Evaluation par l'experience

Il s'agit de montrer ici, que les mesures experimentales, realisees depuis l'ap- parition des capteurs radar, est un des moyens les plus robustes de determination du coecient de retrodiusion. Nous mettrons egalement en evidence, que certaines dicultes subsistent quant a l'utilisation eective de ces modeles pour notre appli- cation. Rappelons que la plus importante serie de mesures a ete debutee dans les annees 50-60. A cette epoque, un bras articule ou une grue servait de plateforme au capteur SAR, et ainsi permettait d'acquerir des mesures a de tres nes resolutions.

1:Eet de coin : si le sol est incline, il y a un important decit de re exions dans l'espace libre au dessus des arbres.

Ces experiences ont ete eectuees a seules ns de caracteriser la reponse de nom- breux types de terrains illumines par le faisceau d'onde radar, incluant les ensembles agricoles, les divers espaces naturels de vegetation, les surfaces recouvertes de beton ou d'asphalte, et egalement les surfaces enneigees. M^eme incompletes, ces mesures ont largement ete employees comme reference standard, durant de nombreuses an- nees. Evidemment, au cours du temps, elles ont ete remises en cause de nombreuses fois, par l'evolution sans cesse plus performante des plateformes de support, et des capteurs SAR. Au niveau des plateformes de support, cette evolution s'est traduite progressivement par l'utilisation de systemes aeriens tels que les avions et les heli- copteres, aux systemes satellitaires actuels, donnant alors la possibilite de recouvrir de plus grandes surfaces, et egalement de caracteriser celles alors peu etudiees telles que les mers et oceans, ainsi que diverses autres regions terrestres peu accessibles. En ce qui concerne les systemes d'acquisition radar, les avances technologiques sont peut ^etre plus marquantes, par la necessite d'etablir des mesures references toujours plus precises. Ainsi, on assiste au passage de mesures obtenues par un capteur a bande large a des mesures multi-spectrales : citons les capteurs de type SPOT et les capteurs SAR polarimetriques, et bien d'autres. Ces eorts technologiques ont donc permis de constituer une importante base de donnees, et de faire ressortir les proprietes de diusion vis a vis du faisceau d'onde radar, de nombreux types de couvert (terrestres, et aquatiques, incluant les regions polaires) a divers stades sui- vant les saisons et en fonction de conditions externes liees au vent, a l'humidite, et autres. Il en decoule egalement de nombreux modeles mathematiques du coecient de retrodiusion. Ulaby (cite dans [MARC-93]) propose un modele general pour ce coecient (  o en dB) sous la forme:   o= P 1+ P 2exp( ;P 3  i) + P 4cos( P 5  i+ P 6)

Ce coecient moyen est predit avec une certaine deviation standard, egalement en dB1; son expression est:

SD( i) = M 1+ M 2exp( ;M 3  i)

Ces deux expressions dependent de l'angle d'incidence  i

2 entre le faisceau d'onde

radar et la normale a la surface etudiee, et des parametresP iet

M

i, dont les valeurs

sont referees dans des tables pour diverses frequences et polarisations du capteur et pour dierentes categories de couvert surfacique :

 Surfaces rocheuses et terreuses (1):sol aride, clairsemees de vegetation. Cette

categorie inclue les elements volcaniques, les surfaces de gravier et de desert, ainsi que les terres agricoles denudees de vegetation.

1:La conversion des valeurs pour passer de l'espace log-normal (dB) a l'espace lineaire demande a utiliser l'expression :Xlin= exp

 Xlog+ S D 2 log 2 

pour la valeur moyenne estimee X, et :SDlin= exp(2X log+ SD 2 log) exp( SD 2 log

;1) pour la deviation standard. 2:Des developpements ulterieurs utilisent aussi des puissances dei.

 Surfaces couvertes d'arbres (2): for^ets et vergers. Cette categorie comprend

tous les types d'arbre, les epineux et feuillus avec ou sans feuilles.

 Surfaces herbeuses (3): espace naturel tel que les prairies et les p^aturages.

Cette categorie inclue egalement certaines surfaces agricoles telles que le foin, et les cultures cerealieres (orge, avoine, seigle et ble).

 Surfaces d'arbustes (4):buissons, broussailles, et certaines cultures telles que

le mas, la luzerne, le coton, etc.

 Petite vegetation (5): herbes, petits arbustes et marecage. Les marais et les

surfaces agricoles inondees (soja) sont compris dans cette categorie.

 Routes (6): toutes surfaces construites en beton, en asphalte, ou recouvertes

de gravier.

 Surfaces couvertes de neige seche (7):surfaces enneigees contenant moins de

1% d'eau liquide par volume.

 Surfaces couvertes de neige humide (8): surfaces de neige contenant plus de

1% d'eau liquide par volume.

La gure (Fig 8.9) illustre l'evolution du coecient 

o en fonction de l'angle d'inci-

dence

i, pour les divers paysages denis precedemment. Comme attendu, ce coe-

cient presente de grandes dierences d'un paysage a l'autre. Il depend non seulement des parametres d'acquisition radar tels que la polarisation (Fig 8.10) et la frequence (Fig 8.11), mais egalement des contraintes externes telles que l'humidite, le vent et autres [SHI-97]. Par ailleurs, le modele de Lambert, hypothese utilisee dans notre procede, ne se verie pas par ces representations. Ce desaccord montre donc la ne- cessite de considerer un modele pour ce coecient tout autre que celui de Lambert. Mais, il subsiste certaines dicultes quant a l'utilisation eective du modele pre- sente precedemment. Rappelons tout d'abord que seuls les parametres d'acquisition sont entierement connus. En ce qui concerne la composition des surfaces du terrain etudiees, nous avons egalement connaissance de son type (for^et generalement), mais certaines donnees telles que l'humidite sont manquantes, et sont des plus essentielles dans le choix des parametres du modele de retrodiusion, (parametres non referes pour cette categorie de surfaces (2)). De ce fait, nous n'avons pas entrepris d'utiliser le modele propose par Ulaby. L'ideal serait de proceder a une serie de mesures lo- cales du site etudie, parallelement a l'acquisition du systeme SAR satellitaire (donc posseder un capteur identique a celui satellitaire), de facon a etablir prealablement le modele de retrodiusion adequat pour notre procede de restitution du relief.