télédétection de la surface terrestre par un radiomètre imageur à synthèse douverture :...
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Télédétection de la surface terrestre par Télédétection de la surface terrestre par un radiomètre imageur à synthèse d’ouverture :un radiomètre imageur à synthèse d’ouverture :
principes de mesure, principes de mesure, traitements des données interférométriques traitements des données interférométriques et méthode de reconstructions régulariséeset méthode de reconstructions régularisées
Bruno PICARD
Ecole doctorale des sciences de l’environnementMéthodes Physiques en TélédétectionUniversité de Versailles - St Quentin
Bruno PICARD 2 Vendredi 19 Novembre 2004
I - Principe instrumentalI - Principe instrumental
1. Enjeux1. Enjeux
2. Théorème de Van Cittert – Zernike2. Théorème de Van Cittert – Zernike
3. Configuration et maillage3. Configuration et maillage
II - FenêtrageII - Fenêtrage
1. Apodisation1. Apodisation
2. Multi-fenêtrage – Rééchantillonnage2. Multi-fenêtrage – Rééchantillonnage
III - Méthodes de ReconstructionIII - Méthodes de Reconstruction
1. Problème direct – Problème 1. Problème direct – Problème inverseinverse
2. G n’est pas un opérateur de TF2. G n’est pas un opérateur de TF
3. Méthodes Régularisées3. Méthodes Régularisées
IV - Auto-caractérisation des paramètres instrumentauxIV - Auto-caractérisation des paramètres instrumentaux
V - Erreur systématiqueV - Erreur systématique
1. Qualité de l’instrument1. Qualité de l’instrument
2. Caractéristique de la scène2. Caractéristique de la scène
3. Repliement3. Repliement
VI - ApplicationsVI - Applications
1. Le rayonnement solaire1. Le rayonnement solaire
2. Le mode de polarisation totale2. Le mode de polarisation totale
PLANPLAN
Salinité des océans
Enjeux
• détermine la densité (+SST)
• circulation générale
Humidité des sols
Enjeux
• échange d’énergie sol/atm
• développement des végétaux
• ressources en eau douce
Salinité des océans
Difficultés
• mesure de surface 20 psu SSS 40 psu précision 0.1 psu
• problème direct
Humidité des sols
Difficultés
• mesure de surface 0 m3/m3 ws 0.5 m3/m3 précision 0.04 m3/m3
• couverture végétale
Humidité des sols [m3/m3]
Salinité des océans[psu = g (de sel) / kg]
Température de brillance [K]
Salinité des océans
Contraintes instrumentales
• sensibilité
• stabilité
• étalonnage
Humidité des sols
Contraintes instrumentales
• mesure multi-angulaire
• sensibilité 1 K
• résolution 50 km
Vkl
TF
vout
Bruno PICARD 4 Vendredi 19 Novembre 2004
Théorème de Van Cittert - ZernikeThéorème de Van Cittert - Zernike
antennes k & l
filtres des récepteurs
scène observéecosinus directeurs
ligne de base
fonction de décorrélation
visibilités
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
1.1. EnjeuxEnjeux
2. Théorème de2. Théorème deVan Cittert ZernikeVan Cittert Zernike
3. Configuration et3. Configuration etMaillageMaillage
Bruno PICARD 5 Vendredi 19 Novembre 2004
Domaine de FourierDomaine de Fourier Domaine spatialDomaine spatial
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
1.1. EnjeuxEnjeux
2. Théorème de2. Théorème deVan Cittert ZernikeVan Cittert Zernike
3. Configuration et3. Configuration etMaillageMaillage
Bruno PICARD 6 Vendredi 19 Novembre 2004
Domaine de FourierDomaine de Fourier Domaine spatialDomaine spatial
Instrument à bande passante limitéeInstrument à bande passante limitée
apodisationapodisation
sensibilité radiométrique dégradée
sensibilité radiométrique améliorée
résolution spatiale dégradée
