Signatures spectrales d'objets en teledetection Spectral ... · Signatures spectrales d'objets en teledetection Spectral signatures of objects in remote sensing Colloque international

INTERNATIONAL SOCIETY FOR PHOTOGRAMMETRY AND REMOTE SENSINGSOCIETE INTERNATIONALE DE PHOTOGRAMMETRIE ET TELEDETECTION

Signatures spectrales d'objetsen teledetection

Spectral signatures of objectsin remote sensing

Colloque internationalInternational colloquium

Avignon (France), 8-11 Septembre 1981

Table des matieres

Contents

INTRODUCTION

THEME I / TOPIC I

DETERMINATION DES PROPRIETES SPECTRALES DES OBJETS : MATERIEL ET METHODESDETERMINATION OF SPECTRAL PROPERTIES OF OBJECTS : EQUIPMENTS AND METHODS

Communications presenters en seance pleniere.Communications submitted during plenary session.

G.I.I. The C.C.R.S. Visible infrared spectroscopy laboratorysignificant results from three years operation.Les principaux resultats obtenus par le laboratoire despectroscopie du C.C.T apres trois ans de fonctionnement.F.J. AHERN, R.J. BROWN, K.P.B. THOMSONCentre for remote sensing (Canada)K. STAENZ. Geographisiches institut der UniversitatZurich (Suisse) 25

G.I.2. Spectral signatures of substances responsible for thechange in ocean color.Signatures spectrales des substances responsables duchangement de couleur de I1ocean.A. BRICAUD, S. SATHYENDRANATH. Laboratoire de physiqueet chimie marines. Universite Pierre et Marie Curie.Villefranche-sur-Mer (France) 41

G.I.3. Angular reflectivity and emissitivity of natural mediain the thermal infrared band.Reflectivite et emissivite angulaires de milieux naturelsdans 1'infra-rouge thermique.F. BECKER. Universite Louis Pasteur. Strasbourg(France) 57

G.I.4. Simulations radiometriques de SPOT, resultats d'expe-riences sur la vegetation et sur' les sols.SPOT Radiometric simulations, results of experimentson vegetation and soils.G. SAINT, A. PODAIRE, I. ANGLADE, C.N.E.S.Toulouse (France) 73

Communications presentees en seance par affichageCommunications submitted during the poster session.

P.I.I. Proprietes optiques des limbes d'olivier (Olea europacv Picholine) en fonction de leur age et de 1'etatde production des arbres pendant la phase phenologiquede repos vegetatif.Optical properties of olive-tree limbs (Olea europacv Picholine) in function of their age and biannualbearing of trees during the phenological stage of,vegetative rest.Ch. BALDY. A. TRIGUI. INRA Avignon (France) 85

P.I.2. Adaptation fine des bandes spectrales du satellite SPOTaux caract6ristiques spectrales des objets observesFine adaptation of the SPOT satellite spectral bands tothe spectral characteristics of observed objets.G. BEGNI. Centre national d'Etudes Spatiales Toulouse(France) 95

P.I.3. Determination des variations de la couleur du feuiliagede quelques ombelliferes en fonction de Vage et de lavariete, consequences sur le comportement de Psilarosae Fab. (Diptere psilidae).Determination of leaves colour variation of some ombe-lliferous in function of their age and of the variety,consequences on the behaviour of Psila rosae Fab.E. BRUNEL. I.N.R.A. Rennes le Rheu (France).J. FREULER Station de Recherches Agronomiques de Changins(Suisse). J. DUCHESNE E.N.S.A. Rennes (France) 107

P.1.4. Signatures spectrales de mineral's nickeliferes lateri-tiques.Spectral signatures of lateritic nicker ores.B.D. CERVELLE, M. MAQUET. A; BOTHOREL. Mineralogie etcristallographie. University de Paris VI (France) 117

P.I.5. A spectrometer to determine soil coverage and biomassin situ.Un spectrometre pour determiner la couverture du solet la biomasse in situ.H.W.J. VAN KASTEREN. Centre for Agrobiological researchWagentngen(The Netherlands) 125

P.1.6. Analyse du signal retrodiffuse des parcelles cultivees enBeauce. Mesures effectuees par le radar a visee lateraleVigie.Analysis of back scattered signal by parcels grown inBeauce. Measurements performed with the side lookingradar Vigie.C. KING. Institut National Agronomique Grignon (France) 133

