1.
Un outil pour la configuration
des paramètres d’acquisition
d’images hyperspectrales depuis
un drone
Hachem AGILI
12-11-2014 1

2.
Le drone… une plateforme émergente

3.
Le drone… une plateforme émergente

4.
• Basse altitude de vol
• Très haute résolution spatiale
• Facilité et rapidité de mise en oeuvre
• Haute résolution temporelle
• Accès à des zones lointaines ou à haut risque
• Coûts d’opération très réduits
• …
4
Le drone… ses points forts

5.
5
Capteurs Classiques
Appareil photo (RVB) Capteur multispectral

6.
6
Nouvelle solution :
Caméra Hyperspectrale + Drone
Caméra hyperspectrale

7.
Imagerie hyperspectrale..?
Hyperspectral
7
Préfixe d’origine grec
indiquant une propriété
supérieure à la normale.
Larousse.fr
Ensemble des radiations
monochromatiques résultant de la
décomposition d'une lumière ou,
plus généralement, d'un
rayonnement complexe.
Larousse.fr
Une technologie permettant la représentation d’une scène suivant
un grand nombre de bandes spectrales, étroites, et contiguës

8.
Imagerie hyperspectrale..?
8
Végétation
Eau
Sol
Longueur d’onde (nm)
Longueur d’onde (nm)
Longueur d’onde (nm)

9.
9
Imagerie hyperspectrale et drone
Planification
Paramètres d’acquisition
Acquisition
Données brutes
Correction
Données corrigées
Traitement
Informations utiles

10.
10
Imagerie hyperspectrale et drone
Planification
Paramètres d’acquisition
Acquisition
Données brutes
Correction
Données corrigées
Traitement
Informations utiles

11.
Paramètres d’acquisition des données
11
Capteur hyperspectral
Élément dispersif
Détecteurs
Dimension spectrale
Dimension spatiale
Dispositif optique
Altitude
Vitesse
Résolution
spatiale
Nombre de lignes

12.
12
Méthodes classiques

13.
13
Méthodes classiques
• Limites
– Nombre limité de paramètres
– Un seul capteur peut être testé
– Une connaissance du fondement mathématique
est requis
– Couteuses en terme de temps
– Manipulation difficile
– …

14.
Un outil de configuration des paramètres de
vol d’un capteur hyperspectral embarqué sur
un drone
14
Le nouvel outil… Hyper-Config

15.
15

16.
16

17.
http://wtemp.ffgg.ulaval.ca/ 17

18.
Correction des données
• Drone + Capteur hyperspectral : Une nouvelle solution conduisant
18
à de nouveaux problèmes :
– Erreurs radiométriques
– Effets atmosphériques
– Distorsions géométriques

19.
19
Correction des données
• Une revue de littérature portant sur :
– Les différents types de distorsion affectant les
données hyperspectrales acquises depuis un drone
– Les prétraitements à mettre en oeuvre pour les
corriger

20.
20
Correction des données
Type d’erreurs
Spécificités liées au
drone
Niveau d’erreur lié au drone et méthodes
de correction

21.
21
Type d’erreurs
Erreurs
Correction des données
radiométriques
Spécificités liées au
drone
Niveau d’erreur lié au drone et méthodes
de correction

22.
22
Erreurs
Correction des données
radiométriques
Dimensions des détecteurs
sont plus petites que celles
d’un capteur aéroporté.
Type d’erreurs
Spécificités liées au
drone
Niveau d’erreur lié au drone et méthodes
de correction

23.
23
Erreurs
Correction des données
radiométriques
Dimensions des détecteurs
sont plus petites que celles
d’un capteur aéroporté.
• Qualité des images est moins bonne.
• Distorsions radiométriques plus fréquentes.
• Les mêmes approches utilisées pour le mode
aéroporté sont souvent utilisées.
Type d’erreurs
Spécificités liées au
drone
Niveau d’erreur lié au drone et méthodes
de correction

24.
24
Type d’erreurs
Erreurs
Correction des données
radiométriques
Dimensions des détecteurs
sont plus petites que celles
d’un capteur aéroporté.
• Qualité des images est moins bonne.
• Distorsions radiométriques plus fréquentes.
• Les mêmes approches utilisées pour le mode
aéroporté sont souvent utilisées.
Effets
atmosphériques
Spécificités liées au
drone
Niveau d’erreur lié au drone et méthodes
de correction

