[Tsunami 5] [Expérimentations]
Le tsunami à Banda Aceh
- Une source de données adaptée : L'imagerie
satellitaire
Les seules sources de données qui permettent, dans le cadre d'un SIG,
d'étudier un événement comme le tsunami, sont la photographie
aérienne et l'imagerie satellitaire. Depuis une trentaine d'années les
images satellitaires se sont imposées, et ont donné naissance à une
nouvelle discipline scientifiques, la Télédétection.
- Qu'est-ce-qu'une image satellitaire ? Tout objet à la
surface de la terre émet (en fonction de sa chaleur) un "Rayonnement
Electromagnétique" (RÉM). Celui-ci peut provenir de
l'objet lui-même (en fonction de sa chaleur par exemple), il peut
être le résultat de l'interaction avec une source de rayonnement
extérieur (le Soleil principalement). Le Rayonnement Électromagnétique
se propage dans le vide comme à travers la matière sous forme
d'ondes ayant des caractéristiques différentes (amplitude,
longueur, fréquence, etc...). On appelle l'ensemble des ondes le spectre
électromagnétique. En télédétection on utilise
essentiellement le spectre visible (du violet au rouge) et la
gamme de l'infrarouge. Lorsqu'un corps terrestre réfléchit un
rayonnement reçu d'un source extérieure, il le modifie selon des
paramètres liés à sa nature (composition physico-chimique). Par
exemple les ondes du Proche Infrarouge (PIR) sont absorbées par
l'eau et réfléchies par la végétation. On dit qu'il possède
une signature spectrale. C'est cette propriété qui est
exploitée en télédétection terrestre, fournissant une masse
considérable d'informations sur la surface du globe.
- Comment travaille un satellite de télédétection ? Les
satellites de télédétection peuvent être des satellites géostationnaires
(pour la météorologie) ou à défilement. Ceux-ci sont en
général situés à une altitude comprise entre 500 et 800 km,
sur une orbite héliosynchrone (l'orbite conserve un angle constant par rapport au plan orbital de la Terre autour du Soleil,
ce qui permet au satellite de passer au même endroit à la même
heure locale). L'appareil, embarqué sur le satellite, et qui
assure la mesure des ondes électromagnétiques, s'appelle un
capteur. Celui-ci, en fonction de ses caractéristiques,
déterminera quelles ondes seront captées, la largeur du champ
balayé (la fauchée), la résolution de l'image (la surface
représentée par un pixel).
Les satellites de télédétection sont très nombreux, les plus
connus sont la gamme Landsat (USA), Spot (France), Ikonos (USA)...
Précisons un peu les choses pour ces trois gammes de
satellites.
- Les satellites Landsat - Lancés à partir de 1972,
gérérs par le NOAA américain, ils sont placés sur une altitude
de 700 km avec une répétitivité de 16 jours (ils passent au
même endroit tous les 16 jours). Depuis la version 4 les
satellites Landsat embarquent un capteur "Thematic
Mapper" qui permet l'acquisition de données sur une large
gamme d'ondes (8 canaux du violet à l'infrarouge) à une
résolution de 28,5 mètres pour un pixel. On en est à la version
7 (mais l'ensemble des images Landsat 5 ont été mis dans le
domaine public et sont librement téléchargeables. Voir la page Données
sur le site).
- Les satellites Spot - Le système Spot (Système
Probatoire d'Observation de la Terre) est une série de satellites d'observation de la Terre qui ont été conçus et lancés par le Centre National d'Études Spatiales (CNES) de la France, avec l'aide de la Belgique et de la Suède.
Spot-1 a été lancé en 1986, on en est depuis 2002 à la version
5. Les satellites Spot sont placés, à une altitude de 822 km,
sur une orbite polaire, circulaire et héliosynchrone; Ils
survolent la terre en tous points au cours d'un cycle de 26 jours.
Grâce à leurs capteurs HRV (Haute Résolution Visuelle) ils
peuvent travailler en mode panchromatique monospectral (image en
niveaux de gris) ou multispectral (4 canaux pour Spot 4 et 5 :
vert, rouge, Proche Infrarouge et Moyen Infrarouge). Leurs
capteurs à barettes peuvent être dépontés et donc prendre des
images "en oblique", ce qui leur donne une fauchée de
60 à 80 km. D'une résolution de 20 mètres à l'origine (10
mètres en mode monospectral) les images Spot atteignent
désormais une résolution de 2,5-5 mètres avec Spot 5. Cette
très bonne résolution couplée à la large fauchée est le grand
atout de Spot. Une information approfondie est disponible sur le
site du CNES et de la société Spotimage.
- Les satellites Ikonos : Lancé à partir de 1999, à une
altitude de 680 km sur une orbite polaire héliosynchrone, il se
caractérisent par une fauchée réduite (images couvrant une zone
de 11 km sur 11) mais une très haute résolution (de 1 mètre
pour un pixel en mode monospectral à 4 mètres en mode
multispectral avec 4 canaux). Le satellite Ikonos passe au dessus
du même point à la surface du globe avec une fréquence de 3
jours.
==> Nous recommandons le site "Obter"
sur Educnet
pour une information approfondie sur la télédétection.
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Cette image Landsat 7, prise le 30 décembre 2004 à 16 heures (heure
locale), grâce à sa réolution "moyenne" de 28,5 mètres,
nous donne une vue d'ensemble de la province d'Aceh, au Nord de Sumatra.
L'image a été construite à partir de 3 canaux (Canaux TM7
(Infrarouge), TM4 (proche infrarouge), TM2 (vert) : ceux-ci favorisent
la représentation la végétation et l'humidité dans le sol) et met
assez bien en évidence la zone submergée par le Tsunami (au Nord-Ouest
vers la ville de banda Aceh, mais aussi sur la côte Ouest par exemple).
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L'image Spot 2 ci-dessous a été prise le 29 décembre 2004 ; d'une
résolution de 20 mètres elle apporte des informations plus
détaillées que l'image Landsat. C'est une image en "fausses
couleurs" (la "composition colorée" standard de Titus).
Chaque pixel de l'image est construit à partir des valeurs
radiométriques des trois canaux XS3 (PIR), XS2(Rouge), XS1(Vert) ; dans
une telle composition la couleur rouge signale la végétation, l'eau
est représentée par une palette allant du bleu au noir. Le blanc
signale les nuages au moment où le satellite est passé sur la zone.
Sur cette image on distingue clairement la zone submergée, sur une
profondeur de 4 km à Banda Aceh, et l'ancienne ligne de côte. |
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L'illustration ci-dessous est constituée de trois images Ikonos (images
multispectrales à 2 mètres de résolution datées du 29 décembre, 5
jours après la catastrophe) calées sur une carte topographique au
250000ème de la région de Banda Aceh. Ces trois images (qui
couvrent les villes d'Aceh et de Lhonga, la côte au sud de Lhonga),
mises en relation avec une image datée d'avant le tsunami et avec les
cartes topographiques au 1/50000 (même si elles sont anciennes)
permettent aux élèves une étude précise des événements.
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