P.1.7. Analyse des signatures spectrales de formations rocheusesdu Mont Lozere (France).Analysis of spectral signatures of geological facies ofMont Lozere (France).P. KUNTZ. Laboratoire de Geologie Appliquee. UniversiteParis 6 (France).A. SIMONIN. C.N.R.S. Cellule de teledetection Paris(France). G. GUYOT. M. VERBRUGGHE. INRA BioclimatologieMontfavet (France) 147

P.I.8. Ground based microwave radiometry over the wheat.Mesures radiometriques du sol dans les micro--ondesau dessus du ble.G. MARRACHI, P. PAMPALONI, G. ZIPOLI. C.N.R.Firenze (Italy) 157

P.I.9. The use of a reference panel in the visible and infraredas a tool for calibrating airbone multispectral scanners.L1utilisation d'un panneau de reference dans le visibleet 1'infra-rouge comme outil d'etalonnage de scanneursmultispectraux aeroportes.G. MARACCI, G. TASSONE, F. TOSELLI, C.C.R. Ispra (Italy).... 165

P.I.10 Empirical studies of the bidirectional reflectance ofcomplex natural surfaces using the Milton multibandradiometer.Etudes empiriques de la reflectance bidirectionnelle desurfaces naturelles complexes utilisant le radiometremultibande de Milton.E.J. MILTON. Departement of geography university ofDurham (England) 173

P.I.11 Determinations comparatives radiometriques et d'indi-cateurs des objets naturels, une station pour lesdeterminations sous-satellitaires deltaiques de tele-detection.Comparative radiometric determination and characteriza-tion of natural objets, a station for sub-satellitedeltaic remote sensing observations.N. OPRESCU, E. MANDESCU, Institut de construction decommission roumaine pour les activites spatiales (Roumanie). 183

P.I.12. Signatures spectrales des aiguilles de pins sylvestres.Spectral signatures of pines (pinus svlvestris) needles.B. OESTER. Institut de photogramnetrie de 1'ecolePolytechnique Federale de Lausanne (Suisse) 191

P.I.13. Laboratory determined spectral signatures of leaves ofhealthy and rizomania diseased sugar beets and inter-pretability from aerial.I.R.C. Photographs.Signatures spectrales de feuilles de betteraves a sucresaines et attaquees par rizomania, determinees au labo-ratoire et problemes d'interpretation des photos I.R.C.E.F. SANDWALD. Universitat Hohenheim Stuttgart (Fed. Rep.of Germany) 201

-P.1.14. Reflectance bidirectionnelle et emissivit§ goniometri-que dans 1'infra-rouge thermique, methode de raesure etresultats.Bidirectional reflectance and goniometric emissivity inthermal infrared. Measurement method and results.P. RAMANANTSIZEHENA, M.P. STOLL, F. BECKER'. UniversiteLouis Pasteur. Strasbourg (France) 209

P.I.15. Linear polarization of light by two wheat canopiesPleasured at many view angles.Polarisation lineaire de la lumiere par deux couvertsde ble mesureepour differents angles de visee.V.C. VANDERBILT, L.L. BIEHL, B.F. ROBINSON, M.E.BAUER, A.S.VANDERBILT. LARS. Purdue University WestLafayette (USA) 217

P.I. 16,. Optical parameters of leaves of crops and weeds.Parametres optiques de feuilles de cultures et demauvaises herbes.H. WALTER, W. KOCH. University of HohenheimStuttgart. (Fed. Rep. of Germany) 225

Discussion sur le theme IDiscussion on the Topic I 233

C"l Conclusion du Theme I

H.W. GAUSMAN U.S.D.A. Weslaco (U.S.A), M.E. BAUER. L.A.R.S.Purdue University West Lafayette (U.S.A), G.GUYOT, I.N.R.AAvignon (France) 235

THEME II / TOPIC II

RELATION ENTRE LES CARACTERISTIQUES D'UN OBJET ET SES PROPRIETESSPECTRALES.RELATIONSHIPS BETWEEN THE CHARACTERISTICS OF AN OBJET AND ITSSPECTRAL PROPERTIES.

Communications preentees en seance pleniere.Communications submitted during plenary session.

