THÈSE - Recherche - IGN

d’intensité. La calibration des données permet de diminuer, voire d'annuler, l’effet des
paramètres géométriques et environnementaux et d’obtenir une grandeur physique exploitable
similaire à une réflectance. Signalons que des mesures d’intensité non corrigées, ou
partiellement corrigées, sont utilisées par certains auteurs pour classer les surfaces
(végétation, glaciers, bâtiments, routes…) et détecter les objets (Song et al., 2002 ; Arnold et
al., 2006 ; Donoghue et al., 2007 ; Chust et al., 2008).
Il existe plusieurs modèles de correction radiométrique. Kaasalainen et al. (2009)
présentent une méthode de calibration des données d’intensité LiDAR qui utilise différentes
surfaces de référence dont la réflectance, à la longueur d’onde du laser, est connue. Höfle &
Pfeifer (2007) ont étudié l'influence de la géométrie et de l'atmosphère sur le signal retour à
l’aide d’un modèle empirique. L’estimation des paramètres optimaux de correction se fait par
minimisation au sens des moindres carrés à partir de données acquises au-dessus de surfaces
homogènes. Une dernière approche exploitant les propriétés physiques de l’équation radar est
présentée par Coren & Sterzai (2006) et Höfle & Pfeifer (2007). Elle consiste en trois étapes :
1) L’intensité enregistrée pour une distance capteur-cible est normalisée par rapport à
une distance standard (Eq. 2.48).
2) En supposant que la surface est lambertienne, un terme de correction en /
permet de s’affranchir des effets de la pente locale.
(2.49)
avec l’intensité normalisée.
3) Les deux équipes adoptent une stratégie différente pour l’estimation du coefficient
d’atténuation atmosphérique. Ce dernier tient compte de la diffusion et de l’absorption
des photons par les aérosols et les molécules gazeuses présents dans l’atmosphère. La
diffusion domine à la longueur d’onde du LiDAR topographique (1064 nm) (Kim et al.,
2001). Le coefficient est généralement décrit par une loi de Beer-Lambert où le
signal décroît exponentiellement (Eq 2.50).
(2.50)
avec un coefficient d’extinction variant avec la longueur d’onde. Typiquement, la
valeur du coefficient d’atténuation oscille entre 0,1 (0,43 dB/km) en condition de ciel
clair (sans nuage) et 1 (4,3 dB/km) en présence de brume ou de brouillard (Kim et al.,
2001). En étudiant la décroissance des amplitudes rétrodiffusées sur une surface
homogène, une fois les effets géométriques (étapes 1 et 2) corrigés, Coren & Sterzai
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