ESTIMATION DE LA FONCTION DE TRANSFERT DE MODULATION DU
CAPTEUR NOAA11-AVIIRR DANS LES DOMAINES DU VISIBLE ET DU
PROCHE-INFRAROUGE
X. F. GU, G. GUYOT, P. CLASTRE, J.P. GUINOT
INRA Bioclimatologie, BP 91, 84143 Montfavet Cedex, France
Tèi.: 90316210, Fax: 90899810, Email: gxf@avignon.inra.fr
ABSTRACT : Assessment of the modulation transfer function of NOAA11-AVHRR sensor in visible and nearinfrared
nearinfrared domains
A method has been developed for assessing the Modulation Transfer Function (MTF) of NOAA11-AVHRR
sensor. It is based on the use of pairs of real and simulated AVHRR images corresponding to the same date and
covering an area of the south-east France that includes the test site of La Crau. The simulated images correspond
to averaged Landsat TM or SPOT data on squares equivalent to AVHRR ground resolution (around 1 km). They
have been matched radiometrically and geometrically to be superimposable with true AVHRR images. After these
corrections the difference between the simulated and the real image of a pair, is due to the effect of the sensor
MTF. For assessing the sensor MTF, the first step consists in the determination of the bidimentionnal Fourrier
transform of each image, giving its spatial frequency spectrum. In a second step the half spectrum (symmetrical
spectrum) is divided into 6 sectors and the MTF is determined as the average and normalised ratio of the two
corresponding spectra (true and simulated image). The results show that the effects of MTF on the AVHRR
image are quite large and their correction is necessary for interpreting the information contained in the pixels
corresponding to heterogeneous areas. This correction is also very useful for improving the visual image
interpretation.
Mots clés : NOAA-AVHRR, Fonction de Transfert de Modulation (FTM), corrections radiométriques,
télédétection.
1 - INTRODUCTION
L'interprétation quantitative des images satellitaires nécessite des corrections radiométriques permettant de relier
les valeurs numériques des images aux luminances ou réflectances correspondantes au niveau du sol. Des efforts
considérables ont été faits, au cours des dix dernières années, en ce qui concerne l’étalonnage des capteurs (Slater
et al., 1987; Santer et al., 1992), les corrections atmosphériques (Tanré et al., 1990) et topographiques (Meyer et
al., 1993) et de la normalisation des effets directionnels des images (Roujean et al, 1992). Par contre, les effets de
la FTM (Fonction de Transfert de Modulation) ont été très peu étudiés. Récemment, nous avons publié les
résultats des travaux effectués sur les images SPOT (Guyot et al., 1990), qui ont montré l'importance de la
correction des effets de la FTM à la fois au niveau de la précision radiométrique des valeurs numériques des
pixels (plus de 50% d'erreur relative peut être commise sans correction) et au niveau de l'amélioration de la
qualité visuelle des images. Dans cette communication, nous présentons les résultats des analyses des effets de la
FTM sur les images de NOAA-AVHRR dans les domaines du visible et du proche infrarouge.
2 - FONCTION DE TRANSFERT DE MODULATION (FTM) DES IMAGES SATELLITAIRES
2.1. Définition de la FTM de l'image
Supposons que nous avons une cible au sol dont la variation de l'intensité de la luminance est simplement une
fonction sinusoïdale dans l'espace avec une fréquence spatiale, f, et une amplitude de variation, A(f). L'image de
cette cible acquise par un satellite présentera aussi une variation spatiale sinusoïdale. L'amplitude correspondante,
A'(f), après avoir introduit les coefficients d'étalonnage du satellite, est généralement plus faible que celle qui
existe au niveau de la cible. Plus la fréquence spatiale de variation de la luminance de la cible est élevée, plus
l'atténuation de amplitude est importante. Pour une cible dont la variation spatiale de la luminance peut être
représentée par la somme de plusieurs composantes sinusoïdales, sur l'image correspondante chaque composante
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