FR2749177A1 - Methode et systeme pour la teledetection de l'inflammabilite des differentes parties d'une zone survolee par un aeronef - Google Patents
Methode et systeme pour la teledetection de l'inflammabilite des differentes parties d'une zone survolee par un aeronef Download PDFInfo
- Publication number
- FR2749177A1 FR2749177A1 FR9606906A FR9606906A FR2749177A1 FR 2749177 A1 FR2749177 A1 FR 2749177A1 FR 9606906 A FR9606906 A FR 9606906A FR 9606906 A FR9606906 A FR 9606906A FR 2749177 A1 FR2749177 A1 FR 2749177A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- vegetation
- area
- images
- red
- spectral
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title description 9
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 48
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000006735 deficit Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 6
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 claims description 6
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims description 3
- 208000005156 Dehydration Diseases 0.000 abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 9
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 7
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 241000218631 Coniferophyta Species 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000001684 chronic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 210000004243 sweat Anatomy 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
- G08B17/005—Fire alarms; Alarms responsive to explosion for forest fires, e.g. detecting fires spread over a large or outdoors area
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
- A62C3/02—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places for area conflagrations, e.g. forest fires, subterranean fires
- A62C3/0271—Detection of area conflagration fires
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
- G08B17/12—Actuation by presence of radiation or particles, e.g. of infrared radiation or of ions
Landscapes
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Ecology (AREA)
- Forests & Forestry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Méthode et système pour détecter par des traitements spécifiques d'images d'une zone survolée, prises dans plusieurs bandes spectrales, des signes indicatifs d'un stress de la végétation, et la présence de points propices à la naissance du feu ou à sa propagation. On acquiert au moyen d'un appareil de prise de vues (1), des images de la zone survolée dans une première bande spectrale choisie dans la partie rouge (R) du spectre visible, dans une deuxième bande spectrale du proche infrarouge (PIR), et dans une troisième bande spectrale dans l'infrarouge thermique choisie pour repérer des parties de la zone présentant à la fois un stress hydrique et des points plus ou moins chauds, on forme des images composites codées, obtenues par un codage couleur par exemple, des bandes spectrales précitées et on combine les images obtenues dans les trois bandes spectrales, au moyen d'un système de traitement (12, 13), en mettant en évidence ainsi les risques de développement incendiaire causés par ce déficit et un échauffement local anormal. Application à la prévision, la prévention et le combat du feu, par exemple.
Description
1 2749177
La présente invention concerne une méthode et système pour la télédétection de l'inflammabilité des différentes parties d'une zone survolée par un aéronef, dans le
but de faciliter des actions préventives sur les parties les plus menacées.
Les risques d'incendie pouvant affecter une zone végétale dépendent de nombreux facteurs. Parmi les principaux, on peut retenir: 1) la structure du couvert végétal, la présence de taillis sous fûtaie étant un facteur favorisant, en fonction de sa densité; 2) la composition botanique du couvert végétal, car certaines espèces végétales sont plus vulnérables que d'autres, les broussailles et taillis par exemple sont plus inflammables que les fûtaies, certaines essences d'arbre tels que les résineux par exemple, sont plus inflammables que d'autres. L'étude de ce facteur passe par une analyse des cartes du couvert végétal, suivie d'un relevé photographique permettant d'affiner l'analyse; 3) l'orientation des pentes sur lesquelles poussent les végétaux, les pentes les mieux ensoleillées étant les plus vulnérables à l'action du feu. Un modèle numérisé de terrain (MNT) de la zone étudiée est généralement utilisé pour tenir compte de ce deuxième facteur de risque; ou 4) le déficit hydrique du sol traduisant un stress hydrique de la végétation, qui
diminue la faculté naturelle des végétaux de réguler leur température par évapo-
transpiration.
La détection des points chauds à la surface de la terre par télédétection est une technique relativement ancienne. Différentes études portant les phénomènes liés aux incendies et décelables par télédétection, sur l'utilisation des radiations dans la bande thermique et sur des méthodologies d'exploitation des images, sont décrits par exemple dans les documents suivants: - Hirsch S.N et al., 1973, The Bispectral Forest Fire Detection System, in The Surveillant Science, Holz Ed., Houghton Mifflin Cy, Boston; - Goillot C. et al., 1988, Etude Dynamique des Feux de Forêts par Scanner Aéroporté Multibande dans le Visible et le Thermique, in Proceedings ISPRS, Kyoto; - Leckie D.G., 1994, Possible Airborne Sensor, Processing and Interpretation Systems for Major Forestry Applications, in Proceedings of the first International Airborne Remote Sensing Conference and Exhibition (I.A.R.S. C.E), Strasbourg; ou
- Ambrosia V.G., et al., AIRDAS, 1994 Proceedings of the I.A.R.S.C.E, Strasbourg.
Il est connu de combiner des signaux correspondant à des radiations émanant d'un d'un élément de surface au sol, dans la partie rouge du spectre (0,6 gm <XI< 0,7 gm,) par exemple) et le proche infra-rouge (0,8 gm <X1< 1,1 gm par exemple) ce qui permet, après normalisation, d'appréhender l'état de "stress hydrique" d'un végétal, c'est-à-dire de savoir s'il dispose d'assez de ressources en eau pour pallier à l'évapotranspiration correspondant à la température ambiante. Une telle combinaison utilisée à bord d'un satellite, est décrite par exemple dans: - Che, N. et al, Survey or Radiometric Calibration Results and Methods for Visible and Near Infrared Channels of NOAA-7, -9, and -11 AVHRRs, in Remote Sens.(1992). Différentes techniques de mise en oeuvre de télédétection des feux sont également décrites dans les brevets FR 2.224.818, FR 2.614.984, FR 2.643.173, EP
490.722, EP 611.242, WO 93/02749.
