Analyse spectrale et statistique vent-vagues des images radar à ouverture synthétique - Application aux données des satellites ERS-1/2

Le radar à ouverture synthétique (ROS) est le seul instrument à fournir une information directionnelle des vagues grâce à sa haute résolution. Toutefois, l'inversion des spectres 2-D ROS, afin de restituer le spectre de la mer, est rendue difficile par la forte distortion spectrale causée par le filtrage passe-bas dans la direction de déplacement de l'instrument (azimut). Ce filtrage est issu des composantes radiales des mouvements sur la surface qui affectent l'information Doppler nécessaire à la reconstruction de l'image. De plus, le coefficient de rétrodiffusion ?°, permettant d'estimer le vent à l'aide de modèles empiriques, est fréquemment saturé lors de la quantification du signal. Les limitations actuelles démontrent donc la nécessité d'améliorer l'analyse vent-vagues des images ROS. Tout d'abord, l'analyse spectrale et statistique du speckle est proposée selon les différents modes de détection. Puis, une méthode originale d'étalonnage des données ROS ERS-1/2 (?°), par comparaison avec des données diffusiométriques colocalisées, est présentée. En outre, une nouvelle technique d'estimation de la longueur de coupure azimutale ?c, fondée sur l'utilisation de la fonction d'auto-corrélation de l'image ROS est proposée. Cette définition de ?c décrit mieux le filtrage passe-bas que ne le faisait, jusqu'ici, l'approximation quasi-linéaire de la transformation spectrale utilisée dans les algorithmes opérationnels d'inversion. Elle permet également de définir un nouvel algorithme de restitution du vent mis en évidence par des comparaisons avec les données diffusiométriques, et d'améliorer l'estimation du vent lorsque ?c et ?° sont analysés conjointement. L'amélioration des techniques de restitution du vent et une meilleure définition de la coupure azimutale doit bénéficier aux algorithmes d'inversion spectrale. Enfin, une interprétation statistique des images ROS (loi, variance) est proposée au regard des différents mécanismes imageurs de la surface de la mer.