Traitement d'images satellitaires avec le logiciel ENVI

« République Tunisienne Ministère de l’Enseignement Supérieur, de la Recherche Scientifique Facultés des Lettres, des Arts et des Humanités de la Manouba et de la Technologie Par Nom : KORTLI Prénom : Mohamed Niveau : M2 géomatique Enseignant encadreur : Mme Meriem Labiadh Mail : [email protected] Gmail : [email protected] 2012/2013 Sommaire I.

Description technique, interprétation visuelle et découpage de l’image : ..........................................

1 1.

Description technique : ...........................................................................................................

1 2.

Interprétation visuelle : ...........................................................................................................

2 3.

Découpage de l’image : ..........................................................................................................

3 II.

Stretching..................................................................................................................................

8 III.

Classification ..........................................................................................................................

15 III.1.

La classification non supervisée : ......................................................................................

15 a) Classification non supervisée (IsoData) : ...........................................................................

15 a) Classification non supervisée (K-Means) :..........................................................................

17 III.2.

La classification supervisée : .......................................................................................

24 a) Classification supervisée par la méthode parallelepiped ......................................................

27 b) Classification supervisée par la méthode de Maximum Likelihood : ......................................

29 c) Comparaison entre les deux méthodes : ............................................................................

30 IV.

Segmentation et annotation de l’image : ...................................................................................

31 IV.

1.

Segmentation .................................................................................................................

31 IV.

2.

Annotation : ....................................................................................................................

34 V.

Composition colorée et Mosaïquage d’une image numérique satellitaire......................................

38 V.1.

Composition colorée d’une image :.....................................................................................

38 a) Ouverture des trois bandes : .............................................................................................

38 b) Renommer les trois bandes : ............................................................................................

41 c) Affichage des trois bandes : ..............................................................................................

45 d) La composition colorée de l’image :...................................................................................

47 V.2.

Mosaïquage d’une image satellitaire : .................................................................................

55 VI.

Filtrage et vectorisation d’une image satellitaire : .......................................................................

67 VI.1.

Bande 1 : ........................................................................................................................

67 VI.1.

1.

Filtre passe-haut : ....................................................................................................

67 VI.1.

2.

Filtre médian : ..........................................................................................................

74 VI.1.

3.

Filtre Laplacien: .......................................................................................................

76 VI.1.4.

Filtre directionnel : .....................................................................................................

78 VI.2.

Bande 2 et Bande 3 : .......................................................................................................

86 VI.3.

Vectorisation de l’image :..................................................................................................

86 a) Vecteur surfacique : .........................................................................................................

87 b) Vecteur linéaire ...............................................................................................................

93 c) Vecteur ponctuel : ............................................................................................................

95 VII.

Indices et géoréférencement...................................................................................................

96 VII.1.

Indices ...........................................................................................................................

96 a) Indice de végétation (NDVI) : ..........................................................................................

102 b) Indice de clarté (IC) :......................................................................................................

107 c) Indice de brillance (IB): ...................................................................................................

111 VII.2.

Géoréférencement : ......................................................................................................

113 Faculté des Lettres, des Arts et des Humanités de la Manouba 2012/2013 I.

Description technique, interprétation visuelle et découpage de l’image : 1.

Description technique : Pour décrire l’image, il y a deux sources d’informations : - Le fichier qui accompagne l’image comprend des inforamations qui y sont relatives.

On peut l’ouvrir avec WordPad ou Bloc-notes. - La liste des bandes comprend aussi d’autres informations qui sont indiquées sous l’icône "Map Info". Dans notre cas, nous allons travailler sur une image SPOT qui contient 3 bandes nommées band 1, band 2 et band 3.

Cette image comporte 2759 colonnes et 2801 lignes.

La première abscisse de l’image commence à 2931 et sa première oordonnée à 44471 (voir l’imprimé écran suivant). Le système de projection est l’UTM, Zone 32, Datum WGS-84.

Sa résolution spatiale est de 28,5 m (voir l’imprimé écran suivant) 1 Mohamed KORTLI Mastère 2 Géomatique Faculté des Lettres, des Arts et des Humanités de la Manouba 2012/2013 2.

Interprétation visuelle : Comme nous pouvons le voir sur l’imprimé écran suivant, notre image couvre une partie du nord ouest de la Tunisie (région de Tabarka).

Elle comporte un paysage diversifié où il y a de la végétation, du relief, des minéraux et de l’eau (mer, lac, grands oueds). 2 Mohamed KORTLI Mastère 2 Géomatique Faculté des Lettres, des Arts et des Humanités de la Manouba 2012/2013 3.

Découpage de l’image : Nous allons découper un élément majeur de l’image à savoir le lac.

Dans ce qui suit, nous allons montrer via des imprimés écrans les étapes à franchir pour faire ce découpage. 1.

Cliquez sur « Basic Tools », ensuite sur « Resize Data (Spatial/Spectral) » 2.

Cliquez sur « Image1 » ; 3.

Cliquez sur « Spatial Subset » 3 Mohamed KORTLI Mastère 2 Géomatique Faculté des Lettres, des Arts et des Humanités de la Manouba 2012/2013 2 3 4.

Cliquez sur le bouton « Image » 5.

Cliquez sur le carré rouge et faites-le déplacer sur le lac. 6.

Cliquez sur OK 4 Mohamed KORTLI Mastère 2 Géomatique Faculté des Lettres, des Arts et des Humanités de la Manouba 2012/2013 5 6 7.