Dans les régions o les risques chroniques d'incendie sont élevés, principalement durant la saison chaude, les collectivités territoriales, par souci de bonne gestion du patrimoine naturel, ont mis en place des systèmes de détection au sol ou aéroportés, permettant la mise en alerte précoce des forces d'intervention et permettant d'analyser les différents paramètres caractéristiques de l'incendie qui s'est
déclaré, et de suivre son évolution.
Le combat contre un incendie est en général plus efficace si l'on peut prévoir ou prédire comment il risque de prendre naissance puis d'évoluer, de façon à engager
3 2749177
une action préventive, telle qu'un arrosage de surface, sur les zones qui s'avèrent à
l'analyse les plus menacées.
La méthode selon l'invention a pour objet de déterminer par télédétection l'inflammabilité des différentes parties d'une zone survolée par un aéronef par exemple, dans le but de faciliter des actions préventives sur celles qui présentent les risques les plus élevées, que ce soit avant tout incendie déclaré ou s'il existe déjà, pour mieux protéger les zones hors du front d'incendie et notamment éviter les
réensemencements éventuels.
On déplace au-dessus de la zone (dans un aéronef par exemple) des moyens d'acquisition d'images de la zone de végétation à partir de radiations émises et reflétées par le sol et son couvert végétal, et on détecte des modifications d'état de la végétation par analyse de trois bandes spectrales, une première bande spectrale étant choisie dans la partie rouge (R) du spectre visible en fonction du type de végétation, une deuxième bande spectrale dans le proche infra-rouge (P.I.R), propre à restituer l'état de turgescence des parties aériennes de cette végétation, et au moins une troisième bande spectrale dans le spectre infra-rouge thermique (I.R), choisie pour repérer des parties de la zone de végétation présentant une température supérieure aux parties environnantes de la zone, et l'on forme une image composite obtenue par codage et superposition des images obtenues dans les trois bandes spectrales,
traduisant les risques incendiaires de la zone survolée.
On combine de préférence les signaux obtenus dans la première et la deuxième bande spectrale (R, P.I.R) en affectant à l'image combinée un premier codage, de façon à obtenir des images révélant les parties en végétation de la zone survolée qui présentent un déficit hydrique, on affecte à l'image obtenue dans la troisième bande un deuxième codage, et on superpose les images ainsi codées, de façon à obtenir une image synthétique révélant les portions de la zone de végétation
les plus menacées.
De préférence, on pondère les signaux formant chacune des images entrant
dans l'image composite en fonction de l'état moyen de la zone surveillée.
Suivant un mode de mise en oeuvre, la dite combinaison des signaux obtenus dans les bandes spectrales du rouge et du proche infra-rouge comporte la
4 2749177
détermination d'un signal de combinaison (S) qui est le produit de deux indices I1 et I2 définis par les relations: I1 = (g2.S2 + gl.S 1)/(g2.S2 gl-S1), et I2 = g2.S2/gl.S1, o S 1 et S2 sont les signaux affectés respectivement de gains gl, g2 délivrés par les moyens d'acquisition d'images dans la première (R) et la deuxième (P.I.R) des
bandes spectrales.
On choisit par exemple un codage couleur de type RVB, de manière à affecter une première couleur à l'image composite résultant de la combinaison, et une deuxième couleur à l'image obtenue dans la troisième bande spectrale (I.R), les portions de zones de végétation menacées étant affectée par synthèse additive, d'une
troisième couleur.
On sélectionne par exemple les longueurs d'onde (X1) de la première bande de fréquence (R) dans l'intervalle 0,6 gm <X1< 0,7 gm, et de préférence voisine de 0,65 gm, la longueur d'onde centrale et la largeur de la bande étant choisie en fonction du peuplement végétal dominant, les longueurs d'onde (X2) de la deuxième bande de fréquence (P. I.R), dans l'intervalle 0,8 9m <X2< 1,1 gm, et de préférence voisine de 0,9 gm. On sélectionne les longueurs d'onde (X3) de la troisième bande de fréquence (I.R), soit dans l'intervalle 8 gm<X3<14 gm et de préférence dans
l'intervalle 10,5 gm<X3<12,5 gm, soit encore dans l'intervalle 3 pm<X3<5gm.
Suivant un mode de mise en oeuvre, on forme l'image synthétique avant de la
transmettre par voie hertzienne à une station d'exploitation au sol.
