Développement de logiciels - Université des Sciences et de la

LOGICIELS DE TRAITEMENT D’IMAGES SATELLITAIRES
DEVELOPPES AU LABORATOIRE LAAR
Le laboratoire LAAR (Laboratoire d’Analyse et des Applications du Rayonnement),
agrée en Septembre 2000, a entamé une série de tâches de recherche, parmi lesquelles le
développement d’applications spécialisées qui a pris un essor considérable, notamment dans
la thématique du traitement des images satellitaires (depuis l’acquisition locale d’images
brutes, jusqu’aux traitements diverses tels que la segmentation et la classification
automatique). En parallèle à la mise au point au laboratoire LAAR d’une station locale de
réception des images satellitaires (NOAA, METEOSAT), lancé en 2002, et sans cesse
améliorée pour diversifier l’acquisition des formats d’image (APT, HRPT, MSG1, MSG2,
SEVIRI…) et pour l’expérimentation de dispositifs dédiés (mini-radiomètre, pyranomètre,
suiveur automatique de satellites polaires, etc…), notre équipe s’est engagée sur le
développement de logiciels spécialisés sur plateforme PC / Windows.
En voici un aperçu relativement bref sur les plus importants :
PCNOAATRACK
Poursuite automatique de satellites polaires.
MSG Viewer
Décodeur 10-bit et visualiseur d’images Meteosat MSG2
PCSATWIN
Analyseur multi spectral d’images satellitaires hautes résolutions
PCNOAA
Analyseur d’images satellitaires basses résolutions (NOAA)
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A PROPOS DU LOGICIEL PCNOAATRACK
PCNOAA_TRACK est un calculateur de la prévision des passages satellitaires, il a été
conçu à partir d’une bibliothèque de liens dynamique DLL élaborée par D.J. Taylor (U.K),
ce fichier qui représente le modèle SGP4 pour les satellites basses altitudes et le modèle
SDP4 pour les satellites géostationnaires.
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A PROPOS DU LOGICIEL MSG Viewer
Le logiciel MSGview1 est un système de décodage 10-bit et de traitement d’image
spécifique aux images METEOSAT (MSG-SEVIRI). Il fournit une visualisation et une
analyse complète des données pour des images de n’importe quelle taille (limite :
32767 x 32767). Il supporte une large gamme d’environnement informatique
PC/Windows (Win XP/7) et son langage de développement est le C++ Builder de
Borland (v3.0)
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A PROPOS DU LOGICIEL PCSATWIN
PCSATWIN (V3.14) est un logiciel de traitement d'images satellitales sur des
micro-ordinateurs
compatible
IBM
PC
tournant
sous
Windows
(98/XP/Vista/Seven32bit). Ce logiciel a été initialement présenté sous MS-DOS (et
nommé PCSAT V1.0 puis V2.0) au laboratoire du Génie Spatial (1993-1995, sous la
direction de M. BELHAMISSI) à l'Institut Informatique de l'U.S.T.O. ; son
développement est poursuivi à présent au laboratoire L.A.A.R (Laboratoire d’Analyse
et d’Application du Rayonnement) du Département de Physique de la Faculté des
Sciences de l’U.S.T.O. , sous la direction du Professeur A.H.BELBACHIR. Le choix
de développer par soi-même ce logiciel a été dicté, entre autres, par le souci de
bénéficier d’un niveau supplémentaire dans la compréhension globale d’un domaine
scientifique comme la télédétection, qui ne peut s’appréhender que par une
participation active au niveau même de la conception des outils de traitements.
De nombreuses techniques spécialement adaptées à l'analyse des images
satellitales (type SPOT, LANDSAT, et METEOSAT) ont déjà été intégrées lors de la
phase initiale du développement de ce logiciel (voir PCSATWIN version 1.0 et 2.0).
Par la suite, le développement de PCSATWIN version 3.0 a été orienté dans le sens
d’une flexibilité maximale dans le paramétrage de ces options de traitements
numériques, axé sur deux grandes catégories d’expérimentations: l’analyse
multispectrale et l’analyse temporelle. On peut ainsi, par exemple, former une base
de données spécifique relatives aux masques de différents filtres, une base de
données spécifique relatives aux masques de la morphologie mathématique, une
base de règles multispectrales pour la classification thématique, programmer une
séquence de traitements divers pour l’exécuter par la suite en mode automatique
(mode BATCH : programmation de macros par l’utilisateur), etc … La nouvelle
version 3.14 comporte un ensemble de méthodes pour la fusion d’images
multirésolution et multispectrales ainsi qu’un ensemble d’outils géométriques de base
pour orienter ce logiciel vers la possibilité de traiter (ou produire) des données SIG.
