Résumé

Le projet LEAF-EXPEVAL (janv. 2017- déc. 2019) est une contribution à la phase d’expérimentation-validation pour la mission de lidar spatial LEAF menée par le CNES. Ce projet s’inscrivait dans la continuité directe du projet STEM-LEAF (2013-2015) et avait pour double objectif : (1) de valider les approches de simulation par transfert radiatif en forêt tropicale dense, le milieu le plus contraignant pour un système spatial, en comparant les données Lidar acquises par un système aéroporté aux données simulées avec le modèle DART et (2) de développer une approche de simulation d’un signal lidar spatial à partir de données ALS ; les données ALS sont aujourd’hui largement disponibles sur différents types de forêts et pouvoir simuler un signal lidar spatial à partir de ces données doit ainsi permettre de consolider le dimensionnement du système LEAF en tenant compte de la diversité des milieux forestiers.

Ce rapport présente les expériementations, méthodes et résultats obtenus dans le cadre du premier objectif du projet LEAF-EXPEVAL. Ces travaux se basent sur une campagne de mesures lidar et spectroradiométrique de terrain et aéroportées réalisée en septembre 2016 en Guyane (Paracou notamment), et cordonnée par le CNES. La première étape a consisté en la caractérisation du gain capteur du lidar aéroportée (Riegl LMS Q780) utilisé lors de la campagne. La caractérisation a été faite grâce à des acquisitions aéroportées lidar et hyperspectrales simultanées effectuées au-dessus d’une clairière dans laquelles des cibles de couleurs différentes étaient disposées au sol. Les acquisistions ont été faites à différentes altitudes et avec diférentes puissances laser de manière à vérifier la stabilité du gain capteur. Les résultats montrent que le gain capteur ne semble pas être fonction de la puissance de signal reçu. Une certaine dépendance de l’intensité lidar à l’angle de tir lidar a cependant été mise en évidence, un problème visiblement interne au capteur.

Le gain capteur ainsi obtenu a été intégré au capteur lidar simulé par DART. Des simulations d’acquisition lidar de la clairière et d’une parcelle forestière caractérisée par lidar terrestre sont alors comparées aux données réelles. L’intégration du gain capteur au simulateur DART montre une forte cohérence à la fois en structure et en intensité, malgré les approximations de la maquette (structure, propriétés optiques). Cela valide ainsi l’utilisation de DART pour des expérimentations quantitatives visant à la spécification d’un capteur lidar.