Etude de sensibilité du signal Lidar - Validation de la modélisation

[Departement_IRSTEA]Territoires [TR1_IRSTEA]SYNERGIE [Axe_IRSTEA]TETIS-ATTOSThis work presents and compares several approaches of Lidar signal modelling on forested environment. Different types of forest scenes, more or less realistic, are simulated from field surveys. A new approach to produce realistic forest scenes is introduced and validated. It consists in representing the forest scenes from terrestrial lidar (TLS) data acquired in the field. TLS data are voxellised and a plant area density is computed for each voxel, thus enabling a detailed representation of the 3D structure of the vegetation. Signals acquired by an airborne Lidar are then simulated by radiative transfer using DART,a model developed by Cesbio. In order to validate the simulation approaches, the signals obtained by simulation are compared with experimental airborne lidar data, when available. However, the validation remains relative, as the radiometric calibration of the airborne Lidar system could not be finalized at this stage. A sensitivity analysis of the simulated signal to different environmental and system parameters is then carried out in order to understand the impact of these parameters on the quality of the signal. From these analyzes, preliminary recommendations for the design of a vegetation space Lidar system can be deduced.Ce travail présente et compare plusieurs approches de simulation d'un signal Lidar sur de la végétation forestière. Différents types de maquettes forestières plus ou moins réalistes sont simulées à partir de relevés de terrain. Une nouvelle façon de créer scènes est en particulier testée et validée. Elle consiste à représenter les scènes forestières à partir de données obtenues sur le terrain avec un lidar terrestre (TLS). Les scans TLS sont voxellisés et un indice de densité de végétation et calculé pour chaque voxel permettant ainsi une représentation détaillée de la structure en 3D de la végétation. Les signaux acquis par un Lidar aéroporté sont ensuite simulés par transfert radiatif à l’aide du modèle DART, développé par le Cesbio. Les résultats obtenus sont comparés à des données lidar expérimentales pour les sites où ces données sont disponibles afin de valider les approches de simulation. La validation reste cependant relative à ce stade car le travail sur la calibration radiométrique du système Lidar aéroporté n’a pu être finalisée avec les informations disponibles. Une étude de sensibilité du signal simulé à différents paramètres environnementaux et système est ensuite menée afin de comprendre l’impact de ces paramètres sur la qualité du signal. Certaines recommandations préliminaires pour le dimensionnement d’un système lidar spatial pour le suivi de la végétation peuvent être déduites de ces analyses