G.II.l. Signification biologique de la structure d'un couvertde ble ou de maTs, consequences pour 1'interpretationde donnees de teledetection.Biological significance of the structure of a wheat andmaize canopy consequence for the interpretation of remotesensing data.P. MALET. I.N.R.A. Bioclimatologie Montfavet (France)R. BONHOMME. I.N.R.A. Bioclimatologie Estree Mons(France) 239

G.II.2. Review of a workshop on plant canopy structure.Compte-rendu d'une reunion de travail sur la structuredes couverts vegetaux.L.K. BALICK USAE Waterways experiment station Vicksburg(USA). B.A. HUTCHISON. Oak Ridge. National Laboratory(USA) 251

G.II.3. Spectral agronomic relationships of maize, soybean andwheat canopies.Relations entre les proprietes spectrales et les caracte-ristiques agronomiques de couverts de marts, soja et ble.M.E. BAUER, C.S.T. DAUGHTRY, V.C. VANDERBILT, LARSPurdue university West Lafayette (USA) 261

G.II.4. Influence of crop geometry on multispectral reflectancedetermined by the use of canopy reflectance models.Influence de la geometrie de couverts vegetaux sur leurreflectance determinee a I1aide de modeles.W. VERHOEF, N.J.J. BUNNICK, N.L.R. Amsterdam (The Nether-lands) 273

G.II.5. Interactions between canopy geometry and thermalinfrared measurements.Interactions entre la geometrie d'un couvertvegetal et les mesures dans 1'infra-rouge thermique.R.D. JACKSON, U.S. Water conservation laboratoryPhoenix (USA) 291

G.II.6. Active microware signatures of soil and vegetationcovered surfaces. Results of measurements programmes.Signatures dans les micro-ondes actives de sols et desurfaces couvertes de vegetation. Resultats des pro-grammes de mesures.T. LE TOAN, M. PAUSADER, C.E.S.R. Universite PaulSabatier Toulouse (France) 303

Communication presentees en stance par affichage.Communications submitted during the poster session.

P.II.l Une etude prgliminaire de Vinformation contenue dansla bande thematic mapper 5 (1,55-1,75 um) de LANDAT Da partir d'un vol de simulation.A preliminary study of the included inside the LandsatD thematic mapper band 5 (1,55-1,75 pm) from a simu-lation flight.F. BONN, G. CLICHE. Laboratoire de teledStectionUniversite de Sherbrooke (Canada) 315

P.II.2 Field spectrometer to measure percent ground coverageand leaf area index of agricultural crops.Un spectrometre de terrain pour mesurer le pourcentagede couverture du sol et l'indice foliaire de cultures.E.J. BRACH. Engineering and statistical research insti-tute. Ottawa (Canada).R.L. DESJARDIN Land ressource research institue.Ottawa (Canada).D. LORD, P.A. DUBE, university of Laval Ste Foy (Canada)... 323

P.II.3.Influence de la couverture vegetale sur les relationsentre rayonnement solaire incident, temperature du solet radiation thermique emise dans la fenetre 9,5-11,5microns.Influence of the vegetal cover on ;the relationshipsbetween incident solar radiation, soil temperature andthermal radiation emitted in the 9,5-11,5 micronswindow.R. BROCHU, F. BONN. Laboratoire de tgl§detection uni-versite de Sherbrooke (Canada) 331

P.II.4. Correlation between multispectral reflectance charac-teristics (Exotech) and soil properties, through digi-tal analysis of landsat. M.S.S. data. Application tothe mapping of major belgian soil categories.Correlation entre les caracteristiques de reflectancemultispectrales (Exotech) et les proprietes des solsa I1aide d'une analyse digitale des donnees M.S.S.data landsat. Application a la cartographie des prin-cipales categories de sols beiges.A.M. CEUSTERS Katholieke universifat Leuven (Belgique) 339

P.II.5. Modelisation de la reflectance directionnelle de couvertsvegetaux herbac§s 3 partir de leur caracterisationarchitecturale par une technique automatisee de pointsquadrats.Modelization of herbaceous canopies directional reflec-tance from their architectural characterization usingan automatic point-quadrat technic.J. DAUZAT, M. METHY, B. LACAZE, C.N.R.S. CEPE Montpe-llier (France) 351

P.II.6. Yield estimation of sugar beet by an hand held spec-tral radiometer.Estimation du rendement de betteraves a Sucre a l'aided'un spectroradiometre portatif.