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
1.1. ApodisationApodisation
2. Multi-fenêtrage2. Multi-fenêtrageRééchantillonnageRééchantillonnage
Bruno PICARD 7 Vendredi 19 Novembre 2004
CAUCHY
BARTLETT
WELCH
CONNES
1 / (1 + () 2)
1 -
1 - 2
(1 - 2 ) 2
Généralisation à 2 dimensionsGénéralisation à 2 dimensions
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
1.1. ApodisationApodisation
2. Multi-fenêtrage2. Multi-fenêtrageRééchantillonnageRééchantillonnage
Bruno PICARD 8 Vendredi 19 Novembre 2004
largeur à mi-hauteur
hauteur des lobessecondaires
Distance de plus courte approche
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
1.1. ApodisationApodisation
2. Multi-fenêtrage2. Multi-fenêtrageRééchantillonnageRééchantillonnage
Facteur de mérites
Bruno PICARD 9 Vendredi 19 Novembre 2004
valeurs non nulles
• avec , il subsiste des valeurs non nullesau bord de la bande passante
• avec , les valeurs sont nulles au bord de la bande passante
I
II
adaptation progressive paramétrée par
I :
II :
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
1.1. ApodisationApodisation
2. Multi-fenêtrage2. Multi-fenêtrageRééchantillonnageRééchantillonnage
Adaptation à la forme de la bande passante
valeurs nulles
Bruno PICARD 10 Vendredi 19 Novembre 2004
Lar
geur
à m
i-ha
uteu
r
Hau
teur
des
lobe
s
• dégradation de la dégradation de la résolution spatialerésolution spatiale
• amélioration de laamélioration de lasensibilité radiométriquesensibilité radiométrique
Dis
t. +
cou
rte
appr
oche
Fenêtre de BLACKMAN
l’amélioration ne compense
pas la dégradation
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
1.1. ApodisationApodisation
2. Multi-fenêtrage2. Multi-fenêtrageRééchantillonnageRééchantillonnage
Bruno PICARD 11 Vendredi 19 Novembre 2004
III
• avec , il subsiste des valeurs non nullesau bord de la bande passante
• avec , les valeurs sont nulles au bord de la bande passante
• avec , on souhaite limiter la dégradation de la résolution spatiale
I :
II :
III
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
1.1. ApodisationApodisation
2. Multi-fenêtrage2. Multi-fenêtrageRééchantillonnageRééchantillonnage
Adaptation à la forme de la bande passante
Bruno PICARD 12 Vendredi 19 Novembre 2004
Dis
t. +
cou
rte
appr
oche
Hau
teur
des
lobe
s= 0
= 5
Fenêtre de BLACKMAN
• nouvelle amélioration de lanouvelle amélioration de lasennsibilité radiométriquesennsibilité radiométrique
• fenêtres « simples » : l’amélioration ne compense pas la dégradation
• familles de fenêtres :compensation possible
Fenêtre de KAISER
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
1.1. ApodisationApodisation
2. Multi-fenêtrage2. Multi-fenêtrageRééchantillonnageRééchantillonnage
Bruno PICARD 13 Vendredi 19 Novembre 2004
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
1.1. ApodisationApodisation
2. Multi-fenêtrage2. Multi-fenêtrageRééchantillonnageRééchantillonnage
Adaptation à la forme de la bande passante :
CONCLUSIONbilan partagé :
- dépendance angulaire de
- amélioration de la sensibilité radiométrique - amélioration de la sensibilité radiométrique
- dégradation de la résolution spatiale- dégradation de la résolution spatiale
- dépendance angulaire ET radiale de
- nouvelle amélioration de la sensibilité - nouvelle amélioration de la sensibilité radiométrique radiométrique
- compensation possible- compensation possible
perspectives :
- en jouant sur le paramétrage de , on joue finement sur les caractéristiques de la fenêtre
Bruno PICARD 14 Vendredi 19 Novembre 2004
• composition du champ de vue
