REFLECT : logiciel de restitution des réflectances au sol pour l’amélioration de la qualité de l'information extraite des images satellitales à haute résolution spatiale

RÉSUMÉ - Les images satellitales multispectrales, notamment celles à haute résolution spatiale (plus fine que 30 m au sol), représentent une source d’information inestimable pour la prise de décision dans divers domaines liés à la gestion des ressources naturelles, à la préservation de l’environnement ou à l’aménagement et la gestion des centres urbains. Les échelles d’étude peuvent aller du local (résolutions plus fines que 5 m) à des échelles régionales (résolutions plus grossières que 5 m). Ces images caractérisent la variation de la réflectance des objets dans le spectre qui est l’information clé pour un grand nombre d’applications de ces données. Or, les mesures des capteurs satellitaux sont aussi affectées par des facteurs « parasites » liés aux conditions d’éclairement et d’observation, à l’atmosphère, à la topographie et aux propriétés des capteurs. Deux questions nous ont préoccupé dans cette recherche. Quelle est la meilleure approche pour restituer les réflectances au sol à partir des valeurs numériques enregistrées par les capteurs tenant compte des ces facteurs parasites ? Cette restitution est-elle la condition sine qua non pour extraire une information fiable des images en fonction des problématiques propres aux différents domaines d’application des images (cartographie du territoire, monitoring de l’environnement, suivi des changements du paysage, inventaires des ressources, etc.) ? Les recherches effectuées les 30 dernières années ont abouti à une série de techniques de correction des données des effets des facteurs parasites dont certaines permettent de restituer les réflectances au sol. Plusieurs questions sont cependant encore en suspens et d’autres nécessitent des approfondissements afin, d’une part d’améliorer la précision des résultats et d’autre part, de rendre ces techniques plus versatiles en les adaptant à un plus large éventail de conditions d’acquisition des données. Nous pouvons en mentionner quelques unes : - Comment prendre en compte des caractéristiques atmosphériques (notamment des particules d’aérosol) adaptées à des conditions locales et régionales et ne pas se fier à des modèles par défaut qui indiquent des tendances spatiotemporelles à long terme mais s’ajustent mal à des observations instantanées et restreintes spatialement ? - Comment tenir compte des effets de « contamination » du signal provenant de l’objet visé par le capteur par les signaux provenant des objets environnant (effet d’adjacence) ? ce phénomène devient très important pour des images de résolution plus fine que 5 m; - Quels sont les effets des angles de visée des capteurs hors nadir qui sont de plus en plus présents puisqu’ils offrent une meilleure résolution temporelle et la possibilité d’obtenir des couples d’images stéréoscopiques ? - Comment augmenter l’efficacité des techniques de traitement et d’analyse automatique des images multispectrales à des terrains accidentés et montagneux tenant compte des effets multiples du relief topographique sur le signal capté à distance ? D’autre part, malgré les nombreuses démonstrations par des chercheurs que l’information extraite des images satellitales peut être altérée à cause des tous ces facteurs parasites, force est de constater aujourd’hui que les corrections radiométriques demeurent peu utilisées sur une base routinière tel qu’est le cas pour les corrections géométriques. Pour ces dernières, les logiciels commerciaux de télédétection possèdent des algorithmes versatiles, puissants et à la portée des utilisateurs. Les algorithmes des corrections radiométriques, lorsqu’ils sont proposés, demeurent des boîtes noires peu flexibles nécessitant la plupart de temps des utilisateurs experts en la matière. Les objectifs que nous nous sommes fixés dans cette recherche sont les suivants : 1) Développer un logiciel de restitution des réflectances au sol tenant compte des questions posées ci-haut. Ce logiciel devait être suffisamment modulaire pour pouvoir le bonifier, l’améliorer et l’adapter à diverses problématiques d’application d’images satellitales; et 2) Appliquer ce logiciel dans différents contextes (urbain, agricole, forestier) et analyser les résultats obtenus afin d’évaluer le gain en précision de l’information extraite par des images satellitales transformées en images des réflectances au sol et par conséquent la nécessité d’opérer ainsi peu importe la problématique de l’application. Ainsi, à travers cette recherche, nous avons réalisé un outil de restitution de la réflectance au sol (la nouvelle version du logiciel REFLECT). Ce logiciel est basé sur la formulation (et les routines) du code 6S (Seconde Simulation du Signal Satellitaire dans le Spectre Solaire) et sur la méthode des cibles obscures pour l’estimation de l’épaisseur optique des aérosols (aerosol optical depth, AOD), qui est le facteur le plus difficile à corriger. Des améliorations substantielles ont été apportées aux modèles existants. Ces améliorations concernent essentiellement les propriétés des aérosols (intégration d’un modèle plus récent, amélioration de la recherche des cibles obscures pour l’estimation de l’AOD), la prise en compte de l’effet d’adjacence à l’aide d’un modèle de réflexion spéculaire, la prise en compte de la majorité des capteurs multispectraux à haute résolution (Landsat TM et ETM+, tous les HR de SPOT 1 à 5, EO-1 ALI et ASTER) et à très haute résolution (QuickBird et Ikonos) utilisés actuellement et la correction des effets topographiques l’aide d’un modèle qui sépare les composantes directe et diffuse du rayonnement solaire et qui s’adapte également à la canopée forestière. Les travaux de validation ont montré que la restitution de la réflectance au sol par REFLECT se fait avec une précision de l’ordre de ±0.01 unités de réflectance (pour les bandes spectrales du visible, PIR et MIR), même dans le cas d’une surface à topographie variable. Ce logiciel a permis de montrer, à travers des simulations de réflectances apparentes à quel point les facteurs parasites influant les valeurs numériques des images pouvaient modifier le signal utile qui est la réflectance au sol (erreurs de 10 à plus de 50%). REFLECT a également été utilisé pour voir l’importance de l’utilisation des réflectances au sol plutôt que les valeurs numériques brutes pour diverses applications courantes de la télédétection dans les domaines des classifications, du suivi des changements, de l’agriculture et de la foresterie. Dans la majorité des applications (suivi des changements par images multi-dates, utilisation d’indices de végétation, estimation de paramètres biophysiques, …), la correction des images est une opération cruciale pour obtenir des résultats fiables. D’un point de vue informatique, le logiciel REFLECT se présente comme une série de menus simples d’utilisation correspondant aux différentes étapes de saisie des intrants de la scène, calcul des transmittances gazeuses, estimation de l’AOD par la méthode des cibles obscures et enfin, l’application des corrections radiométriques à l’image, notamment par l’option rapide qui permet de traiter une image de 5000 par 5000 pixels en 15 minutes environ. Cette recherche ouvre une série de pistes pour d’autres améliorations des modèles et méthodes liés au domaine des corrections radiométriques, notamment en ce qui concerne l’intégration de la FDRB (fonction de distribution de la réflectance bidirectionnelle) dans la formulation, la prise en compte des nuages translucides à l’aide de la modélisation de la diffusion non sélective et l’automatisation de la méthode des pentes équivalentes proposée pour les corrections topographiques.