V. EMORI, Y. YASUDA, 11. SAITO, Hokkaido national agri-cultural experimental station (Japan) 363

P.II.7. Textures et signatures spectrales, deux aspects com-plementaires et indissociables pour V interpretationdes images de satellites.Textures and spectral signatures, two complementaryand indissociable aspects for satellites imagesinterpretation.F. FOIN Institut geographique national St Mand§ (France).. 371

P.II.8. Analyse de la signification physique et biologique dela temperature radiative d'un couvert de ce>eales.Analysis of the physical and biological significanceof the radiative temperature of a cereals canopy.G. GUYOT. E. CHASSERAY INRA Bioclinatologie Montfavet(France) 379

P.II.9. Mise au point d'un systeme d'acquisition numeriqued'images hemispheriques sous un couvert vegetal pouren analyser la structure.Realization of a numerical hemispherical picturesacquisition system used under a vegetative canopyto analyse its structure.J.F. HANOCQ, G. GUYOT, P. GRUGET. INRA Bioclimato-logie Montfavet (France) 391

P.II.10 Detection of water stress in wheat by measurement ofreflected solar and emitted thermal I.R radiation.Detection de contraintes hydriques pour le ble par lamesure du rayonnement solaire reflechi et du rayonne-ment thermique emis.R.D. JACKSON, P.J. PINTER Jr. Us Water conservationlaboratory Phoenix (USA) 399

P.II.11 Radar signature of crops. The effect of weather condi-tions and the possibilities of crop discrimination withradar.Signature radar de cultures. L'effet des conditions cli-matiques et les possibilities de discrimination des cultu-res avec le radar.H.W.J. VAN KASTEREN, centre for agrobiological researchWageni ngen (The Netherl ands) 407

P.11.12 Spectral signature measurements of barley crops, theinfluence of irrigation and fertilization.Mesures de signatures spectrales de cultures d'orge,l'influence de l'irrigation et de la fertilisation.J. KLEMAN, E. FAGERLUND. Department of physical geo-graphy university of Stocklom (Sweden) 417

P.11.13 Experiences micro-ondes sur un couvert de ble : premiersresultats.Micro-wave experiment on a wheat canopy : first results.A. LOPES, M. HUET, T. LE TOAN, CESR. Universite PaulSabatier Toulouse (France) 425

P.II.14 The determination of evapotranspiration in semi-humidzones of East Africa by combined terrestrial and aerialinfrared observation.La determination de l'evapotranspiration dans les zonessemi-humides de l'Afrique de l'Est a l'aide d'observationsterrestres aeriennes combinees.W. MUEKSCH University of Dar es Salaam (Tanzania) 435

P.11.15 Caracterisation des maladies de type jaunisse graceaux mesures de reflectance.Characterisation of yellow type diseases with reflec-tance measurements.J.P. MOREAU, P. BOISSARD, INRA Versailles (France).R. BONHOMME INRA Estree Mons (France) 443

P.II.16 Relations entre des types de forets de pins mari-times et la retrodiffusion radar en bande L.Relationships between typical maritime pines forestsand L band radar backscattering.J. RIOM INRA Bordeaux (France).T. LE TOAN CESR. Toulouse (France) 455

P.11.17 Application de la thermographie I.R. par satelliteaux etudes agroclimatiques dans le Sud-Est de laFrance.Application of I.R. satellite thermography to agro-climatic studies in South-East of France.B. SEGUIN, INRA Bioclimatologie Montfavet (France)S. BAELZ, J.M. MONGET, CTAMN Valbonne (France)J.C. FAVARD. CNES Toulouse (France).J.C. MANDEVILLE, CERT/DERTS Toulouse (France) 467

P.II.18 Determination of the spectral signature of a glacier.Determination de la signature spectrale d'un glacier.A. DELLA VENTURA, P. MUSSIO, A. RAMPINIIstituto di Fisica cosmica del CNR. Milano (Italy).R. RABAGLIATI IBM Italia Mestre-Venezia (Italy).R. SERANDREI BARBERO Istituto per lo studio delladinamica delle Grandi Masse. CNRS San Polo Venezia(Italy) 477

Discussion sur le theme IIDiscussion on the Topic II 487

C II Conclusion du theme II

N.J.J BUNNICK N.L.R. Amsterdam (The Netherlands).K.R. CARVER, NASA Washington (USA)S. JAAKOLA Swedish university of agricultural sciences umea(Sweden) 493

THEME III / TOPIC III

INFLUENCE DES CONDITIONS DE MESURE.INFLUENCE OF THE CONDITIONS OF MEASUREMENT

Communications presentees en seance pleniere.Communications submitted during plenary session.