• repliement : compromis entre résolution spatiale
et étendue du champ de vue exploitableI-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
1.1. ApodisationApodisation
2. Multi-fenêtrage2. Multi-fenêtrageRééchantillonnageRééchantillonnage
=1/3
Bruno PICARD 15 Vendredi 19 Novembre 2004
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
1.1. ApodisationApodisation
2. Multi-fenêtrage2. Multi-fenêtrageRééchantillonnageRééchantillonnage
Cellule de reconstruction
Cercle unité
Horizon terrestre
Ciel
Repliements
Zone non aliaséeZone non aliasée « étendue »
• composition du champ de vue
• passage au repère terrestre :
grille irrégulière
résolution anisotrope
Repère des antennesRepère terrestre
rééchantillonnagerééchantillonnage
rmulti-fenêtragermulti-fenêtrage
Bruno PICARD 16 Vendredi 19 Novembre 2004
Rééchantillonnage hexagonal cartésien
• interpolation « classique »
• interpolation de Fourier :FFT
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
1.1. ApodisationApodisation
2. Multi-fenêtrage2. Multi-fenêtrageRééchantillonnageRééchantillonnage
Bruno PICARD 17 Vendredi 19 Novembre 2004
• Apodisation : une fenêtre d’apodisation pour l’ensemblede la scène reconstruite
• Multi-fenêtrage : une fenêtre d’apodisation appliquée séparément à chacun pixel
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
1.1. ApodisationApodisation
2. Multi-fenêtrage2. Multi-fenêtrageRééchantillonnageRééchantillonnage
Bruno PICARD 18 Vendredi 19 Novembre 2004
Pour une résolution D donnée, on minimise :
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
1.1. ApodisationApodisation
2. Multi-fenêtrage2. Multi-fenêtrageRééchantillonnageRééchantillonnage
0°3
10 30°3
10
Bruno PICARD 19 Vendredi 19 Novembre 2004
Résolution isotrope 55 kmHauteur des
lobes secondaires
(Blackman = -13 dB)
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
1.1. ApodisationApodisation
2. Multi-fenêtrage2. Multi-fenêtrageRééchantillonnageRééchantillonnage
Bruno PICARD 20 Vendredi 19 Novembre 2004
Rééchantillonnage / Multi-fenêtrage :
CONCLUSIONbilan :
- la propriété « à bande passante limitée » permet d’utiliser l’interpolation de Fourier : rapidité / efficacitérapidité / efficacité
- il est possible d’obtenir une résolution uniformeune résolution uniforme dans le repère terrestre grâce au multi-fenêtrage
- calcul chronophage- calcul chronophage
- dégradation de la sensibilité radiométrique- dégradation de la sensibilité radiométrique
perspectives :
- utilisation d’une autre famille de fenêtre?
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
1.1. ApodisationApodisation
2. Multi-fenêtrage2. Multi-fenêtrageRééchantillonnageRééchantillonnage
Bruno PICARD 21 Vendredi 19 Novembre 2004
Problème direct – Problème inverse
Domaine de FourierDomaine de Fourier Domaine spatialDomaine spatial
n’est pas un opérateur de transformée de Fourier
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III - ReconstructionIII - Reconstruction
1. Problème direct1. Problème directProblème inverseProblème inverse
2. G = TF ?2. G = TF ?
3. Méthodes 3. Méthodes RégulariséesRégularisées
Bruno PICARD 22 Vendredi 19 Novembre 2004
scène haute résolution
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III - ReconstructionIII - Reconstruction
1. Problème direct1. Problème directProblème inverseProblème inverse
2. G = TF ?2. G = TF ?
3. Méthodes 3. Méthodes RégulariséesRégularisées
Bruno PICARD 23 Vendredi 19 Novembre 2004
scène « basse fréquence »
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III - ReconstructionIII - Reconstruction
