Information issue de l'image SAR

L'information delivree par une image SAR peut ^etre un moyen pour conna^tre les elements determinants dans la re exion des ondes radar. Reprenons brievement et de maniere plus generale que precedemment, le cheminement de l'onde electroma- gnetique passant successivement de l'air aux feuillages en surface, puis de ces feuilles ou branches aux feuilles ou branches en volume, pour nir au sol. Cette onde arrive tout d'abord a la surface du couvert vegetal. Une portion de l'energie est re echie par les elements en surface, l'autre partie est transmise dans le volume du couvert. Cette quantite d'energie transmise depend bien evidemment des caracteristiques physiques des elements telles que la constante dielectrique  (ou plus couramment l'indice n),

et egalement de leurs orientations. En considerant que cette portion d'energie n'est pas negligeable, l'onde va ainsi de suite traverser le volume du couvert par une serie de re exions ou de transmissions. A chaque passage par un element du couvert, la quantite d'energie va peu a peu ^etre fractionnee, et l'orientation de l'onde modier. De ce fait, il ne reste qu'une inme quantite d'energie arrivant jusqu'au sol, cette attenuation dependant de la longueur d'onde employee par le radar. D'apres ce prin- cipe et le modele etabli en 8.1.1, on peut ainsi considerer que dans ce type de paysage, l'interaction au niveau du sol est negligeable. Il est dicile de verier quantitative- ment ce principe sans demarche experimentale. En revanche, l'information delivree par l'image radar rend possible cette verication, mais de maniere qualitative. L'utilisation de l'image radar de la region de Kourou (Fig 8.2 a) associee a sa carte (Fig 8.2 b), et de l'image radar d'une portion du euve Le Maroni, frontiere naturelle entre la Guyane et le Surinam (Fig 8.3) illustre par certains details la validite du principe decrit precedemment. En eet, on remarque que les routes et certaines portions de euve n'apparaissent pas distinctement sur ces images. On peut supposer que ces zones non-visibles sont probablement masquees par la vegetation, et plus precisement le feuillage des arbres les bordant. En comparant les vastes zones de for^et aux portions du euve et des routes non recouvertes dont la radiometrie est tres faible, on peut alors en deduire que l'interaction de l'onde au niveau du sol est negligeable, et de ce fait, considerer que les principaux elements modiant l'onde sont ceux composant le volume vegetal.

Plusieurs elements demeurent m^eles dans ce couvert vegetal: feuilles, branches, troncs des arbres. Cependant, sur l'image radar (Fig 8.4) de la region du Petit Saut en Guyane, on peut un peu plus lever les incertitudes et determiner la nature des elements preponderants dans l'interaction avec l'onde electromagnetique. Cette region imagee comporte deux zones bien distinctes :

 une zone de for^et dense, totalement composee de feuillus,

 une zone devastee par l'inondation produite lors de la mise en service du bar-

rage du Petit Saut. Dans cette zone, les arbres n'ont plus aucune feuille, il ne demeure que leurs troncs et leurs branches ma^tresses.

Ces zones, identiques avant la mise en eau du barrage, presentent ensuite des radio- metries tres dierentes (Fig 8.4). On en deduit que l'onde ne subit pas les m^emes

a b

Fig. 8.2 { En a: image radar ERS-1 ( c ESA) de la region de Kourou en Guyane,

en b: carte touristique de Kourou et de ses environs ( c IGN): les routes ne sont

pas visibles.

Fig. 8.3 { Extrait d'une scene SAR ( c ESA) veriant le principe du masquage de

certaines portions du euve Le Maroni en Guyane, par le couvert vegetal.

Fig.8.4 { Image radar ( c RADARSAT) de la region du Petit Saut en Guyane: les

surfaces blanches sont les zones mises en eau par le barrage: les arbres sont defolies et reduits a leur troncs (image du 06 mai 1996).

interactions. Avant l'inondation sur les arbres feuillus, l'onde est avant tout re echie par le feuillage, dans le second cas, elle subit des interactions au niveau des troncs des arbres sous la forme de multi-re exions (ceci faisant intervenir la distance entre les arbres (Fig 8.5)). Les fortes radiometries produites par ces interactions indiquent que l'onde a subit tres peu de perte, et revient essentiellement dans la direction du recepteur. Par comparaison de cette reponse a celle de la zone de for^et dense qui ap- para^t bien plus sombre sur l'image radar, on peut alors supposer que, pour une telle zone, les interactions sur les troncs des arbres n'interviennent pas ou peu dans le bi- lan. Ceci permet, de ce fait, d'en deduire que seuls les elements (feuilles et branches) se situant dans la partie superieure du volume du couvert sont preponderants.

Fig.8.5 { Modelisation du trajet de l'onde electromagnetique suivant la distance qui

separe deux arbres consecutifs (a gauche : distance tres grande entre les arbres, et a droite: distance tres faible).

Nous deduisons de ces deux experiences que, dans la for^et guyanaise, la re exion met en uvre la seule partie majoritairement feuillue du couvert, a l'exclusion du sol sous-jacent et des troncs et branches ma^tresses. Nous ne pouvons trancher a ce point sur l'existence d'une re exion purement en surface des arbres ou en volume. Nous pourrions alors nous tourner vers des modelisations electromagnetiques des vegetaux pour preciser ce point. Par exemple, Lin utilise un modele simple d'arbre pour etudier le mode de re exion des ondes passant des troncs au sol [LIN-95], Kasischke modelise la vegetation par des parametres geometriques simples tels que la hauteur, l'envergure, etc., pour rendre compte de la re exion des for^ets de pin en fonction de leur ^age [KASI-94], et Yueh [YUEH-92] etudie la re exion des ondes par une vegetation architecturee et propose pour cela un modele relativement complexe pour le soja an d'en mettre en evidence les elements preponderants. Mais, nous n'avons trouve aucun modele correspondant a la for^et equatoriale et tropicale. Un dernier point peut cependant ^etre constate. Il concerne la forme apparente de la couverture vegetale. L'image radar revele relativement bien la morphologie du relief terrestre. Or, si aucune forme structuree de la couverture vegetale n'est envisagee, comme montree par les gures (Fig 8.6) et (Fig 8.7), le relief a alors peu de chance d'appara^tre aussi nettement que dans nos donnees.

Profil vu par le radar Profil du terrain

Onde radar

Fig.8.6 { Schema d'un couvert vegetal non structure en surface. Dans ce cas, l'image

radar a alors peu de chance de reveler la morphologie reelle du terrain.

Onde radar Profil du terrain Profil vu par le radar

Fig. 8.7 { Schema d'un couvert vegetal structure en surface re etant relativement

bien la presence de pente.