Analyse bibliométrique des revues Canadian Journal of Communication et Communication 1974-2005

L’objectif de cette étude est de saisir une image des éléments explicitement reconnaissables de la recherche en communication visibles dans les revues savantes Canadian Journal of Communication et dans Communication de 1974 à 2005. Il s’agit d’une analyse bibliométrique des articles publiés par les chercheurs d’institutions canadiennes et de leurs références bibliographiques. La bibliométrie est « l’application de méthodes statistiques aux livres et aux autres moyens de communication » (Pritchard, 1969: 348-349). C’est la première fois qu’une analyse de ce type est tentée dans ce corpus particulier. Nous nous sommes appuyés sur des postulats théoriques provenant de la sociologie des sciences et des études en communication scientifique. L’idée maîtresse est la suivante : l’activité scientifique est un « continuum de création de nouvelles connaissances » (Vassallo, 1999), dont l’organisation est basée sur l’échange d’information (Price, 1963; Crane, 1972), qui se traduit en reconnaissance sociale, en autorité scientifique, et constitue un investissement pour l’acquisition de crédibilité (Merton, 1938; Hagstrom, 1965; Bourdieu, 1975; Latour et Woolgar, 1986). À partir de l’analyse des articles, nous identifions s’ils sont le résultat de recherches empiriques ou fondamentales, ou le produit d’une réflexion critique. Il s’agit aussi de détecter les approches méthodologiques et les techniques d’investigation utilisées, ainsi que les sujets qui y sont abordés par les chercheurs. Nous détectons également les principaux lieux de recherche (universités et types de départements). Nous analysons aussi les thématiques des articles. Enfin, nous analysons des références bibliographiques des articles afin de cerner les sources d’idées qui y sont décelables. Notre corpus principal comporte 1154 articles et 12 840 titres de documents en référence. L’analyse bibliométrique des articles révèle ainsi une recherche canadienne en communication d’emblée qualitative, intéressée pour les spécificités historiques, le contexte social et la compréhension des interrelations sous-jacentes aux phénomènes de communication, en particulier, au Canada et au Québec. Au cœur de ces études se distingue principalement l’application de l’analyse de contenu qualitative dans les médias en général. Cependant, à partir de 1980, l’exploration du cinéma, de l’audiovisuel, des nouvelles technologies de l’information et de la communication, ainsi que la multiplication des sujets de recherche, annoncent un déplacement dans l’ordre des intérêts. Communication et le CJC, se distinguent cependant par l’origine linguistique des chercheurs qui y publient ainsi que dans les thématiques. L’analyse des références bibliographiques, et de leurs auteurs, met en relief l’intérêt partagé des chercheurs d’institutions universitaires canadiennes pour les agences de réglementation et les politiques gouvernementales canadiennes s’appuyant souvent sur l’analyse de documents législatifs et de rapports de diverses commissions d’enquête du gouvernement canadien. L’analyse révèle aussi les principales inspirations théoriques et méthodologiques des chercheurs. Parmi les plus citées, on voit Innis, McLuhan, Habermas, Tuchman, Bourdieu, Foucault, Raboy, et Rogers. Mais ces références évoluent dans le temps. On voit aussi une distinction relativement claire entre les sources citées par la recherche francophone et la recherche anglophone.