1. Problème direct1. Problème directProblème inverseProblème inverse
2. G = TF ?2. G = TF ?
3. Méthodes 3. Méthodes RégulariséesRégularisées
Bruno PICARD 24 Vendredi 19 Novembre 2004
scène « haute fréquence »
n’est pas un opérateurde transformée de Fourier
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III - ReconstructionIII - Reconstruction
1. Problème direct1. Problème directProblème inverseProblème inverse
2. G = TF ?2. G = TF ?
3. Méthodes 3. Méthodes RégulariséesRégularisées
Bruno PICARD 25 Vendredi 19 Novembre 2004
Problème direct – Problème inverse
critères de HADAMARD :• existenceexistence
• unicitéunicité
• continuitécontinuité
singulière
infinité de solutions / Problème inverse mal poséinfinité de solutions / Problème inverse mal posé
Ici, problème sous-contraint :
4693 données 128x128 inconnues
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III - ReconstructionIII - Reconstruction
1. Problème direct1. Problème directProblème inverseProblème inverse
2. G = TF ?2. G = TF ?
3. Méthodes 3. Méthodes RégulariséesRégularisées
Bruno PICARD 26 Vendredi 19 Novembre 2004
Solution de moindre norme
où
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III - ReconstructionIII - Reconstruction
1. Problème direct1. Problème directProblème inverseProblème inverse
2. G = TF ?2. G = TF ?
3. Méthodes 3. Méthodes RégulariséesRégularisées
Or l’opérateur est mal conditionné :
idéal : rang =
réaliste : mal conditionnée
Bruno PICARD 27 Vendredi 19 Novembre 2004
Or l’opérateur est mal conditionné :
idéal : rang =
réaliste : mal conditionnée
• existenceexistence
• unicitéunicité
• continuitécontinuité
régularisation : SVD tronquée
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III - ReconstructionIII - Reconstruction
1. Problème direct1. Problème directProblème inverseProblème inverse
2. G = TF ?2. G = TF ?
3. Méthodes 3. Méthodes RégulariséesRégularisées
Solution de moindre norme
où
Bruno PICARD 28 Vendredi 19 Novembre 2004
Régularisation « SVD tronquée »
où
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III - ReconstructionIII - Reconstruction
1. Problème direct1. Problème directProblème inverseProblème inverse
2. G = TF ?2. G = TF ?
3. Méthodes 3. Méthodes RégulariséesRégularisées
Bruno PICARD 29 Vendredi 19 Novembre 2004
Régularisation au sens de Tikhonov
or singulière
où
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III - ReconstructionIII - Reconstruction
1. Problème direct1. Problème directProblème inverseProblème inverse
2. G = TF ?2. G = TF ?
3. Méthodes 3. Méthodes RégulariséesRégularisées
Bruno PICARD 30 Vendredi 19 Novembre 2004
problème inverse mal posésous la contrainte
Domaine de FourierDomaine de Fourier
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III - ReconstructionIII - Reconstruction
1. Problème direct1. Problème directProblème inverseProblème inverse
2. G = TF ?2. G = TF ?
3. Méthodes 3. Méthodes RégulariséesRégularisées
Régularisation physique
Domaine de FourierDomaine de Fourier Domaine spatialDomaine spatial
perte d’information au-delà de la bande passante
<< régularisation : apport d’information physiquerégularisation : apport d’information physique
>>
=
Bruno PICARD 31 Vendredi 19 Novembre 2004
Régularisation physique
sous la contrainte
où
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III - ReconstructionIII - Reconstruction
1. Problème direct1. Problème directProblème inverseProblème inverse
2. G = TF ?2. G = TF ?
3. Méthodes 3. Méthodes RégulariséesRégularisées
Bruno PICARD 32 Vendredi 19 Novembre 2004
10-1
10-2
10-3
10-4
3.7 10-7
10-7 10-8
solution idéaleobservation
TikhonovSVD tronquée
47004400
2900
1908 1700
reconstruction
PhysiqueI-I- Principe Principe
instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III - ReconstructionIII - Reconstruction
