Thèse soutenue

Étude spectroradiométrique de la colonne d'eau et des fonds en milieu lagonaire récifal : implications sur l'imagerie télédétectée à haute résolution dans le visible

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Auteur / Autrice : Stéphane Maritorena
Direction : Claude-Elisabeth Payri
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences
Date : Soutenance en 1993
Etablissement(s) : Pacifique

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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En milieu côtier peu profond, les caractéristiques spectrales de certaines grandeurs radiométriques (éclairements, luminances, réflectances) au niveau de la surface, sont déterminées, pour l'essentiel, par celles du rayonnement solaire incident, par l'action de la colonne d'eau et par celle des fonds. La description et l'analyse des phénomènes régissant le comportement de grandeurs liées a la télédétection dans le visible (400-700 nm) sont réalisées pour les eaux lagonaires peu profondes en Polynesie francaise; les actions respectives de la colonne d'eau et des fonds ont été étudiées séparément. L'étude de la colonne d'eau a été essentiellement réalisée a partir de mesures spectrales d'éclairements sous-marins, obtenus a différentes profondeurs et en différents sites: 5 dans la frange océanique, 11 dans les eaux lagonaires de l'ile haute de Moorea et 5 dans les eaux lagonaires de l'atoll de Takapoto. Ces mesures permettent d'accéder a différentes grandeurs optiques dont les réflectances et les coefficients d'atténuation diffuse. Il apparait que les caractéristiques optiques des eaux semblent étroitement liées a l'importance des apports telluriques. Cette influence est particulièrement marquée aux courtes longueurs d'onde ou, pour les 21 stations étudiées, le coefficient d'atténuation diffuse varie, a 400 nm, entre 0,03 et 0,18 m##1. L'appartenance des eaux lagonaires a un type optique côtier ou océanique apparait très liée aux précipitations, surtout dans le cas des iles hautes. Les propriétés de réflexion de la lumière par différents objets appartenant aux fonds lagonaires ont été étudiées a l'aide d'une sphère intégrante. A partir des réflectances des objets ainsi obtenues et des données relatives a la colonne d'eau, un modèle simple de comportement des grandeurs radiométriques est développé et validé par comparaison avec des données de terrain. Ce modèle et les données précédentes sont ensuite utilises pour apprécier comment différentes situations de profondeur et de fond seraient perçues par des canaux ayant les caractéristiques du TM1 de Landsat et de xs1 et xs2 de spot. Différents algorithmes bathymétriques et de reconnaissance des fonds sont étudies et les hypothèses sur lesquelles ils reposent sont testées. Certains d'entre eux sont appliques au traitement d'une image spot acquise en milieu récifal lagonaire (Ïle de Bora Bora)