G.III.l. Diurnal changes in reflectance factor due to sunrow direction interaction.Changement diurnes du facteur de reflectance du a1'interaction de 1'orientation du soleil et des rangs.V.C. VANDERBILT, J.C. KOLLENKARK, L.L. BIEHL,B.F. ROBINSON, M.E. BAUER, K.J. RANSON. LAPSPurdue university West Lafayette (USA) 499

G.III.2. Effect of sun and sensor geometry, canopy structureand atmospheric conditions on the spectral responseof vegetation with particular emphasis on acrosstrack pointing.Effet de la position geometrique du soleil et ducapteur, de la structure du couvert vegetal et desconditions atmospheriques sur la reponse spectralede la vegetation avec un developpement particulierpour les pointers perpendiculaires a la trace.C.C. SCHNETZLER NASA Goddard space flight centerGreenbelt (USA) 509

G.III.3. Directional reflectance properties determined byanalysis of airborn multispectral scanner data andatmospheric correction.Les proprietes de reflectance directionnelle determi-nees par l'analyse de donnees de scanneurs multispec-traux aeroportes et des corrections atmospheriques.W. OTT, B. PFEIFFER, F. QUIEL, Institut fur Photo-grammetrie und Topographie Universita't Karlsruhe(Fed. Rep. of Germany) 521

G.III.4. Transforming ground measured reflectance to theradiances measured by various space sensors thoughclear and turbid atmospheres.Transformation, des reflectances mesurees au solen radiances mesurees par differents capteursspatiaux a travers des atmospheres claires et troubles.P.N. SLATER University of Arizona. Tucson (USA)R.D. JACKSON, US Water Conservation Laboratory Phoenix(USA) 531

G.III.5. Influence de 1'atmosphere en teledetection des res-sources terrestres (visible et infra rouge) model i-sation et possibilite de correction.Atmospheric influence in earth resources remote sen-sing (visible and infrared) modelization and correc-tion possibility.P.Y. DESCHAMPS, M. HERMAN, D. TANRE, Universite desSciences et Techniques de Lille (France) 543

Communication presentees en seance par affichage.Communication submitted during the poster session.

P. 11 I.I. Thermographie de couverts vegetaux a courte distance.Procedure de calibration, methodologie de traitementnumerique des images et signification de la tempera-ture radiometrique.Short distance thermography of vegetative canopies.Calibration procedure, numerical images processingmethodology and significance of the radiometrictemperature.J.M. BERTOLINI, D. RENARD, P. BOISSARD, P. VALERY.INRA Bioclimatologie Versailles (France) 559

P.III.2. Prediction of urban surface reflectance frm landsatdata using mixed surface models.Prevision a l'aide de modeles de melange de surfaces,de la reflectance de zones urbaines a partir desdonnees de Landsat.B.C. FORSTER. University of New South Wales Sydney 569

P.III.3. Atmospheric conditions and radio-wave propagationeffects on spectral signatures of objects.Effet des conditions atmospheriques et de la pro-pagation des ondes radioelectriques sur les signa-tures spectrales des objets.A.M. Martin, Universita't Bochum. (Fed. Rep of Ger-many) 579

P.III.4. Cinetiques journalieres et saisonnieres des fac-teurs spectraux de reflectance d'une culture desoja et implications pour l'utilisation des don-nees du satellite SPOT.Diurnal and seasonal cinetic of soya-bean cropsspectral reflectance factors and consequencesfor the use of satellite data.M. METHY, B. LACAZE, J. DAUZAT, CNRS. CEPEMontpellier (France) 591

P.III.5. Atmospheric influences on low altitude airbornereflectance measurement over lake surfaces.Effets de 1'atmosphere sur les mesures aeropor-tees de reflectance effectuees a basse altitudeau dessus de surfaces de lacs.K. STAENZ. Department of Geography University ofZurich (Switzerland) 601

Discussion sur le Theme IIIDiscussion on the Topic III oil

C III Conclusions du theme III

F. BECKER. Universite de Strasbourg (France). F. BONN. Universitede Sherbrooke (Canada). G. SAINT. CNES Toulouse (France) 615

- Titres des communications presentees durant le colloquemais non regues pour la publication.

- Titles of papers presented during the colloquium butnot received for printing "*'

C IV CONCLUSIONSDU COLLOQUEC IV CONCLUSIONS OF THE COLLOQUIUM

R.J. BOUCHET Directeur G§ne>al adjoint de 1'INRA Paris(France).K.R. CARVER. Program manager. Radar remote sensing systems.NASA Washington (USA). G. FRAYSSE. Remote sensing programmanager. JRC. Ispra (Italy). G. WEILL. Chef du departementobservation de la Terre CNES Paris (France) 619

EXPOSITION / EXHIBITION 631

INDEX DES AUTEURS / AUTHORS INDEX 663

LISTE DES PARTICIPANTS / LIST OF PARTICIPANTS 665