évaluation des modèles numériques de terrain obtenus par l~interférométrie radar PDF
Preview évaluation des modèles numériques de terrain obtenus par l~interférométrie radar
ÉVALUATION DES MODÈLESN UMÉRIQUES DE TERRAIN OBTENUS PAR L~INTERFÉROMÉTRIREA DAR Mémoire présenté à la Faculté des études supérieures de l'université Laval pour l'obtention du grade de Maître ès Sciences (MeSc.) Département d' Informatique FACULTÉ DES SCIENCES ET DE GÉNIE UNIVERSITÉL AVAL I*I National Library Bibliothèque nationale of Canada du Canada Acquisitions and Acquisitions et Bibliographie Services services bibliographiques 395 Wellington Street 395, rue Wellington Ottawa ON KlA ON4 Ottawa ON KIA ON4 Canada Canada Your fiIo Vave r6Irlmce Our ü& htum nifdronce The author has granted a non- L'auteur a accordé une licence non exclusive licence allowing the exclusive permettant a la National Lhrary of Canada to Bibliothèque nationale du Canada de reproduce, loan, distribute or sell reproduire, prêter, distribuer ou copies of ths thesis in microform, vendre des copies de cette thèse sous paper or electronic formats. la forme de microfichelnlm, de reproduction sur papier ou sur foxmat électronique. The author retains ownership of the L'auteur conserve la propriété du copyright in this thesis. Neither the droit d'auteur qui protège cette thèse. thesis nor substantial extracts fiom it Ni la thèse ni des extraits substantiels may be printed or otherwise de celle-ci ne doivent être imprimés reproduced without the aüthor's ou autrement reproduits sans son permission. autorisation. Résumé Le besoin d'étudier la terre, de comprendre son environnement et de surveiller ses régions existe depuis toujours. Une connaissance de la topographie des sols basée sur des données d'altihde est requise pour la cartographie et la surveillance des changements au niveau du globe. Ces données d'altitude constituent des éléments indispensables pour réaliser l'analyse des caractères structurels du t e k , Les modèles numériques du terrain ou "MNT" sont utilisés pour effectuer une représentation informatique du relief. Cette représentation constitue un élément indispensable dans plusieurs domaines d'application, tels que la construction de voies de communication, la visualisation tridimensionnel~ed e sites, la simulation de vols, l'analyse et l'interprétation de la morphoIogïe de terrain, etc. Dans ce mémoire, nous générons des modèles numériques de terrain de la ville de Québec et de sa région selon deux approches, soit la technique classique et la technique intdérométrique. La technique classique se base sur la numérisation et l'interpolation des courbes de niveaux, tandis que la technique interférométrique se base sur l'analyse de la différence de phase de deux images radar, acquises par un même senseur depuis deux trajectoires voisines lors du passage du satellite au-dessus de la même scène. Cette différence de phase permet de calculer l'altitude des points de l'image. Les courbes de niveaux et les images radar proviennent respectivement de la Base Nationale de Données Topographiques et du satellite Radarsat. Nous analysons la précision des MNT interférométriques en les comparant avec le MNT classique utilisé comme référence. Par la suite, nous effectuons des traitements complémentaires pour améliorer la qualité des MNT interférométriques. Suite aux résultats obtenus, nous proposons deux méthodes de fusions de données des MNT interférométriques pour améliorer leur précision. Enfq nous formulons certaines hypothèses permettant d'améliorer l'une des méthodes de fusion. Québec, Janvier 200 1 Avant-Propos Louange à notre Seigneur "ALLAH"q ui nous a doté de la merveilleuse faculté de raisonnement. Louange à notre Créateur qui nous a incité à acquéru le savoir. C'est à lui que j'adresse toute ma gratitude en premier lieu. En second iieu, je tiens particulièrement à remercier mon directeur de recherche Mr. Jean-Marie Beaulieu pour sa disponibilité, ses encouragements et ses conseils judicieux tout au long de la préparation de ce mémoire. Je remercie également mon CO-directeurM r. Geoffiey Edwards pour son esprit critique. C'est à lui que je dois d'avoir pu travailler sur ce sujet passionnant qui est l'interférométrie SA R. Je remercie aussi tous les membres du Centre de Recherche en Géomatique de l'université Laval pour leur support. À ma mère Amina et à mon père Abderrahmane. Table des matières Résumé Avant-Propos Table des matières Liste des tableaux Liste des figures 1 Introduction Radar à synthèse d'ouverture Introduction .................................................................. Historique ..................................................................... Principe de fonctionnement ................................................ .............................................................. Présentation ................................................ Géométrie de prise de vue ............................................................... Résolution 2.3.3.1 Résolution en distance .......................................... ............................................ 2.3.3 -2 Résolution en azimut Traitement SAR ............................................................. .......................................................... 