Le système selon l'invention comporte un appareil d'acquisition d'images de la zone de végétation à partir de radiations émises et reflétées par le sol et son couvert végétal et des moyens de transmission hertzienne pour transmettre les images à une station au sol, des moyens de sélection d'au moins trois bandes spectrales, une première bande spectrale étant choisie dans la partie rouge (R) du spectre visible en fonction du type de végétation, une deuxième bande spectrale dans le proche infra-rouge (P.I.R), propre à restituer l'état de turgescence des parties aériennes de cette végétation, et au moins une troisième bande spectrale dans le spectre infra-rouge thermique (I.R), choisie pour repérer des parties de la zone de végétation présentant une température supérieure aux parties environnantes de la zone, et un ensemble de traitement d'images comportant des moyens pour former une image composite obtenue par codage et superposition des images obtenues dans les trois bandes spectrales, traduisant les risques incendiaires de la zone survolée. L'ensemble de traitement est de préférence au moins en partie dans l'aéronef et il comporte des moyens de pondération des signaux formant chacune des images entrant dans l'image composite en fonction de l'état moyen de la zone surveillée, et au moins un calculateur comprenant des moyens pour effectuer une combinaison des signaux correspondant aux bandes spectrales dans le rouge (R) et dans le proche infra-rouge (P.I.R), propre à obtenir une image révélant les parties en végétation de la zone survolée qui présentent un déficit hydrique, des moyens de codage couleur de ladite combinaison de signaux et des moyens pour appliquer des couleurs artificielles propres à faire ressortir par synthèse additive les parties de zone survolée
présentant des risques incendiaires.
La méthode selon l'invention permet d'aller au-delà de la simple détection des feux en cours, en décelant les points chauds dans des zones présentant déjà un état de stress hydrique, et donc celles qui sont potentiellement les plus aptes à propager le feu ou favoriser sa naissance ou bien encore à favoriser le réensemencement d'un
incendie dans des parties o l'on peut croire que le feu a été maitrisé.
D'autres caractéristiques et avantages de la méthode et du système selon
l'invention, apparaîtront à la lecture de la description ci-après de modes de
réalisation décrits à titre d'exemples non limitatifs, en se référant aux dessins annexés o: - la Fig. 1 montre sous forme synoptique la partie aéroportée du système de surveillance permettant l'acquisition et le pré-traitement d'images émanant d'une zone survolée; - la Fig.2 montre un exemple d'appareil de prise de vues utilisable pour l'acquisition d'images à bord de l'aéronef; et - la Fig.3 montre sous forme synoptique la partie aéroportée du système de surveillance installée dans une station au sol, permettant l'acquisition, le traitement et l'analyse des images émanant d'une zone survolée, mettant en évidence les phénomènes surveillés; et la Fig.4 montre un organigramme des étapes de traitement effectuées sur les
signaux vidéo acquis.
Le système El de détection embarqué à bord d'un aéronef comporte (Fig.l) un appareil optique I de prise de vues adapté à sélectionner et enregistrer trois bandes spectrales dans le rayonnement émanant d'une zone à surveiller, dont
l'analyse permet de révéler différentes caractéristiques de la couverture végétale.
L'appareil optique 1 est adapté à sélectionner, en fonction du type de végétation, une première bande spectrale (R) dans la partie rouge du spectre visible propre à la détection de portions menacées de la zone présentant un déficit hydrique, une deuxième bande spectrale dans le proche infra-rouge (P.I.R), propre à restituer l'état de turgescence des parties aériennes de cette végétation, et une troisième bande spectrale dans l'infra-rouge thermique (I.R) choisie pour repérer des parties de la zone de végétation présentant un certain échauffement différentiel par rapport à des parties voisines. L'ensemble optique 1 est adapté également à enregistrer en couleurs
le paysage survolé.
Suivant le mode de réalisation de la Fig.2, cet appareil de prise de vues 1
comporte par exemple trois caméras vidéo alignées suivant le même axe optique A1.
Un miroir oblique 2 dévie le faisceau incident vers une première caméra vidéo 3
munie d'un objectif infra-rouge 4. Cette caméra vidéo 3 enregistre des images infra-
rouges dans au moins une bande 33 de l'infra-rouge thermique (I.R) sélectionnée selon les cas dans la bande spectrale comprise entre 3-5 gm ou dans la bande spectrale comprise entre 8-14 gm. Le faisceau incident traverse également un objectif 5 adapté à sélectionner une bande spectrale contenant les longueurs d'onde 3. et 32 respectivement dans le rouge (R) et le proche infra-rouge (P.I.R). Le faisceau émergent est divisé par un éclateur spectral 6. Le faisceau dans la partie rouge R du spectre (0,6<X.1<0,7 gm) est capté par la deuxième caméra 7 de type CCD par exemple. Le faisceau dans la partie P.I.R du spectre (X2) est capté par la troisième caméra 8 de type CCD par exemple. Un camescope 9 dont l'axe optique A2 est sensiblement parallèle à l'axe optique commun AI des trois caméras 3, 7, 8 est utilisé en outre pour obtenir, en synchronisme avec les deux caméras vidéo, les
vues en couleur de la zone surveillée.
Les signaux vidéo SI(X1I) (canal R), S2()2) (canal P.I.R), S3(X3) (canal I.R), délivrés respectivement par ces trois caméras 3, 7, 8 et ceux S4 issus du camescope 9 (canal V), sont appliqués (Fig. 1) à un module amplificateur 1l 1 adapté à appliquer de façon sélective aux signaux SI à S3 respectivement (canaux, R, P.I.R, I.R respectivement) des gains d'amplification gl, g2, g3. Les signaux amplifiés sont
appliqués à un système d'acquisition et de commande 1 1.
