille réfléchissante dans le proche infrarouge (PIR)
Couplage HSI LiDAR infrarouge et végétation dunaire
Réflectance 22/09/2017
440
546
Acquisition 597 Chiendent Oyat
panoramique
sur le terrain
1) Prospection rapide
NDRLI
par calcul d’indices de NDGLI
formes spectrales NDVI Chiendent Oyat
Intensité de la teinte verte
Intensité de la teinte rouge
Intensité du saut infrarouge
2) Spectrométrie par recherche de bandes d’absorption 50%
ou par calcul d’écarts entre spectres de référence et indices
spectres des images moyennés sur 160 canaux 40%
NGRLI
NDRLI
30% Exemple d’écart
Mais parfois, en fonction entre oyat et
de leur état physiologique, chiendent à 900 nm
20%
NDVI
(pour 1 canal parmi 160)
les deux graminées ont la
10%
même signature spectrale
5
09/02/2017 500 600 700 800 900 nm
Couplage HSI LiDAR infrarouge et végétation dunaire
Temps aller-retour distance altitude
Tous les 15 cm Tous les 15 cm ou 1 ns
2 canaux 160 canaux
Résolution z 15 cm (1 nanoseconde) xy 1 m2 6
Couplage HSI LiDAR infrarouge et végétation dunaire
7
Couplage HSI LiDAR infrarouge et végétation dunaire
8
Couplage HSI LiDAR infrarouge et végétation dunaire
07/09/2015 Mode topographique 1064 nm
et hyperspectral à 1500 m
Impulsion laser 2
Zone de confusion entre impulsions
Impulsion laser 1
Limite de sécurité oculaire
Modèle
Numérique de
Surface
22/09/2017
9
Couplage HSI LiDAR infrarouge et végétation dunaire
07/09/2015
Étalement du signal vers le haut
Affichage brut des retours d’ondes
complets variables avec l’altitude
MNS V
Étalement vers le bas
L’altitude des maximum des retours
d’ondes ou des échos permet d’extraire
un Modèle Numérique de Surface (MNS) Le centrage d’un retour d’onde annule l’effet du relief et fait 10
apparaître les propriétés physiques de diffusion des surfacesLiDAR bathy et turbidités de plages sableuses
Amortissement des retours d’ondes complets
06-07/10/2017 Mode bathymétrique 532 nm à 400 m
Mosaïque de photographies
(sous couvert nuageux variable)
Impulsion laser 1
Caméra visible
(associée au Titan) 2
Retours d’ondes complets du laser
-0.1 m vert
1 -1.4 m 0
-2.9 m Marée montante
2
-2
3 J1 Échos du fond 2
-4 Échos du fond 3
Base
échos 2 Pas d’échos du fond 4
4 à -1,6 m
-6
J2 1
2
-8 3
4
-10
0 200 400 600 11
Retours d’ondes complets Pénétration maximum du laser vert dans l’eau : -10 m (si avion à 400 m)LiDAR bathy et turbidités de plages sableuses
Amortissement des retours d’ondes complets
06-07/10/2017 Mode bathymétrique 532 nm à 400 m
Résultats bathymétriques
pt77 préliminaires à La Baule
Zone translucide avec échos de fond
NGF
- +10
- +5
-0
- -5
- -10 m
Zone de turbidité sans écho de fond
Les échos ne sont bien formés qu’à la surface en
eau modérément turbide ou avec un clapot très
dense en surface
Résultat obtenu par recherche d’échos faibles avec la suite de 12
traitement LMS deLiDAR bathy et turbidités de plages sableuses
Amortissement des retours d’ondes complets
06-07/10/2017 Mode bathymétrique 532 nm à 400 m
Résultats bathymétriques
pt77 préliminaires à La Baule
NGF
- +10
- +5
-0
- -5
- -10 m
Recherche des échos faibles
sur le retour d’onde complet.
Les échos ne sont pas bien
0m
séparés à faible profondeur,
le calage au sol par GPS ne -5
max
peut donc pas être utilisé moy
min -10
dans ce cas. Bathymétrie corrigée avec un indice d’eau de mer de 1.34 13
1000 100 10 1LiDAR bathy et turbidités de plages sableuses
Amortissement des retours d’ondes complets
06-07/10/2017 Mode bathymétrique 532 nm à 400 m
Résultats bathymétriques
pt77 préliminaires à La Baule
NGF
- +10
- +5
-0
- -5
Les échos - -10 m
FWF Médiane 5x5 de surface
masquent
Analyse de la forme des le fond
retours d’ondes avec
atténuation progressive en
eau modérément turbide 0m
(par remobilisation du -5
max
sable). moy
min -10
log Bathymétrie corrigée avec un indice d’eau de mer de 1.34 14
1000 100 10 1LiDAR bathy et turbidités de plages sableuses
Amortissement des retours d’ondes complets
36
GPS
Modèle 34 Contrôle GPS au sol
échos eau 32 2 2
Modèle
claire retours
30 0 m NGF 0 m NGF d’ondes
y = 0.9522x + 1.5899
R² = 0.9809 complets eau
28 -2 -2
Houle de surface modérément
PT_77 turbide
s(mesure-gps)= 0.06 m
26 -4 -4
24 -6 -6 Avec hypothèse d’une base de retour
bathy C3 d’onde à -1,6 m du dernier écho
-6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 m NGF -6 -4 -2 0 2 4 6 m NGF
22
22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
06-07/10/2017
pt77
Eau claire
Martin
Juigner,
Marc
Robin NGF
et
Morgane
Audère
Ajustement du haut des retours d’ondes complets du Vert 15
n° point sur les échos des réflexions spéculaires de l’IR marquant bien l’interface air eauLiDAR bathy et turbidités de plages sableuses
Amortissement des retours d’ondes complets
Mode bathymétrique 532 nm à 400 m
200 jours plus tard
06/10/2017 24/04/2018
Bathymétrie
Agnès Baltzer
NGF ajusté sur GPS de terrain
- +10
Avec hypothèse d’une base de retour d’onde à
- +5
-1,6 m du dernier écho
-0 07/10/2017
- -5 NGF
- -10 m
Eau turbide avec
Eau turbide
clapot sous rafales
de vent
n° pixel
16LiDAR bathy et turbidités de plages sableuses
Amortissement des retours d’ondes complets
Mode bathymétrique 532 nm à 400 m
Merci pour
votre
attention 13/04/2017
14/04/2017
Résultats bathymétriques
préliminaires à Noirmoutier
NGF
- +10
- +5
-0
- -5
Retours d’ondes complets - -10 m 17Vous pouvez aussi lire
