Une seule acquisition VENµS suffit pour estimer le relief de la scène grâce à la technique dite de "stéréo native".

Une des missions principales de VENµS, le satellite franco-israélien lancé en août 2017, est d'acquérir régulièrement des images sur plus d'une centaine de sites scientifiques répartis dans le monde. Sa résolution à 5,3 m par pixel et la répétitivité à 2 jours de ses observations améliorent la modélisation des phénomènes agissant sur la végétation et les surfaces continentales. Dans ce cadre, la génération de Modèles Numériques de Terrain (MNT) montrera l'évolution temporelle et morphologique des sols (altitude des sites montagneux, glissements de terrain, …)

Figure 1 : Bandes spectrales acquises par VENµS

La caméra de VENµS acquiert 12 bandes, toutes différentes à l'exception du couple (B05/B06) qui dispose d'une réponse spectrale quasi-identique (cf Figure 1). Ces deux bandes étant placées aux extrémités du plan focal, un même détail au sol est donc vu sous deux angles différents (cf Figure 2). Cette particularité confère à VENµS une capacité stéréoscopique native caractérisée par un rapport B/H (base sur hauteur) plutôt faible, égal à 0,025.

 

 

Figure 2 : Vue schématique de la capacité stéréoscopique native de VENµS. La bande B05 observe légèrement vers l'avant, et la bande B06 légèrement vers l'arrière.

 Ce rapport B/H très faible est à comparer par exemple avec celui des prises de vue stéréo Pléiades (rapport B/H de l'ordre de 0,15). Avec VENµS, cette différence d'angle d'observation est utilisée pour la détection des nuages et la détermination de leur altitude pour la production des produits de Niveau 2A avec MAJA. L'étude menée ici avait évalue la performance de VENµS pour restituer l'altitude des reliefs obtenue à partir d'une seule acquisition.

 

Les techniques mises en place pendant la phase d'étalonnage radiométrique et géométrique du satellite VENµS ont amélioré la connaissance de la géométrie absolue des capteurs et la mise en correspondance des images. Ce sont deux contributeurs majeurs de la performance stéréoscopique. Dans le cas de VENµS, la restitution de l'attitude du satellite était assez imprécise, et le CNES a mis en place une méthode permettant de corriger ces erreurs.

 

Par la suite, une chaîne de traitement (décrite sur la Figure 3) a été développée afin de produire des MNT VENµS en se basant sur 1) la mise en correspondance des images et 2) l'intersection des directions de visées des pixels homologues. La qualité du MNT généré est ensuite évaluée par comparaison à un MNT de référence.

Figure 3 : Chaine de traitement mise en place pour la génération de MNT VENµS

Cette étude montre que la précision de restitution d'altitude obtenue est de l'ordre de 8m. Ces résultats prometteurs ouvrent non seulement des perspectives dans le cadre d'études scientifiques (ex : analyse conjointe avec la bathymétrie, glissement de terrain), mais peuvent également inspirer la définition de futures missions.

Par exemple, si les résultats de cette étude se confirment, une mission ayant une résolution de 2 m avec le même B/H que VENµS (dont la faisabilité reste à démontrer) pourrait permettre d'obtenir des MNE avec une précision altimétrique de 3 m. Avec une telle précision, il est possible de détecter la construction ou la destruction d'un bâtiment, de suivre la croissance des arbres, de détecter les coupes forestières, ou d'estimer la diminution sur le long terme de la hauteur des glaciers. Ceci serait très intéressant dans le cadre de la préparation d'une mission telle que Sentinel-HR.

Enfin, nous n'avons pas encore pu, faute de temps, exploiter les multiples observations d'un même site tous les deux jours pour améliorer encore la précision d'estimation du relief.

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