1- Présentation
  2-Contexte
  3-Le modèle DART
  4-Télécharger
  5-Images & Vidéos

DART modélise le transfert radiatif dans le système "Terre - Atmosphère”, du visible à l'infrarouge thermique. Il simule les images satellite/avion de capteurs passifs et actifs (Lidar), ainsi que le bilan radiatif, de tout paysage urbain et naturel. Cette simulation peut être réalisée :

  1. pour toute configuration expérimentale (atmosphère, relief, forêt, culture, date,...)
  2. et instrumentale (résolutions spatiale et spectrale, direction de visée,…).

Ce modèle est très utile pour l'étude et suivi des surfaces terrestres à partir de mesures de télédétection.

DART est breveté. L'Université Paul Sabatier et le CNES supportent son développement au CESBIO depuis 1992, avec pour objectif que DART soit un modèle de référence. L'Université Paul Sabatier le distribue sous forme de licence libre pour la Recherche et pour l'enseignement de la télédétection et du bilan radiatif. Il est utilisé par plus d'une centaine de Centres spatiaux (CNES, NASA,…) et d'Universités (France, USA, Canada, Australie,…).

Contact au CESBIO : Jean-Philippe.Gastellu-Etchegorry


Simulation DART de couvert arboré

 

 

Contexte

L'étude du fonctionnement des surfaces terrestres implique de comprendre les mécanismes énergétiques et biophysiques qui affectent ces surfaces. Ainsi, le rayonnement absorbé dans le domaine spectral du visible par les couverts végétaux est la source d'énergie majeure de leur activité photosynthétique.

De par sa capacité d'observation synoptique à diverses échelles de temps et d'espace, la télédétection satellite et avion est un outil nécessaire et unique pour l'étude et le suivi des surfaces terrestres.

L'approche classique consiste à traduire les mesures de télédétection en termes de quantités biophysiques pertinentes : albédo du paysage et/ou des composants du paysage, caractéristiques de la végétation (surface foliaire, stade végétatif,...), etc. Ce rôle de traduction est assuré par les modèles dits de télédétection qui simulent les mesures de télédétection. En pratique, il est mal assuré, car la plupart des modèles existants sont trop imprécis du fait des fortes simplifications de leurs méthodes physico-mathématiques et de leur simulation des surfaces terrestres et de l'atmosphère. Le modèle DART évite ces simplifications. .

 


Le modèle DART

DART simule avec précision le bilan radiatif et les mesures satellite/avion des paysages naturels et urbains, pour toute configuration expérimentale (date, relief, atmosphère, forêt, bâti urbain, culture,…) et instrumentale (résolutions spatiale, spectrale et temporelle,…).

Pour cela, il simule le transfert radiatif (i.e., propagation du rayonnement) dans le système Terre - Atmosphère, à toute longueur d'onde du visible à l'infrarouge thermique, avec une approche qui combine le suivi de rayons et la méthode des ordonnées discrètes. Sa précision a été validée (expérience RAMI,…). Des publications et documents qui présentent sa théorie et ses applications sont accessibles ici.

DART crée ces paysages et/ou les importe en tant qu'objets 3D (arbre, maison,…). Tout paysage est une matrice 3D de cellules qui peuvent contenir plusieurs types d'éléments :

  • Matière trouble : végétation foliaire (arbre, herbe,...), atmosphère, pollution, eau, suie...
  • Triangles : surfaces opaques ou translucides (relief, éléments foliaires, ligneux et urbains,...).

DART est conçu pour les systèmes Linux et Windows. Il opère avec des bases de données SQL pour ses données d'entrée (atmosphère, propriétés optiques des matériaux,…) et pour stocker ses résultats. Il a une interface graphique avancée pour saisir les données d'entrée et afficher les résultats.

· Principaux produits DART

Images de capteurs satellite / avion passif et actif (Lidar) : très utile pour

  1. études de sensibilité (e.g., : quel est l'impact du relief sur la réflectance, température de brillance et forme d'onde Lidar ?),
  2. conception de futurs capteurs et (3) stratégies d'inversion de mesures de télédétection en termes de paramètres biophysiques de surface (LAI,...).


Bilan 3-D des rayonnements absorbés, diffusés, interceptés et émis : entrée essentielle pour modéliser le fonctionnement (activité photosynthétique,…) des surfaces terrestres.

· Principaux outils DART

- Affichage des images et formes d'onde Lidar 1D/3D simulées.
- Lancement de séquences de simulations avec des paramètres variables (date, LAI,..). Ceci permet de créer des LUTs (Look Up Tables) de réflectance et de température de brillance.
- Spectres de réflectance et de température de brillance.
- Réflectance et température de brillance pour les bandes spectrales des capteurs spatiaux.
- Importation et gestion d'objets 3D naturels (mais, blé,...) et urbains.
- Correction des effets topographiques sur les images de télédétection.
- Analyse des bilans radiatifs 3D.
- Création d'objets 3D en tant qu'ensemble d'objets 3D.

 

 

Télécharger

Télécharger : licence, code, documents, exercices, publications,…

Lien pour obtenir la licence DART

DART est distribué par l'Université Paul Sabatier. Il est gratuit pour la recherche publique. Vous devez d'abord vous inscrire pour obtenir la licence gratuite. Cette licence doit être complétée et signée par le représentant de votre entreprise.

Vidéos

FOREST


Tharandt2 par cesbio_clp

Video based on DART simulated images of an airborne red/green/blue radiometer above a forest in Switzerland.

Simulations were generated using in-situ and airborne laser measurements (ESA STSE project "3DVegetationLaboratory") of Remote Sensing Laboratories, University of Zurich, Switzerland.

Many thanks go to Fabian Schneider, Felix Morsdorf and Michael Schaepman (all RSL).

LIDAR
Terrestrial Lidar par cesbio_clp

Video based on DART simulations of a 1st order return of a terrestrial lidar, for a forest with topography. The color indicates the amplitude of the Lidar signal.

URBAN
Toulouse par cesbio_clp
Video based on DART simulated images of an airborne red/green/blue radiometer above Toulouse, France. Simulations were generated using the urban data base of Toulouse town hall.