Corrections atmosphériques au dessus des terres émergées : application au capteur ENVISAT/MERIS

Atmospheric correction over land : application to the sensor ENVISAT/MERIS

• Auteur / Autrice : Catherine Schmechtig
• Direction : Richard Santer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Lasers, Molécules, Rayonnement atmosphériques
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Littoral
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Victoria Cachorro, François Montagner, Jean-Claude Roger
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Paul Huot, Didier Tanré, Eric Vermote

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes d'information

Géographie (discipline)

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Atmosphère

Aérosols

Résumé

Nous présentons dans ce travail les études faites sur un algorithmes opérationnel de corrections atmosphériques au-dessus des terres émergées pour le capteur ENVISAT/MERIS (Medium Resolution Imaging Spectrometer). Dans un premier temps, nous rappelons les bases de cet algorithme fondées sur une inversion des caractéristiques des aérosols au-dessus des cibles de Dark Dense Vegetation (DDV). Puis, nous menons une étude de sensibilité théorique sur les produits de l’algorithme : les réflectances de surface, l’épaisseur optique des aérosols et le coefficient d’Angström qui caractérise la granulométrie. Grâce à cette étude, nous montrons les limitations des approximations et des hypothèses faites, notamment en ce qui concerne l’absorption propre des aérosols et le couplage entre la diffusion moléculaire et la diffusion par les aérosols. Nous illustrons par la suite, les améliorations apportées à cet algorithme pour une meilleure prise en compte de ce couplage lors de l’inversion des caractéristiques des aérosols. Nous proposons également une méthode pour corriger cette inversion des effets de surface : BRDF et effets d’environnement. Finalement, nous présentons une validation préliminaire des produits de niveau 2 de MERIS à partir d’images du capteur IRS/MOS. Ainsi, nous illustrons la continuité des caractéristiques aérosols dans les zones côtières. Puis, nous comparons les produits aérosols aux données AERONET (AErosol RObotic NETwork). Nous montrons ainsi que la mise en place d’une climatologie des aérosols est une condition nécessaire à l’obtention d’un produit aérosol significatif. Enfin, nous obtenons des résultats encourageants avec une bonne stabilité des réflectances de surface après correction atmosphérique.

This work presents studies made on an operational algotihms for atmospheric correction over land for the sensor ENVISAT/MERIS (Medium Resolution Imaging Spectrometer). First, we explain the theoretical basis of the algorithm based on the retrieval of the aerosol characteristics above Dark Dense Vegetation (DDV) targets. Then we lead a sensitivity study on the products : the surface reflectances, the aerosol optical thickness, the Angström coefficient which is a parameter of the granulometry. This study shows what are the limits of both approximations and hypothesis, regarding particularly the single scattering. Then we show how we ameliorate the modelling of the coupling during the retrieval of the aerosol characteristics. We also propose a method to correct this retrieval of the surface effects : BRDF or adjacency effects. Finally, we present a preliminary validation of the MERIS level 2 products using images of the sensor IRS/MOS. Then, we illustrate the continuity of the aerosol characteristics in coastal zones. We also compare the aerosol products to AERONET (AErosol RObotic NETwork). This way, we show how necessary it is to set up an aerosol climatology in order to get a representative aerosol product. Then, we get encouraging results regarding the stability of the surface reflectances after atmospheric correction.