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| Titel: |
Algorithme de simulation du signal des masses d'eau cOtiEres au niveau des capteurs satellitaires A haute rEsolution spatiale fondE sur le code atmosphErique 6S |
| Auteur: |
Lavoie, A. Cavayas, F. Dubois, J. -M. M. |
| Verschenen in: |
International journal of remote sensing |
| Paginering: | Jaargang 22 (2001) nr. 9 pagina's 1683-1708 |
| Jaar: |
2001-06-15 |
| Inhoud: |
Un algorithme de simulation du signal d'une masse d'eau cotiere au niveau d'un capteur satellitaire est presente dans cet article. Il fait appel au code atmospherique 6S pour le calcul du rayonnement solaire recu par un capteur apres reflexion par une masse d'eau, selon des conditions variables de l'atmosphere ainsi que de la geometrie d'illumination et de visee. Le calcul de la reflectance d'eclairement sous la surface de la masse d'eau se fait par un module specialement concu par nous. Ce module fait appel a des modeles approximatifs du transfert radiatif dans une masse d'eau d'une profondeur variable et limitee par un fond d'une nature et d'une couverture variable (ex. algues, sable, gravier). La masse d'eau peut etre composee de plusieurs couches, chacune etant caracterisee par son contenu distinct en matieres minerales en suspension, en matieres organiques dissoutes et en chlorophylle. L'accent dans cette etude a etemis sur les donnees du capteur TM de Landsat, le seul a l'heure actuelle offrant un certain potentiel du point de vue resolution spectrale, spatiale et radiometrique pour l'etude du contenu des masses d'eau cotieres. Dans un premier temps, les resultats du module de calcul de la reflectance d'eclairement ont ete verifies pour les longueurs d'onde centrales des bandes TM1, TM2 et TM3, a l'aide de donnees acquises sous la surface de l'eau et publiees dans la litterature (masses d'eaux du type CASE I ou CASE II). Dans un deuxieme temps, les resultats de l'ensemble de l'algorithme ont ete verifies a partir d'une image TM et de donnees d'echantillonnage des eaux cotieres de la baie des Chaleurs, au Quebec, acquises en quasi-synchronisme avec le passage du satellite. Dans les deux cas l'algorithme proposemontre un bon comportement. En effet, les reflectances d'eclairement simulees sous la surface d'eau montrent un haut degre de similitude avec celles publiees. Quant aux resultats globaux, l'algorithme surestime de 2.5 niveaux de gris (echelle en 8 bits), en moyenne, le signal du systeme atmosphere-masse d'eau dans les trois bandes TM. Les causes probables de cette surestimation et les possibilites d'ameliorer le rendement de l'algorithme sont discutees dans cet article. Un exemple de simulation du signal d'une masse d'eau cotiere est egalement presente pour demontrer le potentiel d'utilisation de l'algorithme. An algorithm was developed to simulate the radiometric and spectral behaviour of coastal waters at the satellite level. The algorithm uses the 6S atmospheric code to estimate the apparent radiance and apparent reflectance of the water surface under particular geometric (illumination, observation) and atmospheric conditions. The irradiance reflectance of the coastal waters was estimated by a specific module (SIREAUCO), integrated to 6S afterward. This module uses radiative transfer approximations and takes account for finite depth with bottom of different nature (e.g. algae, sand, gravel). The water volume itself may have multiple layers, each layer characterized by its content in chlorophyll, suspended minerals and dissolved organic matter. This study is oriented toward the use of the Landsat TM sensor because of its potential to give informative data over the coastal environment. First, data from SIREAUCO alone were compared to reflectance values taken from published spectral signatures at the central wavelength of the first three TM bands. Then, output data from the complete algorithm were validated with a TM image and in situ sampling data from the coastal waters of Baie des Chaleurs, Quebec. The sampling was almost synchronized with the image acquisition. In both validation cases, results from the algorithm showed good agreement. In fact, irradiance reflectance from SIREAUCO showed a high degree of conformity with the published data. On a more global scale, the algorithm overestimate the signal calculated for the complete atmosphere-water system, in each TM band, by an average of 2.5 digital number (8 bits scale). Causes of the overestimation and possibilities to increase confidence in the algorithm are discussed. The potential of this algorithm is also presented through a concrete example of a simulation in coastal waters. |
| Uitgever: |
Taylor & Francis |
| Bronbestand: |
Elektronische Wetenschappelijke Tijdschriften |
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