Radar à synthèse d'ouverture (RSO)

Avec le radar, les micro-ondes servent à mesurer les distances (amplitudes). Contrairement à un altimètre radar dirigé vers le nadir, le système RSO émet des impulsions radar latérales. Grâce à ce principe de balayage latéral, le radar renvoie vers le capteur des signaux émis par différents objets sur Terre à différents moments. Cela permet de distinguer les objets. Les impulsions des radars à visée latérale forment des lignes (l'amplitude). Une autre dimension d'image (l'azimut) est formée par le mouvement et la direction du capteur, qui émet et reçoit en continu les impulsions radar.
 
Les images RSO sont utiles pour étudier les caractéristiques de la glace et de la neige, ainsi que leurs changements au fil du temps. De plus, le mouvement des masses de glace peut être mesuré à partir de prises répétées d'images RSO grâce à la corrélation des images (souvent appelée « suivi du chatoiement » pour les images RSO).

Le radar et le RSO enregistrent le temps de retour d'une impulsion et son intensité, ainsi que la phase des micro-ondes. Ces signaux de phase produisent un interférogramme entre deux acquisitions de données RSO. L'interférométrie radar (InSAR) est une technique de mesure de l’élévation du terrain, tandis que l'interférométrie radar différentielle (DInSAR) permet de mesurer les déplacements du terrain, comme les mouvements des glaciers.
 
 

	Photo de la région de Gruben dans les Alpes suisses, prise depuis un avion

La figure 1 est un interférogramme radar de la région de Gruben. Les cycles de couleurs sont similaires aux lignes de contours et illustrent la topographie du terrain tel qu'il est détecté par le capteur InSAR. Dans les trois zones indiquées par les flèches bleues, les cycles de couleurs sont fortement déformés en raison du mouvement du glacier entre les deux images RSO formant l'interférogramme (voir les trois glaciers affichés sur la photo de la région de Gruben, dans les Alpes suisses, prise depuis un avion).
 
 

Figure 1 - Interférogramme SAR au-dessus de la région de Gruben

Si la glace ne se déplaçait pas, les cycles de couleurs (bordures) seraient parallèles aux lignes de contours. À bien y regarder, les cycles de couleurs du premier interférogramme (figure 1) à proximité du glacier sont très proches des cycles de couleurs simulés à partir d'un modèle d'élévation (second interférogramme, figure 2).
 
 

	Figure 2 - Interférogramme de topographie simulé à partir d'un modèle numérique d'élévation

Par ailleurs, en l'absence de mouvement de terrain, les lignes de contours peuvent être calculées à partir d'un interférogramme et d'un modèle numérique d'élévation dérivé. Sur les trois glaciers, cependant, les cycles de couleurs ne sont pas causés uniquement par la topographie, mais aussi par le mouvement quotidien de la glace entre deux dates d'acquisition.

Si la topographie d'une zone est connue, il est possible de simuler les bordures topographiques (figure 2) et donc de distinguer la contribution topographique et la contribution glaciaire dynamique à la formation des cycles de couleurs. Pour ce faire, il convient de soustraire les bordures topographiques simulées (image 2) de l'interférogramme d'origine qui contient les bordures à la fois topographiques et de mouvements (figure 1). Il est dès lors possible de mesurer le mouvement de la glace avec une très grande précision (figure 3).
 
 

Figure 3 - Déplacement calculé en tant que différence entre l'interférogramme d'origine (première image) et l'interférogramme de topographie simulé (seconde image)

En résumé, pour un terrain stable, l'interférométrie RSO peut permettre mesurer les élévations du terrain, par exemple sur un glacier. Pour un terrain instable (comme un glacier en mouvement), l'interférométrie RSO peut servir à mesurer avec précision le mouvement de la glace. En présence de plusieurs paires d'images RSO, les deux techniques peuvent être combinées afin de mesurer simultanément l'élévation et le mouvement du glacier.
 
 
 
Last update: 26 février 2014

Analyse des glaciers avec l'imagerie radar
•	Introduction (http://www.esa.int/SPECIALS/Eduspace_Global_FR/SEMRR8D6UQH_0.html)
Contexte
•	Radar (http://www.esa.int/SPECIALS/Eduspace_Global_FR/SEMIB7D6UQH_0.html)
Exercices
•	Feuille de travail (http://www.esa.int/SPECIALS/Eduspace_Global_FR/SEMJT7D6UQH_0.html)
•	Exercice 1 : Données radar multi-temporelles et données optiques multi-spectrales (http://www.esa.int/SPECIALS/Eduspace_Global_FR/SEMW08D6UQH_0.html)
•	Exercice 2 : L'influence des conditions climatiques sur l'imagerie radar (http://www.esa.int/SPECIALS/Eduspace_Global_FR/SEMGJ8D6UQH_0.html)
•	Conclusions (http://www.esa.int/SPECIALS/Eduspace_Global_FR/SEM0L8D6UQH_0.html)
Eduspace - Software
•	LEOWorks 4 (MacOS) (http://leoworks.asrc.ro/download/leoworks.app.zip)
•	LEOWorks 4 (Windows) (http://leoworks.asrc.ro/download/leoworks.exe)
•	LEOWorks 4 (Linux) (http://leoworks.asrc.ro/download/leoworks.jar)
Eduspace - Download
•	Images_Glaciers.zip (http://esamultimedia.esa.int/eduspace/Leoworks-material.zip)
•	GoogleEarth file (http://esamultimedia.esa.int/eduspace/GoogleEarth_file.kmz)