2.2. Historique de la télédétection

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L’histoire des techniques de la télédétection peut être découpée en cinq grandes époques :

1. De 1856, date à laquelle, pour la première fois, un appareil photographique a été installé de façon fixe à bord d’un ballon, à la première guerre mondiale, se déroule l’époque des pionniers, pendant laquelle sont explorées les possibilités de la photographie aérienne verticale pour la cartographie ; les lois fondamentales de la stéréoscopie et de la photogrammétrie sont découvertes à la fin du XIXe siècle.

2. De la première guerre mondiale à la fin des années 50, la photographie aérienne devient un outil opérationnel pour la cartographie, la recherche pétrolière, la surveillance de la végétation. On assiste à un progrès continu de l’aviation, des appareils photographiques et des émulsions (couleur, infrarouge noir et blanc, infrarouge fausse couleur). Les méthodes de la photo-interprétation sont précisées et codifiées.

3. La période qui commence en 1957 et s’achève en 1972 marque les débuts de l’exploration de l’Espace et prépare l’avènement de la télédétection actuelle. Le lancement des premiers satellites, puis de vaisseaux spatiaux habités à bord desquels sont embarqués des caméras, révèle l’intérêt de la télédétection depuis l’espace. Parallèlement, les radiomètres-imageurs sont mis au point et perfectionnés, de même que les premiers radars embarqués à bord d’avions. La première application opérationnelle de la télédétection spatiale apparaît dans les années 60 avec les satellites météorologiques de la série ESSA.

4. Le lancement en 1972 du satellite ERTS (rebaptisé ensuite Landsat 1), premier satellite de télédétection des ressources terrestres, ouvre l’époque de la télédétection moderne. Le développement constant des capteurs et des méthodes de traitement des données numériques ouvre de plus en plus le champ des applications de la télédétection et en fait un instrument indispensable de gestion de la planète, et, de plus en plus, un outil économique.

5. Depuis les années 70, on assiste à un développement continu de la télédétection, marqué notamment par :

- l’augmentation de la résolution spatiale des capteurs.
- la diversification des capteurs qui utilisent des domaines de plus en plus variés et spécialisés du spectre électromagnétique.

Dans les années 90, on assiste ainsi à la multiplication des satellites équipés de capteurs actifs, radars en particulier. Dans le domaine du rayonnement visible et infrarouge, les capteurs à très haute résolution spectrale sont aujourd’hui d’utilisation courante dans leur version aéroportée et font leur apparition à bord de satellites.

- la diffusion des données sur une base commerciale, envisagée dès le lancement du programme SPOT en 1986, se traduit aujourd’hui par le lancement de satellites de télédétection par des sociétés privées. Les données de télédétection deviennent l’objet d’un marché concurrentiel. La diffusion accélérée et l’augmentation de la puissance des ordinateurs contribuent de façon continue à promouvoir de nouvelles méthodes d’utilisation des données toujours plus abondantes que fournit la télédétection spatiale.

Encadré 5 : Types de satellites et caractéristiques

LANDSAT

Le premier satellite de la génération LANDSAT a été lancé en 1972 par les USA. C’est le premier satellite d’observation de la Terre civil. Depuis, 7 satellites ont été lancés. Le lancement de LANDSAT 6 a échoué. Ces satellites suivent une orbite quasi-polaire et héliosynchrone à 920 km d’altitude pour LANDSAT 1 à 3, 705 km pour LANDSAT 4, 5 et 7.

Trois types de capteurs caractérisent ces satellites : MSS, TM et ETM+.

Le capteur Multi-Spectral Scanner (MSS) de type mécanique (6 détecteurs), embarqué depuis 1972 à bord de LANDSAT 1-3, ballait la surface de la Terre selon une normale à sa trace, soit d’est en ouest, sur une largeur de 185 km grâce à un miroir oscillant.

Le capteur Thematic Mapper (TM) est plus performant (16 détecteurs) que le MSS. Il est embarqué depuis 1982 à bord de LANDSAT 4 et 5.

Le capteur Enhanced Thematic Mapper (ETM+) qui est une version améliorée du capteur TM a été embarqué dans LANDSAT 7 dont le lancement remonte au 15 Avril 1999.