1. Problème direct1. Problème directProblème inverseProblème inverse
2. G = TF ?2. G = TF ?
3. Méthodes 3. Méthodes RégulariséesRégularisées
Bruno PICARD 33 Vendredi 19 Novembre 2004
Tikhonov
• lien entre les méthodes de régularisationlien entre les méthodes de régularisation
• variation continue du paramètre de régularisationvariation continue du paramètre de régularisation
• opt opt (scène) et difficile à fixer(scène) et difficile à fixer
SVD tronquée
• valeur optimale fixée par les redondances valeur optimale fixée par les redondances
• variation discrète du paramètre de régularisationvariation discrète du paramètre de régularisation
• dimensions de l’opérateur / apodisation ?dimensions de l’opérateur / apodisation ?
Physique
• dimension de l’opérateur / résolution dans Fourierdimension de l’opérateur / résolution dans Fourier
• pas de paramètre de régularisation pas de paramètre de régularisation
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III - ReconstructionIII - Reconstruction
1. Problème direct1. Problème directProblème inverseProblème inverse
2. G = TF ?2. G = TF ?
3. Méthodes 3. Méthodes RégulariséesRégularisées
Bruno PICARD 34 Vendredi 19 Novembre 2004
Dimensions Taille Matrice Opérateurs 100 reconstruction
s
590 Mo
100 Mo
15 s
10 min
90 + 3 min
30 + 0.5 min
3 min
< 5 s
reconstruction dans le domaine de Fourier : reconstruction dans le domaine de Fourier :
apodisation + rééchantillonnageapodisation + rééchantillonnage
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III - ReconstructionIII - Reconstruction
1. Problème direct1. Problème directProblème inverseProblème inverse
2. G = TF ?2. G = TF ?
3. Méthodes 3. Méthodes RégulariséesRégularisées
Mathématique VS Physique
4693x16384
4693x2785
Bruno PICARD 35 Vendredi 19 Novembre 2004
Mission SMOS / Instrument MIRAS :
• 21 +2 antennes par bras = 69 antennes
Modélisation de l’instrument :
• 6 paramètres d’antennes
• 4 paramètres pour les filtres
2 largeurs à mi hauteur + 4 erreurs d’orientation
fréquence centrale + largeur de bande + phase (retard et origine)
690 paramètres 4693 mesures instrumentales
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III - ReconstructionIII - Reconstruction
IV – Auto-IV – Auto-caractérisationcaractérisation
Bruno PICARD 36 Vendredi 19 Novembre 2004
Etude de faisabilité pour un instrument réaliste :
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III - ReconstructionIII - Reconstruction
IV – Auto-IV – Auto-caractérisationcaractérisation
Bruno PICARD 37 Vendredi 19 Novembre 2004
Amplitude Phase
Erreur biais RMS
largeur -3dB 1.16/0.80 ° +0.175 K 1.134 K
orient. trans 1.0/1.1 mm +0.226 K 0.735 K
orient. long. 4.9/5.0 mm +0.278 K 0.613 K
Amplitude 2% +0.342 K 1.246 K
Phase 1.5° +0.171 K 1.087 K
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III - ReconstructionIII - Reconstruction
IV – Auto-IV – Auto-caractérisationcaractérisation
Bruno PICARD 38 Vendredi 19 Novembre 2004
Auto-caractérisation
CONCLUSION
• application à un instrument réalisteapplication à un instrument réaliste
• chronophagechronophage
perspectives :
• amélioration des algorithmes
• pas de connaissance a priori de la scène
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III - ReconstructionIII - Reconstruction
IV – Auto-IV – Auto-caractérisationcaractérisation
Bruno PICARD 39 Vendredi 19 Novembre 2004
Biais : 0.009 K
Erreur RMS : 0.11 K
Biais : 0.002 K
Erreur RMS : 0.07 K
Dépendance en :
• l’instrument
• la méthode de reconstruction
• la scène
• la fenêtre
