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L'observation de la Terre depuis l'espace

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Objectif
La structure et l'évolution des enveloppes externes de la Terre (atmosphère, hydrosphère, biosphère, lithosphère) s'ont de plus en plus étudiées à partir d'images satellitales.
1. Les principes de la télédétection
a. Les satellites d'observation de la Terre
On distingue deux grandes catégories de satellites en fonction des caractéristiques de leur orbite :
– les satellites géostationnaires (Météosat, etc.) : fixes par rapport à un point sur la Terre, et éloignés d'environ 36 000 km ;
– les satellites à défilement (Landsat, Spot, NOAA,etc.) : mobiles, en rotation autour de la Terre, balayant l'ensemble de la surface du globe et proches de la Terre (850 km environ).

Les satellites possèdent des capteurs (radars, radiomètres) qui leur permettent de mesurer le rayonnement renvoyé par les différents objets et ce, pour différentes longueurs d'ondes.

Doc. 1. Orbites de satellites d'observation.



Doc. 2. Caractéristiques des satellites Météosat, NOAA et Spot.



b. Qu'est-ce qu'une image satellitale ?
Une image satellitale est une image numérique, c'est-à-dire un ensemble de valeurs, et non une photographie ; chaque valeur correspond à une réflectance, ou à une luminance, mesurée pour une unité de surface appelée pixel.
Pour traduire cette image numérique en image colorée et parlante, il faut utiliser un logiciel de traitement des données.
c. Le traitement des données
Il consiste à attribuer une couleur donnée en fonction de la valeur mesurée par le capteur. Selon les méthodes de traitement utilisées, une même image satellitale peut prendre des aspects différents.
d. L'interprétation des images satellitales
Pour pouvoir interpréter et utiliser correctement une image satellitale, il faut bien noter la longueur d'onde dans laquelle ont été faites les mesures et avoir une idée du traitement qui a été appliqué aux données.
Chaque objet est caractérisé par sa signature spectrale, c'est-à-dire par sa réflectance ou luminance dans différentes longueurs d'ondes ; il peut donc être ainsi identifié.

Doc. 3. Obtention d'une image satellitale.



2. Les informations fournies par les images satellitales
Elles permettent de mieux connaître la structure des enveloppes externes de la Terre et de suivre leur évolution :
– l'atmosphère : formations nuageuses, mouvements, température de l'air, pollution, etc. ;
– l'hydrosphère : température des océans, niveau de la mer, hauteur des vagues, pollution, etc.&nsp;;
– la lithosphère : repérage des grandes structures géologiques (chaînes de montagne), suivi des éruptions volcaniques ;
– la biosphère : suivi de la végétation sur les continents : forêts, cultures, etc., dans les océans : abondance du phytoplancton, etc.
L'essentiel

L'apport de l'imagerie satellitale est fondamental pour suivre l'évolution des enveloppes externes de la Terre ; elle permet notamment de mieux aborder l'étude de l'environnement global de la planète.

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