Ce système comporte un micro-ordinateur 12, pourvu d'un boîtier d'extension 13 comportant des cartes d'acquisition des différents signaux vidéo S 1 à S4 issus des quatre caméras. Le micro-ordinateur est adapté à effectuer certains pré-traitements
des signaux vidéo comme on le précisera dans la suite de la description. Ces mêmes
signaux vidéo sont d'autre part appliqués à un multiplexeur 14 qui les délivre séquentiellement à un émetteur hertzien 15 adapté à les transmettre à la station au sol E2. Un émetteur/récepteur VHF 16 permet les communications phoniques entre les deux ensembles El, E2. Le système d'acquisition et de commande 1l génère des signaux de synchronisation SYNC. pour les différentes caméras du système de prise
de vues 1.
Le système d'acquisition et de commande 10 comporte en outre un appareil d'enregistrement 17 du type enregistreur/lecteur à bandes ou à disques optiques par exemple, connecté au micro-ordinateur 12 par un cable Cl pour le transfert des signaux d'enregistrement et de lecture, et il est associé à un ou plusieurs écrans de
visualisation 18.
L'ensemble au sol E2 comporte (Fig.3) un récepteur hertzien 19 adapté à détecter les signaux vidéo émis depuis l'ensemble aéroporté El. Un émetteur/récepteur VHF 20 analogue à l'élément 16 (Fig. l), permet les communications phoniques avec l'ensemble embarqué El. Un démultiplexeur 21 connecté au récepteur vidéo 18, sépare les différents canaux reçus séquentiellement I.R., P.I.R., R. et V et les applique sur des lignes séparées à un système d'acquisition
et de traitement 22.
Ce système comporte un micro-ordinateur 23 pourvu d'un boitier d'extension 24 comportant des cartes d'acquisition des différents signaux vidéo transmis S 1 à S4, et des moniteurs vidéo couleur 25 pour l'affichage des images reçues de l'aéronef
et/ou des images traitées par le micro-ordinateur 23.
Le micro-ordinateur embarqué 12 et le micro-ordinateur 23, dans la station de réception, sont pourvus de logiciels de traitement des images numérisées fournies par les différentes caméras 3, 7, 8, permettant de faire apparaitre des modifications visuelles significatives, comme on va le voir ci-après avant leur transmission à la station au sol pour d'autres traitements complémentaires. Comme le montre l'organigramme de la Fig. 4, les signaux S 1 et S2 amplifiés avec les gains respectifs g 1, g2, sont combinés pour déterminer un premier signal composite S indicatif d'une activité végétale et donc de la présence d'humidité: On forme un premier signal composite Il en suivant la relation: Il = (g2.S2 + gl.S 1)/(g2.S2 gl. Sl 1) (1), et un deuxième signal composite 12 indicatif de la présence de végétation, suivant la relation:
12 = g2.S2/gl. Sl (2).
A partir des signaux composites Il et I2, on forme un signal de combinaison S = I1.12 que l'on compare à une valeur-seuil déterminée en fonction du type de végétation sur la zone surveillée. Un signal S relativement élevé (R>0) indique que la partie de zone observée porte une végétation relativement saine. Quand ce même signal S est relativement faible (R<0), cela indique que la portion de zone observée
porte une végétation souffrant d'un manque d'humidité.
Le signal amplifié S' = g3.S3 obtenu dans 'I.R thermique est d'autant plus élevé que la température de la portion de terrain survolée est nettement plus chaude
par rapport aux terrains environnants.
Pour faciliter la détection des signes indicatifs de l'inflammabilité des différentes parties successivement survolées, on associe une premier codage optique au signal combiné S et un autre codage optique au signal S'. Il est commode de leur donner des couleurs artificielles telles que par synthèse additive sur un même écran de visualisation, on obtienne une image codée directement indicative d'un risque d'inflammabilité.
9 2749177
On peut adopter par exemple un codage de type RVB en attribuant par exemple au signal S une couleur artificielle verte, et au signal S', une couleur artificielle rouge, de façon que par synthèse additive, les zones à risque apparaissent en des nuances de jaune plus ou moins prononcées, selon les intensités respectives des deux images composites combinées S et S'. Ainsi, les portions de zone survolée o les signaux S et S' sont tous les deux relativement forts apparaissent en jaune plus ou moins franc, signe d'un risque d'inflammabilité plus ou moins grand, qui se trouve confirmé si, dans le même
temps, le signal S' est relativement élevé.
Il est possible également à titre de vérification complémentaire, de former un autre indice Io indicatif de la présence de végétation sur le sol, si l'on dispose à bord de l'aéronef de moyens pour sélectionner une bande Xo du spectre visible dans des longueurs d'onde inférieures à celles de la bande R (signal SI1). On détermine donc = (ZS2 - ZSo) / (YS2 + XSO) ou YS2 et YSo représentent respectivement les énergies reçues dans les deux bandes o0 et X2. Comme l'énergie reçue dun sol nu est supérieur généralement à celle émanant d'un sol en végétation dans la bande 30, alors qu'elle lui est généralement inférieure au contraire dans la bande X2, il suffit de comparer cet indice avec une autre valeur- seuil (0,5 par exemple), pour connaitre, s'il en est besoin, le genre de
terrain survolé.