25.
25
Erreurs
Correction des données
radiométriques
Dimensions des détecteurs
sont plus petites que celles
d’un capteur aéroporté.
• Qualité des images est moins bonne.
• Distorsions radiométriques plus fréquentes.
• Les mêmes approches utilisées pour le mode
aéroporté sont souvent utilisées.
Effets
atmosphériques
Acquisition de données à
basse altitude
Type d’erreurs
Spécificités liées au
drone
Niveau d’erreur lié au drone et méthodes
de correction

26.
26
Erreurs
Correction des données
radiométriques
Dimensions des détecteurs
sont plus petites que celles
d’un capteur aéroporté.
• Qualité des images est moins bonne.
• Distorsions radiométriques plus fréquentes.
• Les mêmes approches utilisées pour le mode
aéroporté sont souvent utilisées.
Effets
atmosphériques
Acquisition de données à
basse altitude
• Présence moins importante des constituants de
l’atmosphère
• Correction à l’aide des méthodes empiriques
• Les effets atmosphériques peuvent même être
négligés
Type d’erreurs
Spécificités liées au
drone
Niveau d’erreur lié au drone et méthodes
de correction

27.
27
Erreurs
Correction des données
radiométrique
Dimensions des détecteurs
sont plus petites que celles
d’un capteur aéroporté.
• Qualité des images est moins bonne.
• Distorsions radiométriques plus fréquentes.
• Les mêmes approches utilisées pour le mode
aéroporté sont souvent utilisées.
Effets
atmosphérique
Acquisition de données à
basse altitude
• Présence moins importante des constituants de
l’atmosphère
• Correction à l’aide des méthodes empiriques
• Les effets atmosphériques peuvent même être
négligés
Type d’erreurs
Spécificités liées au
drone
Niveau d’erreur lié au drone et méthodes
de correction
Distorsions
géométriques

28.
28
Erreurs
Correction des données
radiométriques
Dimensions des détecteurs
sont plus petites que celles
d’un capteur aéroporté.
• Qualité des images est moins bonne.
• Distorsions radiométriques plus fréquentes.
• Les mêmes approches utilisées pour le mode
aéroporté sont souvent utilisées.
Effets
atmosphériques
Acquisition de données à
basse altitude
• Présence moins importante des constituants de
l’atmosphère
• Correction à l’aide des méthodes empiriques
• Les effets atmosphériques peuvent même être
négligés
Type d’erreurs
Spécificités liées au
drone
Niveau d’erreur lié au drone et méthodes
de correction
Distorsions
géométriques
• Sensibilité aux facteurs
climatique
• Faible stabilité

29.
29
Erreurs
Correction des données
radiométriques
Dimensions des détecteurs
sont plus petites que celles
d’un capteur aéroporté.
• Qualité des images est moins bonne.
• Distorsions radiométriques plus fréquentes.
• Les mêmes approches utilisées pour le mode
aéroporté sont souvent utilisées.
Effets
atmosphériques
Acquisition de données à
basse altitude
• Présence moins importante des constituants de
l’atmosphère
• Correction à l’aide des méthodes empiriques
• Les effets atmosphériques peuvent même être
négligés
Type d’erreurs
Spécificités liées au
drone
Niveau d’erreur lié au drone et méthodes
de correction
Distorsions
géométriques
• Sensibilité aux facteurs
climatique
• Faible stabilité
• La présence des distorsions plus remarquable et
plus critique
• les méthodes paramétriques sont privilégiée par
rapport aux méthodes non paramétriques.

30.
• Conclusions
– La combinaison du drone et de l’imagerie hyperspectrale :
• Une solution peu abordée
• Avenir Prometteur
– Hyper-Config : un outil
• Accessible
• Facile à manipuler
• Un grand choix de capteurs
• Une multitude de paramètres
• Mise à jour facile
– Distorsions : Drone VS Avion
• Mêmes types d’erreur
• Ampleur des erreurs différente
• Méthodes de correction différentes
30
Conclusions et perspectives

31.
• Perspectives
– Améliorer l’outil de planification de vol en termes de
types de capteurs, de paramètres et de présentation
des résultats
– Approfondir la recherche en termes des corrections
des images acquises depuis le drone
31
Conclusions et perspectives
Echelle de l’indicateur Technologie Readiness Level
(TRL)
– Un grand potentiel dans le
futur
• Imagerie hyperspectrale : TRL =6
• Drone : TRL = 6

32.
• Directrice de recherche : Sylvie Daniel
• Co-directeur de recherche : Karem Chokmani
• Les organismes &
• Les professeurs et mes collègues au CRG
32
Remerciements

33.
Hachem.agili.1@ulaval.ca
33