14 Avril 2020

VENUS esquisse le relief de la Terre

Contrairement aux systèmes d'observation de la Terre agiles comme Pleiades, une seule acquisition VENµS est nécessaire pour estimer le relief de la scène grâce à la technique dite de "stéréo native".

Une des missions principales de VENµS, le satellite franco-israélien lancé en août 2017, est de réaliser des acquisitions sur plus d'une centaine de sites scientifiques répartis dans le monde. La résolution des images à 5m et la répétitivité de 2 jours permettent d'améliorer la modélisation des phénomènes agissant sur la végétation et les surfaces continentales. Dans ce cadre, la génération de MNT (Modèle Numérique de Terrain) permettrait de suivre l'évolution de l'élévation des sols (altitude des sites montagneux, glissements de terrain, …)

La caméra de VENµS acquiert 12 bandes spectralement différentes à l'exception du couple (B05/B06) qui dispose d'une réponse spectrale quasi-identique (voir figure 1). Ces deux bandes étant placées aux extrémités du plan focal, un même détail au sol est donc vu sous deux angles différents (voir figure 2). VENµS dispose donc d'une capacité stéréoscopique native caractérisée par un rapport B/H (base sur hauteur) de 0,025.

Figure 1 : Réponses spectrales des bandes acquises par Venµs

Figure 2 : Vue schématique de la capacité stéréoscopique native de VENµS

Ce rapport B/H est très faible (à comparer par exemple avec les prises de vue stéréo Pléiades qui ont un rapport B/H de l'ordre de 0,15). Cette différence d'angle d'observation est notamment utilisée pour la détection des nuages par leur altitude. L'étude menée ici a pour but d'évaluer la performance de restitution d'altitude obtenue à partir d'une seule acquisition VENµS malgré le faible B/H.

Les techniques mises en place pendant la phase d'étalonnage radiométrique et géométrique du satellite VENµS ont permis d'améliorer la géométrie absolue et la mise en correspondance des images, deux contributeurs majeurs de la performance stéréoscopique. En particulier, la nouvelle méthode CNES d'estimation d'attitude développée pour VENµS (actu correction d'attitude Venµs) a permis de corriger les erreurs de restitution d'attitude.

Par la suite, une chaîne de traitement a été développée afin de produire des MNT VENµS en se basant sur les étapes principales de mise en correspondance des images et intersection des directions de visées des pixels homologues. La qualité du MNT généré est ensuite évaluée par comparaison à un MNT de référence.

Figure 3 : Chaine de traitement mise en place pour la génération de MNT VENµS

Cette étude a montré que la précision de restitution d'altitude obtenue est de l'ordre de 8m. Ces résultats prometteurs ouvrent non seulement des perspectives dans le cadre d'études scientifiques (ex : analyse conjointe avec la bathymétrie, glissement de terrain), mais peuvent également participer à la définition de futures missions.

Article rédigé par Amandine Rolland dans le cadre d'un contrat d'étude avec Thales Services.

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