La répartition des tâches de traitement des images entre les systèmes d'acquisition et de traitement 12, 23 (Fig. l, 3) peut changer selon les cas. Les deux systèmes peuvent effectuer tous les deux les mêmes traitements en temps réels. Il est cependant possible, pour faciliter la tâche du personnel à bord, de sélectionner des réglages de gains et pondérations standards prédéfinis avant le survol, en fonction du type de zone à surveiller, l'objectif étant pour lui essentiellement de vérifier que les images acquises et transmises sont qualitativement correctes. Dans ce cas, une plus grande faculté de modifier les gains des différents signaux et les pondérations respectives des signaux entrant dans les combinaisons, est laissée au personnel de la
station de réception pour affiner leur interprétation des images reçues.
Suivant un mode de réalisation particulier, la liaison hertzienne entre l'aéronef et la station au sol peut être effectuée via un relais hertzien, ce qui permet
d'élargir la zone d'investigation surveillée.
Pour la mise en oeuvre de l'invention on choisit la longueur d'onde XI de préférence autour de 0,65 gm, et la longueur d'onde X2 de préférence autour de 0,9 gm, la longueur d'onde centrale et la largeur de la bande étant choisie en fonction du
peuplement végétal dominant.
La méthode selon l'invention permet l'intégration dans l'analyse, de données relatives aux points chauds dans les zones non encore touchées par un incendie. Les écarts de température observés peuvent être dus par exemple à des phénomènes de fermentation locale. Leur température est basse par rapport à celle d'une flamme ou d'un feu de forêt, et le rayonnement correspondant peut être détecté dans l'infrarouge thermique (I.R). On choisit la longueur d'onde 33 de la troisième bande de fréquence selon les cas dans l'intervalle 8 im <X1< 14 grm et de préférence entre 10,5 et 12 gm pour réduire l'influence de l'atmosphère, ou bien dans l'intervalle 3 gm <Xi< 5rm selon la gamme de température recherchée. La détection de ces points chauds, permet de connaître les endroits les plus exposés, avant même qu'un incendie ne s'y
déclare ou ne s'y propage, ou encore les endroits de réensemencement possibles.
La méthode peut aussi être utilisée préventivement pour localiser les zones à risque et, si l'on dispose d'une carte de la végétation superposable aux images, pour associer aux régions survolées un indice d'inflammabilité potentielle. Elle ouvre ainsi des possibilités d'action de correction telles que des arrosages préventifs des
zones les plus inflammables, aux moments de la journée o le risque est maximal.
La méthode selon l'invention peut encore être mise en oeuvre en appliquant les traitements précédents à des images acquises et prétraitées par d'autres systèmes et notamment par le système décrit dans la demande de brevet parallèle 96/06907 au nom du demandeur. Ce système comporte un ensemble embarqué comprenant un appareil de prise de vues de type à matrice CCD, adapté à acquérir des images de bandes successives d'une zone survolée dans une ou plusieurs bandes spectrales étalées par des moyens de dispersion, et un ensemble de traitement associé à des moyens de détermination de trajectoire et d'assiette, qui permet de sélectionner des images du site dans une ou plusieurs bandes spectrales dont les largeurs et les il 2749177 fonctions spectrales respectives peuvent être modifiées à volonté, en fonction de la nature des phénomènes à analyser dans le cadre de l'application o on l'utilise, et également de raccorder facilement les images décalées par les fluctuations de la
trajectoire de l'aéronef dues notamment au roulis.
On ne sortirait pas du cadre de l'invention en formant des images de rayonnements dans deux bandes spectrales disjointes de l'I.R entre 3 et 5 gm par
exemple d'une part et entre 8 et 14 gm par exemple.
Claims (12)
1) Méthode pour déterminer l'inflammabilité des différentes parties d'une zone survolée par un aéronef par exemple, dans le but de faciliter des actions de prévention ou de combat du feu, dans laquelle on déplace au-dessus de la zone au moins un aéronef muni de moyens d'acquisition d'images de la zone de végétation à partir de radiations émises et reflétées par le sol et son couvert végétal, et on détecte des modifications d'état de la végétation par analyse de deux bandes spectrales, une première bande spectrale (XI) étant choisie dans la partie rouge (R) du spectre visible en fonction du type de végétation, une deuxième bande spectrale (x2) dans le proche infra-rouge (P.I.R), propre à restituer l'état de turgescence des parties aériennes de cette végétation, caractérisée en ce que l'on sélectionne en outre au moins une troisième bande spectrale (X3) dans le spectre infra-rouge thermique (I.R), choisie pour repérer des parties de la zone de végétation présentant une température supérieure aux parties environnantes de la zone, et l'on forme une image composite obtenue par codage et superposition des images obtenues dans les trois
bandes spectrales, traduisant les risques incendiaires de la zone survolée.
2) Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte une combinaison des signaux obtenus dans la première et la deuxième bande spectrale (R, P.I.R) propre à obtenir une image révélant les parties en végétation de la zone survolée qui présentent un déficit hydrique, en affectant à l'image combinée une premier codage, on affecte à l'image obtenue dans la troisième bande (I.R) un deuxième codage, et on superpose les images ainsi codées, de façon à obtenir une image synthétique révélant les portions de la zone de végétation de plus forte inflammabilité.
3) Méthode selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'on
pondère les signaux formant chacune des images entrant dans l'image composite en
fonction de l'état moyen de la zone surveillée.
