Topographie et distorsions géométriques au Piton de la Fournaise

La présence d'un relief important peut être à l'origine de distorsions géométriques visibles sur les images radar. Ces distorsions dépendent de l'orientation du faisceau radar par rapport à l'orientation de la pente de la topographie, et sont de différentes natures.

Lorsque le flanc d'une montagne est orienté presque perpendiculairement au faisceau radar, les signaux rétrodiffusé par la surface de ce flanc arriveront tous en même temps vers le radar. Le flanc sera représentée par un faible nombre de pixels sur l'image radar, il apparaîtra donc comme compressé (Fig. 1.8). De plus, comme la totalité de l'énergie rétrodiffusée par le flanc vers le satellite sera condensée dans peu de pixels, ces pixels apparaîtront blancs sur l'image d'amplitude (Fig. 1.10). Ce phénomène est appelé raccourcissement ou foreshortening en anglais curlander1991.

**Figure 1.8:** Raccourcissement (foreshortening) au niveau des Grandes Pentes. -a- Si l'angle d'incidence au niveau des Grandes Pentes est presque perpendiculaire à la topographie (ligne de visée descendante swath 2), les Grandes Pentes seront représentées par un faible nombre de pixels sur l'image radar. -b- Pour un angle d'incidence plus faible (ligne de visée descendante swath 7), il n'y a pas de phénomène de raccourcissement dans les Grandes Pentes.

Au Piton de la Fournaise, ce phénomène est particulièrement important sur les images acquises en passe descendante avec un angle d'incidence proche de la verticale (swath 2, Fig. 1.6) : dans cette géométrie d'acquisition, le faisceau radar fait un angle d'environ 85 $^\circ$ avec la topographie au niveau des Grandes Pentes et dans la partie est du cône central. Les zones de foreshortening y sont très importantes (Fig. 1.10).

Lorsque la pente locale orientée vers le satellite est plus importante que l'angle de visée du satellite, les échos provenant du sommet de la structure arriveront au niveau de l'antenne radar avant les échos provenant de la base. Les échos des flancs et du sommet seront alors mélangés sur l'image radar et on parlera de recouvrement (layover en anglais, Fig. 1.9). Ce type de distorsion est assez fréquent au niveau de la partie ouest de l'Enclos Fouqué lorsque les images sont acquises en passe descendante avec un angle de visée proche de 45 $^\circ$ (swath 7, Fig. 1.6 et figure 1.10).

Enfin, des zones sans signal peuvent apparaître sur l'image radar lorsque le faisceau n'est pas capable d'atteindre le sol à cause d'une zone d'ombre créée par des structures verticales (rebord de falaise par exemple) ou par des pentes très marquées (Fig. 1.9). Ces zones d'ombre sont fréquentes au niveau des remparts de l'Enclos Fouqué pour les images aquises en passe ascendante avec un angle d'incidence fort (swath 5 et 7), mais aussi au niveau du Piton de Crac.

**Figure 1.9:** Recouvrement (layover) et ombre portée au niveau des remparts. -a- En passe descendante, l'écho provenant du point a arrivera en même temps que l'écho du point c, celui du point b en même temps que celui du point d. Les signaux correspondant aux segments ab, bc et cd se superposeront. -b- En passe ascendante, le fort dénivelé au niveau des remparts sera responsable d'une zone d'ombre, pour laquelle il ne sera pas possible d'obtenir d'information.

**Figure 1.10:** Exemples de distortions géométriques sur les images radar. -a- Si l'angle d'incidence est faible (20 $^\circ$ pour le swath 2 descendant), les phénomènes de raccourcissement (foreshortening) seront importants et affecteront essentiellement les Grandes Pentes et le flanc est du cône central. -b- Pour des angles d'incidence plus importants (43 $^\circ$ pour le swath 7 descendant), des phénomènes d'ombre portée et de recouvrement (layover) seront plus nombreux. (D'après [Tinard(2007)])

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kunos 2014-07-01