Cliquez sur OK 5 Mohamed KORTLI Mastère 2 Géomatique Faculté des Lettres, des Arts et des Humanités de la Manouba 2012/2013 8.

Cliquez sur OK 9.

Cliquez sur « Choose » pour choisir un emplacement pour le fichier de sortie.

Dans notre cas, nous avons choisi le nom « Découpage de l’image _Lac » pour dire qu’on a découpé l’image pour en faire sortir le lac. 10.

Cliquez sur OK 9 10 6 Mohamed KORTLI Mastère 2 Géomatique Faculté des Lettres, des Arts et des Humanités de la Manouba 2012/2013 La nouvelle image découpée (lac) apparaît dans la liste des bandes, cliquez la dessus et cliquez sur « New display » enfin sur « Load » pour l’afficher à l’écran. 7 Mohamed KORTLI Mastère 2 Géomatique Faculté des Lettres, des Arts et des Humanités de la Manouba 2012/2013 II.

Stretching Un meilleur stretching est obtenu lorsque les pixels sont répartis d’une manière gaussienne sur l’axe des abscisses.

Nous allons faire un stretching sur les trois bandes de l’image (RVB).

Les imprimés écrans suivant expliquent comment ce faire. 1.

Cliquez sur « Enhance », ensuite sur « Interactive Stretching ». La fenêtre interactive de stretching apparaît.

Elle comprend les deux histogrammes d’entrée et de sortie. 8 Mohamed KORTLI Mastère 2 Géomatique Faculté des Lettres, des Arts et des Humanités de la Manouba 2012/2013 3.

Laissez la bande rouge cochée par défaut et placez le curseur de la souris dans l’ihstogramme d’entrée sur la ligne verticlae pointillée et faites-la glisser à droite ou éventuellement à gauche de façon à obtenir une répartition gaussienne des pixels au niveau de l’ihstogramme de sortie. 4.

Cliquez sur le bouton « Apply » pour appliquez le stretching choisi. 9 Mohamed KORTLI Mastère 2 Géomatique Faculté des Lettres, des Arts et des Humanités de la Manouba 2012/2013 L’image change et on aura un paysage différent avec apparition d’autres éléments en plus de la végétation à savoir terrain nu et eau. 10 Mohamed KORTLI Mastère 2 Géomatique Faculté des Lettres, des Arts et des Humanités de la Manouba 2012/2013 5.

Enregistrer l’image stretchée en procédant comme suit : 6.

Dans la fenêtre qui apparaît, cliquez sur « Choose » pour choisir le nom du fichier de sortie (dans notre cas on a choisi le nom : Stretching_Bande R). 7.

Cliquez sur OK. 11 Mohamed KORTLI Mastère 2 Géomatique Faculté des Lettres, des Arts et des Humanités de la Manouba 2012/2013 6 7 Le logiciel commence à enregistrer l’image stretchée 12 Mohamed KORTLI Mastère 2 Géomatique Faculté des Lettres, des Arts et des Humanités de la Manouba 2012/2013 8.

Effectuer les stretching des deux autres bandes restantes (bande verte et bande bleue) en procédant de la même manière que précédemment. a) Stretching de la bande verte (G) : - Histogramme : - Image stretchée de la bande verte (G) : 13 Mohamed KORTLI Mastère 2 Géomatique Faculté des Lettres, des Arts et des Humanités de la Manouba 2012/2013 b) Stretching de la bande bleue (B) : - Histogramme - Image stretchée de la bande bleue (B) : 14 Mohamed KORTLI Mastère 2 Géomatique Faculté des Lettres, des Arts et des Humanités de la Manouba 2012/2013 III.

Classification Nous allons réaliser une classification non supervisée et une classification supervisée. La classification non supervisée : elle s’appelle aussi classification non dirigée ou classification automatique.

Dans ce type de classification, il suffit de choisir la méthode de classification (par exemple selon la moyenne ou selon la méthode des seuils, etc.) et laisser le logiciel faire la classification d’une manière automatique. La classification supervisée : elle s’appelle aussi classification dirigée.

Contrairement à la classification automatique, la classification supervisée se base sur la vérité du terrain et nécessite la délimitation au préalable, de zones dites zones d’entraînement.

C’est en se référant à ces zones que le logiciel ENVI va interpréter et classifier les autres zones. Dans ce qui suit, nous présentons des imprimés d’écrans montrant les différentes étapes à suivre, sous ENVI, pour réaliser ces deux types de classification. III.1.

La classification non supervisée : a) Classification non supervisée (IsoData) : 1.

Sous le menu classification, cliquez sur « Unsupervised » et choisir la méthode de classification voulue.

Dans notre cas, on va choisir la méthode « IsoData ». 2.

Cliquez sur la partie de l’image sur laquelle, vous voulez réaliser la classification et cliquez sur OK. 15 Mohamed KORTLI Mastère 2 Géomatique Faculté des Lettres, des Arts et des Humanités de la Manouba 2012/2013 3.

Cliquez sur « Choose » pour choisir le chemin d’enregistrement.

Cliquez sur OK 16 Mohamed KORTLI Mastère 2 Géomatique Faculté des Lettres, des Arts et des Humanités de la Manouba 2012/2013 4.

Dans la liste des bandes valables, cliquez sur « ISODATA (partie de l’image) », sur « New display et enfin sur « Load ».

L’image classifiée d’une manière non supervisée par la méthode IsoData s’affiche.... »