4) Méthode selon la revendication 3 caractérisée en ce que la dite combinaison des signaux obtenus dans les bandes spectrales du rouge (R) et du proche infra-rouge (P.I.R) comporte la détermination d'un signal de combinaison (S) soit le produit de deux indices Il et I2 définis par les relations: I1 =(g2.S2 + g1.S 1)/(g2.S2 - gl.S 1), et I2 = g2.S2/gl.S1I, o Si et S2 sont les signaux affectés respectivement de gains gl, g2 délivrés par les moyens d'acquisition d'images dans la première (R) et la deuxième (P.I.R) des bandes spectrales.
) Méthode selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que
l'on choisit un codage couleur de type RVB, de manière à affecter une première couleur à l'image composite résultant de la combinaison, et une deuxième couleur à l'image obtenue dans la troisième bande spectrale (I. R), les portions de zones de
végétation menacées étant affectée par synthèse additive, d'une troisième couleur.
6) Méthode selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que
l'on sélectionne les longueurs d'onde (X1) de la première bande de fréquence dans l'intervalle 0,6 grm <X1< 0,7 gim, et de préférence voisine de 0,65 glm, la longueur d'onde centrale et la largeur de la bande étant choisie en fonction du peuplement
végétal dominant.
7) Méthode selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que
l'on sélectionne les longueurs d'onde (X2) de la deuxième bande de fréquence dans
l'intervalle 0,8 gm <X2< 1,1 lm, et de préférence voisine de 0,9 grm.
8) Méthode selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que
l'on sélectionne les longueurs d'onde (X3) de la troisième bande de fréquence dans l'intervalle 8.m<X3<14 gm, et de préférence dans l'intervalle 10,5 gm<X3<12,5 am.
9) Méthode selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que l'on
sélectionne des longueurs d'onde dans l'intervalle 3<X3 <5 gm.
10) Méthode selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce
que l'on forme l'image synthétique à bord de l'aéronef avant de la transmettre par
voie hertzienne à une station d'exploitation au sol.
11) Système pour déterminer l'inflammabilité des différentes parties d'une zone survolée par un aéronef, dans le but de faciliter des actions préventives, comportant un appareil d'acquisition d'images de la zone de végétation à partir de radiations émises et reflétées par le sol et son couvert végétal et des moyens (15, 19) de transmission hertzienne pour relier l'aéronef à une station au sol, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de sélection d'au moins trois bandes spectrales, une première bande spectrale étant choisie dans la partie rouge (R) du spectre visible en
fonction du type de végétation, une deuxième bande spectrale dans le proche infra-
rouge (P.I.R), propre à restituer l'état de turgescence des parties aériennes de cette végétation, et une troisième bande spectrale dans le spectre infra-rouge thermique (I.R), choisie pour repérer des parties de la zone de végétation présentant une température supérieure aux parties environnantes de la zone, et un ensemble de traitement d'images comportant des moyens pour former une image composite obtenue par codage et superposition des images obtenues dans les trois bandes
spectrales, traduisant les risques incendiaires de la zone survolée.
12) Système selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'ensemble de
traitement est disposé au moins en partie à bord de l'aéronef.
13) Système selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de pondération des signaux formant chacune des images entrant dans l'image composite en fonction de l'état moyen de la zone surveillée, et au moins un calculateur (12, 23) comprenant des moyens pour effectuer une combinaison des signaux correspondant aux bandes spectrales dans le rouge (R) et dans le proche infra-rouge (P.I. R), propre à obtenir une image révélant les parties en végétation de la zone survolée qui présentent un déficit hydrique, des moyens de codage couleur de ladite combinaison de signaux et des moyens pour appliquer des couleurs artificielles propres à faire ressortir par synthèse additive les parties de zone survolée
présentant des risques incendiaires.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9606906A FR2749177B1 (fr) | 1996-06-03 | 1996-06-03 | Methode et systeme pour la teledetection de l'inflammabilite des differentes parties d'une zone survolee par un aeronef |
| ES97401065T ES2208840T3 (es) | 1996-06-03 | 1997-05-14 | Metodo y sistema de deteccion de incendio. |
| DE69725384T DE69725384T2 (de) | 1996-06-03 | 1997-05-14 | Verfahren und Vorrichtung zur Branderkennung |
| EP97401065A EP0811400B1 (fr) | 1996-06-03 | 1997-05-14 | Méthode et système de détection d'incendie |
| US08/867,193 US5936245A (en) | 1996-06-03 | 1997-06-02 | Method and system for remote sensing of the flammability of the different parts of an area flown over by an aircraft |
| CA002208185A CA2208185C (fr) | 1996-06-03 | 1997-06-02 | Methode et systeme pour la teledetection de l'inflammabilite des differentes parties d'une zone survolee par un aeronef |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9606906A FR2749177B1 (fr) | 1996-06-03 | 1996-06-03 | Methode et systeme pour la teledetection de l'inflammabilite des differentes parties d'une zone survolee par un aeronef |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2749177A1 true FR2749177A1 (fr) | 1997-12-05 |