Faulkner adapting Faulkner : gender and genre in Hollywood and after

Cette dissertation propose un nouveau récit des expériences de William Faulkner à Hollywood afin de réévaluer la deuxième moitié de son œuvre de fiction. Dans ses premiers projets de scénarios de films, Faulkner a choisi d’adapter des œuvres de fiction qu’il avait publiées antérieurement. À la lumière de l’utilisation du genre —autant des films que des personnes— par les studios d’Hollywood pour organiser la production et le marketing des films, la fiction de Faulkner apparut soudainement comme perverse et ses représentations de la masculinité comme homoérotiques. Dans les premiers jets de Turn About et de War Birds, Faulkner s’approprie les normes du genre hollywoodien pour nier ces connotations sexuelles. Ses révisions ultérieures révèlent un recul systématique par rapport à la perversité d’Hollywood et au genre du woman’s film, au profit de la performance de la masculinité propre aux war pictures. Ses révisions réimaginent également des matériaux qui sont au cœur de son œuvre de fiction. Quand il se remet à écrire de la fiction, Faulkner répète cette approche narrative dans des nouvelles telles que “Golden Land” et “An Odor of Verbena,” deux récits qui rompent avec les pratiques et le style de ses premières fictions majeures. Les conséquences découlant de cette influence hollywoodienne—une volonté d’éradiquer toute connotation sexuelle, l’adoption authentique plutôt qu’ironique du mélodrame générique, et une rhétorique morale explicitement construite comme une négation d’Hollywood—se manifestent plus tard dans des textes aussi divers que The Reivers, Compson Appendix, ou son discours de réception du Prix Nobel. Vues sous cet angle, les dernières fictions de Faulkner deviennent une composante essentielle de son œuvre, fournissant une base nouvelle pour réexaminer la place des genres narratifs populaires, du genre et de la sexualité dans son cycle de Yoknapatawpha.

Impact des coupes partielles sur l’activité de coléoptères phloeophages et xylophages en forêt boréale

Ce projet de recherche évalue la réponse à court terme de coléoptères phloeophages et xylophages (Cerambycidae et Scolytinae) à différentes intensités de coupes partielles (0, 25 et 40% de la surface terrière prélevée) afin de déterminer la viabilité de cette méthode sylvicole en forêt boréale. Disposant de 12 parcelles expérimentales (4 répétitions pour chaque intensité de coupe) dans une sapinière à bouleau blanc située au sud de la forêt boréale (Québec, Canada), nous avons évalué l’abondance, la diversité ainsi que l’établissement (taux d’attaque) de ces deux groupes d’insectes, et ce dès la première année suivant la coupe. L’échantillonnage a été réalisé à l’aide de pièges à interception multidirectionnelle et de l’écorçage de sections de 3 espèces d’arbres exposées dans l’ensemble des parcelles. Nos résultats montrent une plus grande activité/abondance des deux taxons (abondance 5 à 6 fois plus élevée) ainsi qu’une composition en espèces différente et plus diversifiée dans les peuplements partiellement coupés (25 et 40%). De plus, la présence et la distribution d’espèces colonisant habituellement des hôtes affaiblis (e.g., Trypodendron lineatum, Rhagium inquisitor) – et pouvant donc réduire la valeur économique d’arbres résiduels – a été recensée et semble être favorisée entres autres par l’ouverture de la canopée et des blessures physiques faites aux arbres pendant les opérations sylvicoles. Par ailleurs, l’approche combinant différentes techniques d’échantillonnage a permis une meilleure compréhension des mécanismes de localisation/sélection d’hôte (variant en fonction de l’espèce), un aspect important de la dynamique des insectes pour l’évaluation des risques suite aux coupes forestières. Sur la base de cette étude à court terme, il ne semblerait pas y avoir de différence significative sur les risques pour le milieu quant à l’augmentation d’activité des Cerambycidae et Scolytinae entre les deux traitements de coupe appliqués. Il reste cependant indispensable de vérifier la validité de ces résultats sur une plus longue période afin d’établir des plans d’aménagement forestier durables pour la forêt boréale.