Fusion d’images multi-spectrales et panchromatiques: application en télédétection satellitaire

Abstract

Les satellites sont très utilisés pour l’observation de la terre. On distingue deux types de capteurs qui peuvent être portés à bord du satellite ; les capteurs actifs (radars) et passifs. Nous nous intéressons aux capteurs passifs qui, selon leurs bandes passantes, nous délivrent des images dans le domaine du visible et de l’infrarouge. Les images délivrées par ces capteurs sont définies sur des résolutions spatiales différentes et dépendent du pas d’échantillonnage (ou taille du pixel au sol). Les capteurs capables de nous délivrer des images de résolution spatiale élevée et de basse résolution spectrale, dites images Panchromatiques PAN, intègrent l’énergie radiative incidente à leurs entrées sur une large bande en longueur d’onde. Par contre, les capteurs embarqués sur ces mêmes satellites et qui nous délivrent des images à basse résolution spatiale intègrent l’énergie radiative incidente à leurs entrées sur des bandes beaucoup plus étroites du spectre et nous délivrent les images Multi-Spectrales MS. Les images MS sont à résolution spectrale élevée au détriment de la résolution spatiale. L’observation d’une même zone géographique s’effectue à partir d’une paire d’images. L’une de résolution spatiale élevée, alors que l’autre de bonne résolution spectrale (information couleurs). Comme la haute résolution spectrale et la haute résolution spatiale sont contenues dans ces deux images, il s’agit alors de construire une image qui possède la résolution spatiale de la PAN et spectrale de la MS.

Un état de l’art de la fusion est présenté dans cette thèse. Nous avons montré que ces méthodes se subdivisent en 3 types de méthodes: - les méthodes de type projection-substitution, - les méthodes de type contribution spectrale relative, - les méthodes de type ARSIS (Amélioration de la Résolution Spatiale par Injection de Structures). Nous avons ainsi mis en œuvre 09 méthodes (3 de chaque type). Une comparaison des différentes méthodes nous a permis de mettre en reliefs leurs biais et avantages. Nous avons opté pour les méthodes de type ARSIS qui présentent de meilleures performances spatiales et spectrales comparativement aux deux autres types de fusion. Ainsi, en se basant sur une étude critique des méthodes de type ARSIS, nous avons proposé une méthode de fusion. La méthode proposée (que nous avons nommée FUFSER) a été comparée aux autres méthodes. Une étude statistique et visuelle, sur les produits de fusion obtenus par différentes méthodes, a été effectuée. La méthode proposée FUFSER présente de meilleures performances spatiales et spectrales