Mesures lidar sur les surfaces
Géolidar pour l'étude des surfaces, de la biosphère et de l'hydrosphère

1 - Mesures lidar sur les surfaces

• 1.1 - Domaines d'applications
  Figure 1 - Applications des lidars aéroportés à l'étude des surfaces : lithosphère et anthroposphère, biosphère, hydrosphère
• 1.2 - Méthodes et instruments
  Figure 2 - Mise en correspondance des cibles diffusantes, des processus d'interaction lumière-matière et des applications à la biosphère, lithosphère et hydrosphère Figure 3 - Architecture d'un instrument lidar et principe de la mesure de distance (Rc) sur cible dure diffuse

2 - Lidar topographique

• 2.1 - Cibles
  Figure 4 - Réflexions et indicatrices de diffusion pour un faisceau laser incident sur cibles dures
• 2.2 - Bilan de liaison
  Figure 5 - Géométrie de l'interaction d'une impulsion laser de durée t< avec une cible surfacique diffuse Figure 6 - Séquence montrant l'allongement d'une l'impulsion laser due à la réflexion diffuse sur une cible horizontale au nadir (figure 5a) pour un angle d'incidence bêta
• 2.3 - Albédo des cibles
  Figure 7 - Exemples d'albédo (réflectance) de cibles en fonction de la longueur d'onde (nm) pour des cibles naturelles : sols sec et humide, et feuilles sèches et humides
• 2.4 - Dépolarisation
• 2.5 - Rapport signal sur bruit
• 2.6 - Applications
  Figure 8 - Lidar topographique aéroporté : erreurs de mesure sur les différents paramètres
• 2.7 - Échantillonnage des surfaces
  Figure 9 - Lidar topographique aéroporté : échantillonnage du terrain sous-jacent par une trace en zigzag déterminée par le déplacement de l'avion et un balayage transverse de la ligne de visée Figure 10 - Lidar topographique aéroporté : calcul de la fauchée (a) et erreurs dues au roulis de l'avion (b) Figure 11 - Lidar topographique aéroporté : échantillonnage d'une zone urbaine en combinant plusieurs vols avec des traces au sol parallèles et la fauchée lidar. Certaines zones ne sont pas documentées suivant l'intertrace choisie pour le plan de vol
• 2.8 - Erreurs sur les mesures

3 - Lidar canopée

• 3.1 - Cibles
  Figure 12 - Lidar canopée : cibles volumiques foliaires
• 3.2 - Bilan de liaison
• 3.3 - Albédo de cibles
  Figure 13 - Spectre d'absorption et d'émission de fluorescence de la chlorophylle-a (la forme la plus abondante)
• 3.4 - Dépolarisation
• 3.5 - Fluorescence
• 3.6 - Applications
  Figure 14 - Lidar canopée aéroporté : principe de la mesure au nadir (a), diagramme distance-temps (b), et signal radar (c)

4 - Lidar bathymétrique

• 4.1 - Cibles
  Figure 15 - Coefficient d'atténuation de l'eau en fonction de la longueur d'onde entre 300 et 700 nm
• 4.2 - Bilan de liaison
  Figure 16 - Principe de la mesure de hauteur d'eau (h) par lidar bathymétrique embarqué sur un bateau Figure 17 - Lidar bathymétrique : principe de la mesure de la hauteur d'une masse d'eau
• 4.3 - Dépolarisation
• 4.4 - Raman vibrationnel et Brillouin
• 4.5 - Fluorescence
• 4.6 - Applications
  Figure 18 - Lidar bathymétrique aéroporté : principe de la mesure pour une visée au nadir (a), diagramme distance-temps (b) et signal lidar reçu en fonction du temps (c) Figure 19 - Lidar bathymétrique aéroporté utilisant la diffusion Raman vibrationnelle

5 - Conclusion