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III- ReconstructionIII- Reconstruction
IV - Auto-IV - Auto-caractérisationcaractérisation
V- ErreurV- Erreur Systématique Systématique
1. Qualité1. Qualitéinstrumentaleinstrumentale
2. Caractéristique2. Caractéristiquede la scènede la scène
3. Repliement3. Repliement
Erreur systématique
-
Bruno PICARD 40 Vendredi 19 Novembre 2004
perturbée 56°-76°
nominale 66°
perturbée 76°
Biais VS position Erreur RMS VS positionBiais VS gain Erreur RMS VS gain
Interféromètre imageur = 2 instruments :
Hub, basse résolutionHub, basse résolutionproche des caractéristiques nominalesproche des caractéristiques nominales
++ Bras, haute résolutionBras, haute résolution
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III- ReconstructionIII- Reconstruction
IV - Auto-IV - Auto-caractérisationcaractérisation
V- ErreurV- Erreur Systématique Systématique
1. Qualité1. Qualitéinstrumentaleinstrumentale
2. Caractéristique2. Caractéristiquede la scènede la scène
3. Repliement3. Repliement
Bruno PICARD 41 Vendredi 19 Novembre 2004
1 2
3Erreur RMS
1 2 30.322 0.116 0.118
0.383 0.101 0.108
Moy 98% 88% 94%
BF 1.33% 8.60% 6.29%
HF 2 10-3% 4 10-4% 6 10-5%
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III- ReconstructionIII- Reconstruction
IV - Auto-IV - Auto-caractérisationcaractérisation
V- ErreurV- Erreur Systématique Systématique
1. Qualité1. Qualitéinstrumentaleinstrumentale
2. Caractéristique2. Caractéristiquede la scènede la scène
3. Repliement3. Repliement
Bruno PICARD 42 Vendredi 19 Novembre 2004
4x10-5 K / 0.007 K 0.895 K / 0.790 K 0.448 K / 0.379 K
0.499 K / 0.694 K
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III- ReconstructionIII- Reconstruction
IV - Auto-IV - Auto-caractérisationcaractérisation
V- ErreurV- Erreur Systématique Systématique
1. Qualité1. Qualitéinstrumentaleinstrumentale
2. Caractéristique2. Caractéristiquede la scènede la scène
3. Repliement3. Repliement
Bruno PICARD 43 Vendredi 19 Novembre 2004
To Vobs
moy(To) = Tunif Vunif
Tro- + Tunif Tr
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III- ReconstructionIII- Reconstruction
IV - Auto-IV - Auto-caractérisationcaractérisation
V- ErreurV- Erreur Systématique Systématique
1. Qualité1. Qualitéinstrumentaleinstrumentale
2. Caractéristique2. Caractéristiquede la scènede la scène
3. Repliement3. Repliement
Bruno PICARD 44 Vendredi 19 Novembre 2004
0.195 K / 0.305 K 0.895 K / 0.790 K
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III- ReconstructionIII- Reconstruction
IV - Auto-IV - Auto-caractérisationcaractérisation
V- ErreurV- Erreur Systématique Systématique
1. Qualité1. Qualitéinstrumentaleinstrumentale
2. Caractéristique2. Caractéristiquede la scènede la scène
3. Repliement3. Repliement
Bruno PICARD 45 Vendredi 19 Novembre 2004
0.448 K / 0.379 K
0.499 K / 0.694 K
0.094 K / 0.084 K
0.106 K / 0.122 K
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III- ReconstructionIII- Reconstruction
IV - Auto-IV - Auto-caractérisationcaractérisation
V- ErreurV- Erreur Systématique Systématique
1. Qualité1. Qualitéinstrumentaleinstrumentale
2. Caractéristique2. Caractéristiquede la scènede la scène
3. Repliement3. Repliement
Bruno PICARD 46 Vendredi 19 Novembre 2004
Erreur systématique
CONCLUSION
• importance de la bonne connaissancede l’instrument basse résolution
• dépendance en la nature de la scène
• amélioration de la qualité de la reconstructionen travaillant sur des visibilités modifiées
• autres sources d’erreurs :
• modélisation
• propagation du bruit radiométriqueperspectives
• simulations 1D
• Tunif ?