SPOT

Le premier satellite SPOT a été mis au point et lancé en 1986 par les Européens (France, Belgique, Suède). Après ce fut SPOT 2 en 1990, SPOT 3 en 1993, SPOT 4 en 1998 et SPOT 5 en 2002.

Actuellement seuls SPOT 2 et 4 sont en fonctionnement.

Les caractéristiques des satellites SPOT sont assez similaires. Les orbites quasi-polaires sont héliosynchrones. Leur altitude est d’environ 832 km et le cycle est de 26 jours.

Contrairement aux capteurs MSS et TM les capteurs HRV1 et 2 de SPOT balaient la surface de la Terre parallèlement à la trace du satellite.

IRS

L’Inde mène un programme spatial depuis les années 70. Deux satellites (IRS-1A en 1988 et IRS-1B en 1991) ont été lancés et embarquant un capteur LISS-1 et deux capteurs LISS-2. Ensuite ce fut le tour des satellites IRS-1C en 1995 et IRS-1D en 1997 avec à bord deux capteurs : un multi-spectral (LISS-3) et un capteur panchromatique (PAN).

KOSMOS

Les satellites russes KOSMOS embarquent 3 caméras analogiques à leur bord. Ils orbitent à une altitude approximative de 220 km. Selon leur focale, les photos ont une résolution au sol plus ou moins fine et couvrent une zone plus ou moins restreinte. Ces images sont toutes prises dans le visible en panchromatique. Par exemple, la caméra KVR 1000 a une résolution approximative de 2 à 3 m et couvre une zone de 40 km de côté.

IKONOS

Le premier satellite à très haute résolution spatiale (1 m), a été lancé par la société commerciale américaine Space Imaging le 24 septembre 1999 après une tentative infructueuse en avril. IKONOS 2 circule autour de la Terre à une altitude de 681 km, sur une orbite héliosynchrone inclinée à 98.1° sur l’Equateur.

Le capteur IKONOS est orientable en fonction des programmations, l’angle maximal d’incidence peut être de 51° dans le sens de la trace et/ou perpendiculairement à la trace. Le cycle théorique potentiel d’IKONOS est de 1.5 à 3 jours.

Les données IKONOS peuvent être enregistrées en deux modes de résolutions spatiales différentes : en mode panchromatique à 1 m et en mode multi-spectral à 4 m. La largeur de la trace au sol du capteur est de 11 km de côté. Les données sont disponibles avec une résolution radiométrique de 8 bits (256 niveaux de gris) ou 11 bits (2048 niveaux de gris).

QUIKBIRD

Le premier satellite QuickBird a été lancé en octobre 2001 par Vandenberg Air Force Base en Californie aux USA. A une altitude de 450 km il gravite autour de la Terre sur une orbite héliosynchrone avec une inclinaison de 98°. Il a un cycle de 1 à 3.5 jours selon l’altitude et une résolution spatiale de 70 cm. La largeur de la trace au sol du capteur est de 16.5 km de côté. Les données sont enregistrées en mode panchromatique et en mode multi-spectral.

ALOS

ALOS est le successeur des satellites JERS-1 (Japanese Earth Resources Satellite-1) et ADEOS (ADvanced Earth Observing Satellite).

Les données ALOS sont utilisées pour la cartographie et l’observation de la terre à l’échelle régionale, pour le suivi des ressources naturelles et des catastrophes naturelles et anthropiques.

Le satellite ALOS dispose de 3 instruments (capteurs) de télédétection :

• PRISM (Panchromatic Remote-sensing Instrument for Stereo Mapping) : un capteur panchromatique pour la cartographie en mode stéréo. Son application principale est la réalisation de modèles numériques d’élévation.
• AVNIR2 (Advanced Visible and Near Infrared Radiometer type 2) : un capteur multispectral destiné à l’observation de l’occupation du sol
• PALSAR (Phased Array type L-band Synthetic Aperture Radar) : un capteur actif dans le domaine des micro-ondes destiné à l’observation de la surface terrestre jour/nuit par temps clair ou couvert nuageux.

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