| FR2749177B1 FR2749177B1 (fr) | 1998-07-17 |
Family
ID=9492724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9606906A Expired - Fee Related FR2749177B1 (fr) | 1996-06-03 | 1996-06-03 | Methode et systeme pour la teledetection de l'inflammabilite des differentes parties d'une zone survolee par un aeronef |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5936245A (fr) |
| EP (1) | EP0811400B1 (fr) |
| CA (1) | CA2208185C (fr) |
| DE (1) | DE69725384T2 (fr) |
| ES (1) | ES2208840T3 (fr) |
| FR (1) | FR2749177B1 (fr) |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6529132B2 (en) * | 1998-02-27 | 2003-03-04 | Societe Industrielle D'avation Latecoere | Device for monitoring an enclosure, in particular the hold of an aircraft |
| AU4520200A (en) * | 1998-12-11 | 2000-07-12 | Flir Systems Inc. | Extreme temperature radiometry and imaging apparatus |
| US6255650B1 (en) | 1998-12-11 | 2001-07-03 | Flir Systems, Inc. | Extreme temperature radiometry and imaging apparatus |
| EP1178283A1 (fr) * | 2000-07-31 | 2002-02-06 | CO.RI.AL. Consorzio Ricerche Alimentari S.C.p.A. | Systéme d' imagerie aérienne spectrale avec caméra digitale |
| US20030059743A1 (en) * | 2001-08-29 | 2003-03-27 | The Boeing Company | Method and apparatus for automatically generating a terrain model for display during flight simulation |
| GR1004455B (el) * | 2003-02-21 | 2004-02-17 | Δουκασαχριστοσα | Ανιχνευτησαπηγωναθερμοτητος |
| DE10353212A1 (de) * | 2003-11-13 | 2005-06-23 | Db Netz Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung und Vermessung von Vegetation im Umfeld von Verkehrswegen |
| US20050157190A1 (en) * | 2004-01-16 | 2005-07-21 | Litton Systems, Inc. | Combining multiple spectral bands to generate an image |
| DE102004006033B3 (de) | 2004-02-06 | 2005-09-08 | Eads Deutschland Gmbh | Verfahren zur Erkennung und Bekämpfung von Wald-und Flächenbränden |
| DE102007007492A1 (de) * | 2007-02-15 | 2008-08-21 | Airmatic Gesellschaft für Umwelt und Technik mbH | Verfahren zur integrierten, simulationsbasierten Waldbrandbekämpfung |
| US8159341B2 (en) * | 2008-05-05 | 2012-04-17 | Thorad Corporation | Hazard detection and mitigation system and method |
| US20120155714A1 (en) * | 2009-06-11 | 2012-06-21 | Pa Llc | Vegetation indices for measuring multilayer microcrop density and growth |
| CN103188990B (zh) | 2010-08-27 | 2016-10-19 | 密尔沃基电动工具公司 | 热检测系统、方法和设备 |
| CN203705055U (zh) | 2011-03-15 | 2014-07-09 | 米沃奇电动工具公司 | 热像仪 |
| US20120261144A1 (en) * | 2011-04-14 | 2012-10-18 | The Boeing Company | Fire Management System |
| US9288513B2 (en) * | 2011-08-29 | 2016-03-15 | Aerovironment, Inc. | System and method of high-resolution digital data image transmission |
| US9156551B2 (en) | 2011-08-29 | 2015-10-13 | Aerovironment, Inc. | Tilt-ball turret with gimbal lock avoidance |
| US8523462B2 (en) | 2011-08-29 | 2013-09-03 | Aerovironment, Inc. | Roll-tilt ball turret camera having coiled data transmission cable |
| US11401045B2 (en) | 2011-08-29 | 2022-08-02 | Aerovironment, Inc. | Camera ball turret having high bandwidth data transmission to external image processor |
| US10794769B2 (en) | 2012-08-02 | 2020-10-06 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Thermal detection systems, methods, and devices |
| US9117185B2 (en) | 2012-09-19 | 2015-08-25 | The Boeing Company | Forestry management system |
| CN103971114B (zh) * | 2014-04-23 | 2018-03-23 | 天津航天中为数据系统科技有限公司 | 基于航空遥感的森林火灾探测方法 |
| RU2581783C1 (ru) * | 2015-04-24 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт аэрокосмического мониторинга "АЭРОКОСМОС" (НИИ "АЭРОКОСМОС") | Способ контроля пирологического состояния подстилающей поверхности |
| US20170128759A1 (en) * | 2015-11-05 | 2017-05-11 | Lockheed Martin Corporation | Methods and systems of applying fire retardant based on onboard sensing and decision making processes |
| WO2018111064A1 (fr) * | 2016-12-15 | 2018-06-21 | Herrera Cadena Isaac Abraham | Système de surveillance et de contrôle du stress hydrique pour l'optimisation de l'extraction d'huiles |
| ES2684843B9 (es) * | 2017-03-31 | 2019-11-14 | Hemav Tech S L | Procedimiento de tratamiento de cultivos |
| CN108520615B (zh) * | 2018-04-20 | 2020-08-25 | 吉林省林业科学研究院 | 一种基于图像的火灾识别系统和方法 |
| US11039118B2 (en) * | 2019-04-17 | 2021-06-15 | XRSpace CO., LTD. | Interactive image processing system using infrared cameras |
| CN118262465B (zh) * | 2024-05-31 | 2024-07-30 | 肥城市林业保护发展中心 | 一种智慧林地火情控制方法及系统 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3318974A1 (de) * | 1983-05-25 | 1984-11-29 | Preussag AG Bauwesen, 3005 Hemmingen | Flammenmelder |
| US5051595A (en) * | 1989-12-06 | 1991-09-24 | Santa Barbara Research Center | Fiber optic flame detection and temperature measurement system employing doped optical fiber |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4026144A (en) * | 1975-12-10 | 1977-05-31 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Apparatus for the generation of polychromatic ultrasonographs |
| US4227211A (en) * | 1978-09-22 | 1980-10-07 | Columbia Photografix, Inc. | Method for analyzing seasonal growing conditions of crops |
