Bibliographie & annexes
Présentation
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RÉSUMÉ
Cet article présente les applications aux surfaces des mesures par télédétection par laser (LIDAR): altimétrie laser et LIDAR topographique (sol et bâti), LIDAR canopée (végétation et forêts) et LIDAR bathymétrique (milieux aquatiques). Il expose les méthodologies et la physique de la mesure pour chacune des applications : cibles dures, cibles foliaires, milieux aquatiques.
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Pierre H. FLAMANT : Doctorat d'État en Physique, Université Pierre & Marie Curie - Directeur de Recherche au CNRS
INTRODUCTION
Le lidar est une méthode de télédétection laser qui est utilisée en recherche et dans l'industrie pour caractériser les surfaces et l'atmosphère. L'abréviation « lidar » signifie : « LIght Detection And Ranging » sur le modèle de : radar, sodar ou sonar. Ce terme peut s‘appliquer indifféremment à un grand nombre d'instruments, de techniques et d'applications. Dans les faits, le lidar recouvre deux grands domaines d'activités et des communautés distinctes quant à leurs manières de traiter les problèmes. La communauté « atmosphère » est plutôt formée de groupes de recherche, chacun développant ses instruments et ses algorithmes de traitement du signal et d'analyse des données [E4310, E4311], tandis que la communauté « surface » se structure en utilisateurs institutionnels ou privés qui font appel à des sociétés de service équipées de lidars industriels et de logiciels standardisés.
Le présent article traite des lidars géophysiques, ou géolidars, pour les surfaces terrestres et l'exploration planétaire. Il présente la physique de la mesure, les méthodes, l'instrumentation et les applications. En tout premier lieu, le lidar utilise le temps de vol de la lumière pour connaître la distance aux cibles diffusantes. La mesure de distance à elle seule est d'une très grande importance pour les levées topographiques, la bathymétrie des milieux aquatiques et la géodésie. De plus, la mesure de l'intensité diffusée, de la dépolarisation de la lumière reçue et du spectre diffusé sert à caractériser les cibles.
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Mesures lidar sur les surfaces
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5. Conclusion
Dans cet article, l'accent a été mis sur la présentation des méthodologies et la physique de la mesure par lidar sur les surfaces pour mieux appréhender des exposés plus techniques traitant plus spécifiquement de l'utilisation des données à des fins professionnelles. Les géolidars et leurs applications aux levées topographiques, à la canopée et à la bathymétrie ont connu un développement considérable au cours des deux dernières décennies ce qui constitue un enjeu sociétal tout autant qu'économique. Aujourd'hui, des régions entières et même des pays sont cartographiés au moyen de l'altimétrie laser en association avec l'imagerie visible et IR à haute résolution. Les lidars canopée sont très largement utilisés pour le management forestier et pour mieux évaluer la contribution des forêts dans le cycle du carbone comme remède au moins partiel à l'augmentation du CO2 dans l'atmosphère. Les lidars canopée et bathymétriques sont utilisés pour des études d'impact sur la faune et la flore des pollutions et des activités anthropiques. Les lidars bathymétriques commencent à être utilisés pour le suivi de pollution en zones côtières et dans les mers intérieures. On peut raisonnablement penser que la télédétection lidar appliquée aux surfaces connaîtra un essor considérable tant quantitatif que qualitatif au cours de la prochaine décennie avec des applications aéroportées et de nouvelles missions spatiales en cours d'élaboration.
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BALTSAVIAS (E.) - Airborne laser scanning : existing systems and firms and other resources - I. SPRS J of Photogrammetry & remote Sensing, 54, 164 – 198 (1999).
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(2) - WESTBERRY (T.), DALL'OLMO (G.), BOSS(E.), BEHRENFELD (M.), MOUTIN (T.) - Coherence of particulate beam attenuation and backscattering coefficients in diverse open ocean environments - . Optics Express, 18, 15419 – 15425 (2010).
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(3) - EVANS (J.), HUDAK (A.), FAUX (R.), Smith (A.) - Discrete return lidar in natural resources : recommendations for project planning, data processing, and deliverables - . Remote Sens., 1, 776 – 794 (2009).
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(4) - GARVIN (J.), BUFTON (J.), BLAIR (J.), HARDING (D.), LUTHCKE (S.), FRAWLEY (J.), ROWLANDS (D.) - Observations of the Earth's topography from the Shuttle Laser Altimeter (SLA) : Laser-pulse echo-recovery measurements of terrestrial surfaces - . Phys. Chem. Earth, 23, 1053 – 1068 (1998).
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(5) - GUENTHER (G.), CUNNINGHAM (A.), LAROCQUE (P.), REID (D.) - Meeting the accuracy challenge in airborne lidar bathymetry - . Proceedings of EARSel-SIG-Workshop...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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Lidars atmosphériques et météorologiques. Principes fondamentaux
-
Lidars atmosphériques et météorologiques. Méthodes et applications
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Lidars sous-marins
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Conception de systèmes optroniques
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