CNES - Rapport de Stage - dpi96

epsa0 - Earnal

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Description

mémoire - matière potentielle : fin d' études
rapport de stage - matière potentielle : mémoire de fin d' etudes amélioration du prétraitement radiométrique
mémoire - matière potentielle : fin d' études arnal

mauvaise correction
filtre tdi
pelican
logiciel pour les images des caméras aéroportées
réflexions hublot - filtre
décalages moyen
import des données
service qualité
services de qualité
service de qualité
image
images

Sujets

Rapport de stage
Mémoire de Fin d'Etudes

Amélioration du prétraitement radiométrique et géométrique
des images aéroportées PELICAN

Stagiaire : ARNAL Etienne
Promotion : ISEN Toulon 2007
Tuteur Industriel : FJØRTOFT Roger
Tuteur Académique : INACIO Frédérique Mars à Août 2007 RESUME ABSTRACT

Le système aéroporté PELICAN, développé The airborne camera PELICAN, developed
conjointement par l'IGN, l'ONERA et le CNES, jointly by IGN, ONERA and CNES, permits the
permet d'acquérir des images optiques de très acquisition of optical images of very high
haute résolution. Ces images sont utilisées par le resolution. These images are used by CNES to
CNES pour étudier la qualité image de futurs assess the image quality of future earth
satellites d'observation tels que Pléiades au observation satellites such as Pleiades. Before
travers de simulations. Avant d'être utilisées, les they are used, the PELICAN images undergo a
images PELICAN subissent un certain nombre de certain number of radiometric and geometric
prétraitements radiométriques et géométriques. preprocessing steps. The purpose of the training
Le but du stage était d'améliorer ces period was to improve the preprocessing
prétraitements à différents niveaux. software at different levels.
En ce qui concerne la radiométrie, Concerning the radiometry, the
l'égalisation des acquisitions peut être améliorée equalization of the acquisitions can be improved
par la prise en compte de l'évolution temporelle by taking the temporal evolution of the dark
des niveaux d'obscurité à l’aide de dix colonnes current into account, using the ten columns of
du capteur qui ne sont pas exposées à la lumière. the sensor that are not exposed to light. An
Un filtrage adaptatif des fichiers d’égalisation adaptive filtering of the equalization files allows
permet de mieux compenser les problèmes liés better compensation of the problems related to
aux poussières en tenant compte de la dust by taking the Time Delay Integration effect
compensation de filé. Une méthode pour into account. A method that permits to detect
détecter plus finement les pixels aberrants est abnormal pixels more finely is also proposed.
également proposée. As to the geometry, the estimation of line
Pour la partie géométrie, le calcul des and column shifts on weakly textured zones
décalages sur les zones peu texturées (mer, (water) leads to registration problems, because
champs agricoles…) pose des problèmes, car les the correlation coefficients are weak and the
coefficients de corrélation y sont faibles et absence of homologous points makes the
l'absence de points homologues perturbe le polynomial model diverge. The registration can
modèle polynomial. La registration peut être be made more robust with an adaptive filter
rendue bien plus robuste à l'aide un filtrage imposing average shifts in weakly textured zones.
adaptatif imposant les décalages moyens sur ces The average shifts are computed from well-
zones. Ces décalages moyens sont calculés à textured images of the same flight axis.
partir d'images bien texturées du même axe. Analysis of the acquisitions of the last
L'analyse de la dernière campagne airborne campaign (October 2006) has allowed
(octobre 2006) a permis de démontrer les us to validate the improvements brought by
améliorations obtenues grâce à ces méthodes. these methods.

Mots clés : Prétraitement d’image, Keywords: Image preprocessing, high
imagerie aéroportée haute résolution, correction resolution optic airborne camera, radiometric
radiométrique, co-registration d’images. correction, co-localization of images.

Mémoire de fin d’études
ARNAL Etienne Page 2
RESUME FHES

Pour mon mémoire de fin d’études, j’ai eu l’opportunité de travailler à Centre National
d’Etudes Spatiales. En plus d’un acquis scientifique pointu, je me suis intégré dans le monde du
travail et mes choix de carrière se sont affinés.