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III- ReconstructionIII- Reconstruction
IV - Auto-IV - Auto-caractérisationcaractérisation
V- ErreurV- Erreur Systématique Systématique
1. Qualité1. Qualitéinstrumentaleinstrumentale
2. Caractéristique2. Caractéristiquede la scènede la scène
3. Repliement3. Repliement
Bruno PICARD 47 Vendredi 19 Novembre 2004
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III- ReconstructionIII- Reconstruction
IV - Auto-IV - Auto-caractérisationcaractérisation
V- ErreurV- Erreur Systématique Systématique
VI - ApplicationsVI - Applications
1. Le rayonnement1. Le rayonnement solaire solaire
2. Polarisation2. Polarisationtotaletotale
Bruno PICARD 48 Vendredi 19 Novembre 2004
Tobs = Tgéo + Tsoleil + Tdif
1x105 K < Tsoleil < 7x105 K
Tgéo : distribution en l’absence de pollution
Tdif : diffusion par la surface
Vobs
Tr - Ti
+ T
-Vsoleil
-Vdif
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III- ReconstructionIII- Reconstruction
IV - Auto-IV - Auto-caractérisationcaractérisation
V- ErreurV- Erreur Systématique Systématique
VI - ApplicationsVI - Applications
1. Le rayonnement1. Le rayonnement solaire solaire
2. Polarisation2. Polarisationtotaletotale
fréquence d’occurrencede pollution par les alias
Bruno PICARD 49 Vendredi 19 Novembre 2004
Tobs = Tgéo + Tsoleil + Tdif
Vobs
+ T
-Vsoleil
-Vdif
cas de référence :1 2
0.210 K / 0.081 K0.190 K / 0.331 K
Erreur sur Tdif :erreur sur le vent (1.5 m/s,±20°)
0.210 K / 0.105 K0.190 K / 0.333 K
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III- ReconstructionIII- Reconstruction
IV - Auto-IV - Auto-caractérisationcaractérisation
V- ErreurV- Erreur Systématique Systématique
VI - ApplicationsVI - Applications
1. Le rayonnement1. Le rayonnement solaire solaire
2. Polarisation2. Polarisationtotaletotale
Bruno PICARD 50 Vendredi 19 Novembre 2004
Tobs = Tgéo + Tsoleil + Tdif
Vobs
+ T
-Vsoleil
-Vdif
cas de référence :1 2
0.210 K / 0.081 K0.190 K / 0.331 K
Erreur sur Tsoleil :Tsoleil + 10000 K (10%)
0.605 K / 0.880 K0.814 K / 0.421 K
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III- ReconstructionIII- Reconstruction
IV - Auto-IV - Auto-caractérisationcaractérisation
V- ErreurV- Erreur Systématique Systématique
VI - ApplicationsVI - Applications
1. Le rayonnement1. Le rayonnement solaire solaire
2. Polarisation2. Polarisationtotaletotale
Bruno PICARD 51 Vendredi 19 Novembre 2004
4 composantes de Stokes de la scène observée
4 jeux de mesures instrumentales
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III- ReconstructionIII- Reconstruction
IV - Auto-IV - Auto-caractérisationcaractérisation
V- ErreurV- Erreur Systématique Systématique
VI - ApplicationsVI - Applications
1. Le rayonnement1. Le rayonnement solaire solaire
2. Polarisation2. Polarisationtotaletotale
Bruno PICARD 52 Vendredi 19 Novembre 2004
Rx Ry Cx Cy
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III- ReconstructionIII- Reconstruction
IV - Auto-IV - Auto-caractérisationcaractérisation
V- ErreurV- Erreur Systématique Systématique
VI - ApplicationsVI - Applications
1. Le rayonnement1. Le rayonnement solaire solaire
2. Polarisation2. Polarisationtotaletotale
Bruno PICARD 53 Vendredi 19 Novembre 2004
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III- ReconstructionIII- Reconstruction
IV - Auto-IV - Auto-caractérisationcaractérisation
V- ErreurV- Erreur Systématique Systématique
VI - ApplicationsVI - Applications
1. Le rayonnement1. Le rayonnement solaire solaire
2. Polarisation2. Polarisationtotaletotale