2.4.1 Forme du sipd ................................................... 2.4.2 Traitement en oblique .................................................... 2.4.3 Traitement en azimut Comparaison avec les capteurs optiques ................................. Domaines d' application. ................................................... Exemple de Radarsat ....................................................... 5 Modèles numériques du tenain Introduction ..................................................................... . . Défmtion ....................................................................... Importance et domaines d'application ...................................... Méthodes d'élaboration des MNT ........................................... Modèle numérique du terrain classique ..................................... 5 .5 .1 Processus de génération ..................................................... . . ....................................................... 5.5.1.1 Numénsatron ........................................................ 5.5.1.2 Interpolation ..................................................................... 5.5.2 Site test Modèle numérique du terrain interférométrique. .......................... ................................................................ 5.6.1 Introduction. 5.6.2 Images utilisées ............................................................. ....................................... 5 -6.3 Choix des couples interférornétriques .......................................................... 5.6.3.1 Cohérence ................................................ 5.6.3- 2 Altitude d' ambiguïté ................................................. 5.6.4 Produits interférométriques ................................................... 5.6.4.1 Interférogramme 5.6.4.2 MNT ............................................................... ...................................................................... 5- 7 Conclusion 6 Analyse des modèles numériques du terrain 6.1 Introduction. .................................................................... 6.2 Comparaison entre le MNT classique et le MNT interférométnque. ... 6.3 Influence de l'emplacement des points du recalage sur la précision des MNT interférométriques. ................................................ 6.4 Influence de l'image masque sur la précision des MNT interférométriques. ............................................................ 6.5 Innuence de la distance euclidienne par rapport au point de recalage sur la précision des MNT interférométriques. ............................. 6.6 Comparaison entre les données du MNT classique, des MNT interférométriques et du GPS ................................................ 6.7 Fusion des MNT ............................................................... 6.7.1 Analyse du MNT interférométrique fusion du 30octobre-23novembre ..... ............... 6.7.2 Analyse du MNT interferornétrique fusion du 15m&08juin 6.8 Conclusion ...................................................................... vii 7 Conclusion Bibliographie Annexe viii Liste des tableaux Description des images Radarsat utilisées.. .. . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Données statistiques sur toutes les images de cohérence.. .. . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Les couples interférométriques ayant une cohérence jugée acceptable.. .. . . . . . . . . . . . . . L'altitude d'ambiguïté et la ligne de base de tous les couples interférométriques.. - .. . Statistiques sur les écarts altimétriques entre le MNT classique et les MNT interférométriques recalés par le point pt-cal (en mètres). .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Statistiques additio~ellessu r les écarts dtimétriques entre le classique et les MNT interférométriques recalés par le point pt-cal (en mètres). .. . . . . . . . . . . . . . .. . Nombre de points des Lignes de coupe.. .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .. . . Statistiques sur les écarts altirnétriques entre le MNT classique et les MNT interférométriques recalés par le point de recalage pt-ca.2 (en mètres). .. . . . . . . . . . . . . . . Statistiques additionnelles sur les écarts altimétriques entre le MNT classique et les MNT interférométriques recalés par le point pt-ca2 (en mètres). .. . . . . . . . .. . . . . . . . Statistiques sur les écarts altimétriques entre le MNT classique et les MN?' iaterfi5rométriques recalés par le point de recalage pt-cd (en mètres). .. . .. . .. .. . .. . . . Statistiques additio~ellessu r les écarts altimétriques entre le MNT classique et les MNT interférométriques recalés par le point pt_ca3 (en mètres). .. . . . . . . . . . . . . . . .. Statistiques pour les lignes de coupe (LI,L 2, L3, L4, LS et L6) sur les écarts altimétriques entre le MNT classique et les MNT interférornétriques issus du couple interférométrïque lSmai-08jWn (en mètres). .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .. Statistiques additionnelles pour les lignes de coupe (Ll, L2, L3, L4, L5 et L6) sur les écarts altimétriques entre le MNT classique et les MNT interférométriques issus du couple interférornétrique 15mai_08juin (en mètres). .. .. . . . . . . . . . . . . . . .. .. . . .
Description:The list of books you might like