• Le monde du travail.

J’ai travaillé dans le domaine du traitement d’image au CNES, avec des ingénieurs et des
chercheurs du service Exploitation Image et Instrument. Ce stage m’a appris beaucoup sur les
relations entre les employés et sur la gestion de projets.
Au cours de mon stage, je devais mettre en place des améliorations sur le logiciel PELICAN.
Ce logiciel est utilisé pour traiter les images, juste après une campagne d’acquisition. Il a été
développé par une société de services et par conséquent ils sont les seuls à pouvoir faire des
modifications. Heureusement, j’ai pu installer le logiciel sur une autre machine et j’ai pu y intégrer
plusieurs améliorations. Mais ces modifications ne peuvent pas être utilisées, car elles devront
d’abord faire l’objet d’une validation par la société de services. J’ai ainsi découvert le fonctionnement
et les relations avec les sociétés de service, vu du coté client.
Durant mon stage, mon maître de stage était très occupé par la calibration et la validation
en vol des données de l’instrument IASI embarqué à bord du satellite METOP. Il n’a donc pas pu être
toujours derrière moi et j’ai appris à prendre des initiatives pour enrichir le contenu de mon stage.

• Mon avenir professionnel.

J’ai toujours été très attiré par le domaine de la recherche. En juin, l’ONERA m’a proposé une
thèse ayant attrait à la détection de l’humidité du sol à partir de données aéroportée optiques. Après
deux entretiens j’ai été obligé de refuser la thèse car le sujet ne me semblait pas assez porteur. C’est
une grande déception pour moi mais j’espère avoir une autre opportunité l’année prochaine.
Je garde toujours ma passion première pour l’acoustique mais j’ai acquis à travers mes stages
une bonne expérience en traitement des images satellites. J’ai découvert qu’il existe des entreprises
dans lesquels tous les employés sont liés par une passion commune (et transmissible !). C’est très
agréable et très motivant.

Mémoire de fin d’études
ARNAL Etienne Page 3
REMERCIEMENTS

Je tiens à remercier Roger FJØRTOFT pour m’avoir accueilli et soutenu au sein du service
DCT/SI/EI et pour l’ensemble des connaissances et expériences dont il a su me faire profiter.
Un grand merci à Jérôme RATIER, le principal utilisateur du logiciel PELICAN, pour avoir mis à
ma disposition les données brutes de la dernière campagne.
Je remercie Joël DUFFAUT du Département d’Optique Théorique et Appliquée (DOTA/POS)
de l’ONERA et Christian THOM du Laboratoire d’Opto-Electronique et de Micro-Informatique (LOEMI)
de l’IGN pour leurs aides sur l’instrument PELICAN et sur les méthodes d’égalisation des données.
Je remercie aussi Jean Marc DELVIT pour son explication à propos de l’aérotriangulation et
Christophe LATRY du service Qualité Image pour ses conseils.
Enfin, je remercie l’ensemble du personnel du service DCT/SI/EI pour leur accueil, leur
disponibilité et leur bonne humeur tout au long de mon stage.

DIFFUSION

NOM ADRESSE NB
ARNAL Etienne 1695 av de la Résistance, 83000 Toulon 1

FJØRTOFT Roger CNES DCT/SI/EI – bpi 901 1
18 av Édouard Belin, 31401 Toulouse Cedex 09
INACIO Frédérique L2MP ISEN Maison des Technologies 1
Place Georges Pompidou, 83000 Toulon

Mémoire de fin d’études
ARNAL Etienne Page 4
TABLE DES MATIERES

Table des illustrations…………………………………………………………………………………………………………………………7
Liste des abréviations…………………………………………………………………………………………………………………………9
I. Objectifs du stage ............................................................................................................. 11
A. Plan de travail .......................................................................................................... 11
B. Outils informatiques................................................................................................. 11
C. Gestion du temps ..................................................................................................... 12
D. Gestion des coûts............................................................................................