| US4463261A (en) * | 1981-05-07 | 1984-07-31 | National Research Development Corporation | Analysis apparatus |
| US4691196A (en) * | 1984-03-23 | 1987-09-01 | Santa Barbara Research Center | Dual spectrum frequency responding fire sensor |
| US5214503A (en) * | 1992-01-31 | 1993-05-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Color night vision camera system |
| DE69319050T2 (de) * | 1992-09-25 | 1998-10-08 | Texaco Development Corp | Flugzeugvermessungsverfahren und -gerät |
-
1996
- 1996-06-03 FR FR9606906A patent/FR2749177B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-05-14 ES ES97401065T patent/ES2208840T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1997-05-14 DE DE69725384T patent/DE69725384T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-05-14 EP EP97401065A patent/EP0811400B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1997-06-02 CA CA002208185A patent/CA2208185C/fr not_active Expired - Fee Related
- 1997-06-02 US US08/867,193 patent/US5936245A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3318974A1 (de) * | 1983-05-25 | 1984-11-29 | Preussag AG Bauwesen, 3005 Hemmingen | Flammenmelder |
| US5051595A (en) * | 1989-12-06 | 1991-09-24 | Santa Barbara Research Center | Fiber optic flame detection and temperature measurement system employing doped optical fiber |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| AMBROSIA V G ET AL: "AIRDAS, DEVELOPMENT OF A UNIQUE FOUR CHANNEL SCANNER FOR NATURAL DISASTER ASSESSMENT", PROCEEDINGS OF THE INTERNATIONAL AIRBORNE REMOTE SENSING CONFERENCE AND EXHIBITION, vol. 2, 12 September 1994 (1994-09-12), pages 129 - 141, XP000605846 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0811400B1 (fr) | 2003-10-08 |
| CA2208185C (fr) | 2008-08-12 |
| DE69725384D1 (de) | 2003-11-13 |
| DE69725384T2 (de) | 2004-08-05 |
| US5936245A (en) | 1999-08-10 |
| FR2749177B1 (fr) | 1998-07-17 |
| CA2208185A1 (fr) | 1997-12-03 |
| ES2208840T3 (es) | 2004-06-16 |
| EP0811400A1 (fr) | 1997-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0811400B1 (fr) | Méthode et système de détection d'incendie | |
| Navarro et al. | Evaluation of forest fire on Madeira Island using Sentinel-2A MSI imagery | |
| Fernández-Manso et al. | SENTINEL-2A red-edge spectral indices suitability for discriminating burn severity | |
| Vogelmann et al. | Perspectives on monitoring gradual change across the continuity of Landsat sensors using time-series data | |
| Kasischke et al. | Locating and estimating the areal extent of wildfires in Alaskan boreal forests using multiple-season AVHRR NDVI composite data | |
| Eitel et al. | Broadband, red-edge information from satellites improves early stress detection in a New Mexico conifer woodland | |
| EP0811857B1 (fr) | Système aéroporté d'acquisition et de traitement d'images à caractéristiques modulables | |
| US9094567B2 (en) | Multi-channel camera system | |
| Kurum | C-band SAR backscatter evaluation of 2008 Gallipoli forest fire | |
| Kelly et al. | A comparison of standard and hybrid classifier methods for mapping hardwood mortality in areas affected by “sudden oak death” | |
| Hollaus et al. | Radar satellite imagery for detecting bark beetle outbreaks in forests | |
| WO1999032876A1 (fr) | Dispositif d'analyse non destructive de plantes et vehicule comportant un tel dispositif embarque | |
| Frederiksen et al. | NOAA-AVHRR and GIS-based monitoring of fire activity in Senegal—a provisional methodology and potential applications | |
| Prins et al. | An overview of diurnal active fire monitoring using a suite of international geostationary satellites | |
| Ahern et al. | Review article radiometric correction of visible and infrared remote sensing data at the Canada Centre for remote sensing | |
| Silva et al. | Assessing the feasibility of a global model for multi-temporal burned area mapping using SPOT-VEGETATION data | |
| Chen et al. | Monitoring of post-fire forest regeneration under different restoration treatments based on ALOS/PALSAR data | |
| US7929727B2 (en) | Methods for visually separating an object from its background, methods for detecting a camouflaged object against its background and detection apparatus embodying such methods | |
| Abuelgasim et al. | Day and night-time active fire detection over North America using NOAA-16 AVHRR data | |
| Sofan et al. | Detecting peatland combustion using shortwave and thermal infrared landsat-8 data | |
| Georgiev et al. | Early detection of Ips typographus infestations by using Sentinel-2 satellite images in windthrow affected Norway spruce forests in Smolyan region, Bulgaria | |
| Meléndez et al. | Measurement of forest fire parameters with multi-spectral imaging in the medium infrared | |
| Law | Estimation of leaf area index and light intercepted by shrubs from digital videography | |
| Laneve et al. | SIGRI project: Products validation results | |
| Crane et al. | Hemispherical digital photographs offer advantages over conventional methods for quantifying pathogen-mediated changes caused by infestation of Phytophthora cinnamomi |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CD | Change of name or company name | ||
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20120229 |