MATERIEL NECESSAIRE :
Le développement de ce logiciel a été entamé en langage C (Borland C++
V5.01) sur un compatible IBM PC Pentium. Le compilateur C a été paramétré pour
produire du code 32 bits, ce qui destine ce logiciel a être utilisable sur toute
configuration respectant les caractéristiques minimales suivantes :
- Compatible IBM PC 32 bits (Pentium 4 ou supérieur)
- Horloge de fréquence 1 Ghz (ou plus)
- Mémoire centrale (RAM) d’au moins 256 Mo
- Mémoire video SVGA d’au moins 1 Mo
- Disque dur (capacité selon le nombre de fichiers images utilisées)
INSTALLATION :
Le logiciel PCSATWIN (V3.14) est archivé sur 1 CDROM, contenant des
scènes SPOT, LANDSAT, IRS1C, NOAA et METEOSAT sur la région d’Oran, le
fichier exécutable PCSATWIN.EXE et tous les fichiers de données nécessaires à son
fonctionnement sous environnement Windows ; l’ensemble pouvant être installée
grâce au programme INSTALL.EXE . Enfin, dans le répertoire ARCHIVES, vous
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trouverez toutes les versions antérieures ayant concouru à l’aboutissement de
PCSATWIN.
FORMAT ET TAILLE LIMITE DES FICHIERS IMAGES UTILISES :
PCSATWIN permet d'analyser et de manipuler des images satellitales
enregistrées dans une grappe de canaux (allant de 1 à 7 canaux) dans des fichiers
binaires (au format BSQ: band sequential), avec ou sans entête, dans lequel chaque
pixel de la scène mesurée par le capteur du satellite est codé sur 8 bits (un octet).
Ce logiciel permet de lire des fichiers images satellitales allant jusqu'à une limite
horizontale de 32767 pixels / ligne et une limite verticale de 32767 lignes.
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Voici les nouveaux traitements de la version 3.14, en relation avec quelques objectifs prévus dans notre projet
PNR :
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A PROPOS DU LOGICIEL PCNOAA
PCNOAA (V1.0) est un logiciel de traitement d'images satellitales sur des
micro-ordinateurs compatible IBM PC tournant sous Windows XP/7. Cette nouvelle
application 32bits est prévue particulièrement pour l’analyse temporelle des images
satellites défilants (tels que NOAA et METEOR) et géostationnaires (METEOSAT).
Son développement est poursuivi au laboratoire L.A.A.R (Laboratoire d’Analyse et
d’Application du Rayonnement) du Département de Physique de la Faculté des
Sciences de l’U.S.T.O. , sous la direction du Professeur A.H.BELBACHIR. Ce
laboratoire vient d’être doté d’une station locale de réception des images satellites,
ce qui nous offre dorénavant la possibilité de réaliser des traitements informatiques
en temps réel, tels que le suivi du couvert végétal du territoire algérien, l’état de la
désertification, l’étude des zones côtières, l’analyse de la dynamique de
l’atmosphère, etc… Enfin, le choix de développer par soi-même ce logiciel a été
dicté, entre autres, par le souci de bénéficier d’un niveau supplémentaire dans la
compréhension globale d’un domaine scientifique comme la télédétection, qui ne
peut s’appréhender que par une participation active au niveau même de la
conception des outils de traitements.
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Parmi les traitements importants développés dans ce logiciel, on peut citer :
le décodage 8 bits du format brute des images reçues par notre station locale,
la calibration des mesures reçues depuis le capteur HRPT,
la correction géométrique,
le filtrage par des opérateurs de dérivation première et seconde,
la détection de contours par les méthodes de Shen et Castan,
la segmentation par la morphologie mathématique.
MATERIEL NECESSAIRE :
Le développement de ce logiciel a été entamé en langage C++ (Borland C++
Builder V6.0) sur un compatible IBM PC Pentium III. Le compilateur C++ a été
paramétré pour produire du code 32 bits optimisé en vitesse d’exécution, ce qui
destine ce logiciel a être utilisable sur toute configuration respectant les
caractéristiques minimales suivantes :
- Compatible IBM PC 32 bits (Pentium III ou supérieur)
- Horloge de fréquence 333 Mhz (ou plus)
- Mémoire centrale (RAM) d’au moins 64 Mo
- Mémoire video SVGA d’au moins 8 Mo
- Disque dur (capacité selon le nombre de fichiers images utilisées)
INSTALLATION :
Le logiciel PCNOAA (V1.0) est archivé sur 1 CDROM, contenant des scènes
NOAA, METEOR et METEOSAT centré sur le nord du territoire algérien, ainsi que le
fichier exécutable PCNOAA.EXE et tous les fichiers de données nécessaires à son
fonctionnement sous environnement Windows ; l’ensemble pouvant être installée
grâce au programme INSTALL.EXE . Enfin, dans le répertoire DOCUMENTS, vous
trouverez toutes les méthodes et algorithmes sous forme de texte, développés dans
cette version 1.0 du logiciel PCNOAA.
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