Bruno PICARD 54 Vendredi 19 Novembre 2004
1.255 K
0.859 K
0.992 K
2.918 K
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III- ReconstructionIII- Reconstruction
IV - Auto-IV - Auto-caractérisationcaractérisation
V- ErreurV- Erreur Systématique Systématique
VI - ApplicationsVI - Applications
1. Le rayonnement1. Le rayonnement solaire solaire
2. Polarisation2. Polarisationtotaletotale
0.496 K
0.043 K
0.546 K
0.301 K
Bruno PICARD 55 Vendredi 19 Novembre 2004
Rx Ry Cx Cy
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III- ReconstructionIII- Reconstruction
IV - Auto-IV - Auto-caractérisationcaractérisation
V- ErreurV- Erreur Systématique Systématique
VI - ApplicationsVI - Applications
1. Le rayonnement1. Le rayonnement solaire solaire
2. Polarisation2. Polarisationtotaletotale
Bruno PICARD 56 Vendredi 19 Novembre 2004
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III- ReconstructionIII- Reconstruction
IV - Auto-IV - Auto-caractérisationcaractérisation
V- ErreurV- Erreur Systématique Systématique
VI - ApplicationsVI - Applications
1. Le rayonnement1. Le rayonnement solaire solaire
2. Polarisation2. Polarisationtotaletotale
0.496 K
0.043 K
0.546 K
0.301 K
0.486 K
0.102 K
0.946 K
0.638 K
Bruno PICARD 57 Vendredi 19 Novembre 2004
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III- ReconstructionIII- Reconstruction
IV - Auto-IV - Auto-caractérisationcaractérisation
V- ErreurV- Erreur Systématique Systématique
VI - ApplicationsVI - Applications
1. Le rayonnement1. Le rayonnement solaire solaire
2. Polarisation2. Polarisationtotaletotale
Applications
CONCLUSIONImpact du rayonnement solaire
• pollution dues au repliement et au reflet
• première quantification des effets
• perspectives : caractérisation de l’étendue des zones polluées
Mode de polarisation totale
• importance des éléments bloc-diagonaux
• robustesse des méthodes régularisées
• perspective : instrument aux dimensions réalistes
Bruno PICARD 58 Vendredi 19 Novembre 2004
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III- ReconstructionIII- Reconstruction
IV - Auto-IV - Auto-caractérisationcaractérisation
V- ErreurV- Erreur Systématique Systématique
VI - ApplicationsVI - Applications
ConclusionConclusion
Conclusion
• amélioration possible des performances des fenêtresamélioration possible des performances des fenêtres
• importance de la régularisationimportance de la régularisation
• implémentation pour un instrument réalisteimplémentation pour un instrument réaliste
• comparaison des méthodescomparaison des méthodes
• participation au groupe de travail ESAparticipation au groupe de travail ESA
• faisabilité pour un instrument réalistefaisabilité pour un instrument réaliste
• caractérisation de l’erreur systématiquecaractérisation de l’erreur systématique
• proposition d’une méthode diminuant cette erreurproposition d’une méthode diminuant cette erreur
• étude de l’impact du rayonnement solaireétude de l’impact du rayonnement solaire
• faisabilité de la reconstruction faisabilité de la reconstruction full-polfull-pol
Bruno PICARD 59 Vendredi 19 Novembre 2004
I-I- Principe Principe instrumentalinstrumental
II-II- FenêtrageFenêtrage
III- ReconstructionIII- Reconstruction
IV - Auto-IV - Auto-caractérisationcaractérisation
V- ErreurV- Erreur Systématique Systématique
VI - ApplicationsVI - Applications
ConclusionConclusion
Perspectives
• traitement de données réelles
• comparaison des méthodes
• lancement en 2007
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