QCM : Télédétection et rayonnement électromagnétique (68 questions)

Explication

La télédétection acquiert à distance de l’information sur un objet au moyen d’images obtenues par des instruments placés sur différentes plateformes. La mesure au contact confond télédétection et relevé direct, l’imagerie satellitaire exclut d’autres plateformes, et l’observation visuelle au sol ne décrit pas nécessairement une acquisition instrumentale à distance.

Explication

Les corps réfléchissent ou émettent le rayonnement de manière distincte selon leurs propriétés physiques et chimiques, la partie du spectre, le temps et la localisation. La distance seule ne suffit pas à expliquer la réponse, l’idée d’une réponse identique ignore les différences propres aux corps, et le déplacement de la plateforme n’est pas le principe décrit.

Explication

Le processus commence par la captation et l’enregistrement de l’énergie émise ou réfléchie par la cible, se poursuit par le traitement et l’analyse, puis aboutit à l’application de l’information. Placer l’application avant l’analyse inverse les étapes, omettre l’enregistrement écarte une étape initiale, et commencer par l’interprétation confond celle-ci avec la captation.

Explication

Les étapes générales vont de la source d’énergie et de son interaction avec l’atmosphère jusqu’à l’interprétation de l’image et à l’utilisation de l’information extraite. Placer l’interprétation avant l’interaction atmosphérique inverse le parcours, commencer par l’utilisation inverse son point de départ, et omettre l’atmosphère laisse de côté une étape représentée.

Explication

Une photographie sur pellicule ordinaire donne une image analogique, tandis qu’une image numérique est créée à partir de mesures enregistrées par des capteurs et traitées par ordinateur. Inverser les catégories confond leurs modes de production, et attribuer le même mode aux deux efface cette distinction.

Explication

Le pixel est le plus petit élément d’une image numérique et représente le plus petit détail encore visible pour le satellite. La matrice désigne l’organisation globale de pixels, le capteur enregistre les mesures et la bande spectrale désigne une partie du spectre.

Explication

Les valeurs des pixels vont de 0 à 255 et une valeur élevée correspond à une mesure de lumière plus importante. Interpréter 35 comme davantage de lumière inverse la relation, tandis que la taille des pixels et la distance au capteur ne sont pas ce que ces valeurs codent.

Explication

Une onde électromagnétique comprend des champs électrique et magnétique perpendiculaires qui se propagent à la vitesse de la lumière dans le vide. Le parallélisme des champs, l’absence de champ magnétique et une vitesse inférieure à celle de la lumière correspondent à des conceptions erronées de cette configuration.

Explication

La relation est $C=\lambda f$; en remplaçant, $C=2\times1{,}5\times10^8=3\times10^8\ \mathrm{m\,s^{-1}}$. La division, le carré de la longueur d’onde et l’inversion des facteurs ne respectent pas cette relation.

Explication

L’infrarouge moyen couvre les longueurs d’onde de $1{,}5$ à $3\ \mu\mathrm{m}$, intervalle qui comprend $2{,}2\ \mu\mathrm{m}$. Le proche infrarouge s’arrête à $1{,}5\ \mu\mathrm{m}$, l’infrarouge thermique commence à $3\ \mu\mathrm{m}$ et le visible se situe entre $0{,}4$ et $0{,}7\ \mu\mathrm{m}$.

Explication

L’infrarouge thermique, de $3$ à $100\ \mu\mathrm{m}$, est principalement émis par la surface terrestre sous forme de chaleur. L’infrarouge réfléchi sert comme le visible, et le proche infrarouge ne désigne pas ce rayonnement thermique.

Explication

Comme $E=hf$ et que $h$ est une constante, doubler la fréquence double l’énergie du photon. Le rapport au carré, le rapport inversé et l’absence de dépendance à la fréquence contredisent cette relation.

Explication

Le flux énergétique est une quantité d’énergie par unité de temps; il s’exprime en watts, équivalents à des joules par seconde. Le joule mesure l’énergie, tandis que la luminance et la fréquence sont d’autres grandeurs.

Explication

La luminance décrit le rayonnement quittant la surface dans une direction donnée, alors que l’émittance représente le flux sortant dans toutes les directions d’un hémisphère. Inverser ces notions, traiter l’émittance comme un flux entrant ou attribuer l’intégration hémisphérique à la luminance confond leurs rôles.

Explication

La conservation de l’énergie impose $\alpha+\rho+\tau=1$, donc $\tau=1-0,35-0,25=0,40$. La valeur 0,60 omet la part absorbée, tandis que 0,10 résulte d’une addition incorrecte.

Explication

Un corps noir théorique est opaque et non réfléchissant, avec $\alpha=1$ et $\rho=\tau=0$. L’opacité seule ne garantit pas l’absorption totale, et la réflexion ou la transmission contredisent cette définition.

Explication

La loi donne $E=\sigma T^4$. Doubler la température multiplie donc l’émittance par $2^4=16$; les facteurs 2 et 4 correspondent à des puissances erronées, et 1/16 inverse le rapport.

Explication

La loi de Wien donne $\lambda_{\max}=2897/T$ en micromètres lorsque $T$ est en kelvins; ainsi, $2897/500=5,794$ µm. La valeur 1,724 µm inverse le rapport et 2,897 µm omet la division par 500.

Explication

Dans l’atmosphère, les aérosols et les gaz peuvent dévier ou bloquer le rayonnement par diffusion et absorption. L’émission thermique du sol et les échanges par conduction ou convection ne décrivent pas ces deux mécanismes atmosphériques.

Explication

La diffusion correspond à un changement de direction provoqué par les particules ou molécules atmosphériques, sans changement de longueur d’onde. L’absorption bloque le rayonnement, tandis qu’un déplacement spectral implique une modification de longueur d’onde.

Explication

La diffusion de Mie concerne des particules presque aussi grandes que la longueur d’onde; elle est anisotrope et privilégie les directions proches de la direction initiale. Rayleigh est isotrope et concerne des particules plus petites, tandis que la diffusion non sélective disperse toutes les longueurs d’onde.

Explication

La diffusion non sélective disperse presque également le bleu, le vert et le rouge, dont la combinaison donne une apparence blanche. Le bleu ou le rouge traduit une diffusion préférentielle, tandis que le noir évoque une absorption plutôt qu’une dispersion équilibrée.

Explication

L’ozone atmosphérique absorbe les rayons ultraviolets, qui sont néfastes aux êtres vivants. Le bioxyde de carbone et la vapeur d’eau absorbent principalement des régions infrarouges, tandis que les gouttelettes sont associées à la diffusion.

Explication

Les fenêtres atmosphériques sont les régions du spectre peu affectées par l’absorption et donc utiles à la télédétection. Une bande d’absorption désigne au contraire une région où l’atmosphère absorbe le rayonnement.

Explication

À l’arrivée du rayonnement, une cible peut absorber, transmettre ou réfléchir l’énergie incidente, selon sa longueur d’onde, sa nature et son état. La diffusion atmosphérique et l’émission ne remplacent pas ces trois modes d’interaction de la cible.

Explication

Une surface lisse produit une réflexion spéculaire, qui redirige l’énergie dans une même direction, alors qu’une surface rugueuse produit une réflexion diffuse répartie dans toutes les directions. Inverser ces comportements confond les deux types de réflexion.

Explication

La chlorophylle absorbe fortement le rouge et le bleu et réfléchit le vert, ce qui contribue à la couleur verte des feuilles en été. Les autres combinaisons attribuent à tort au vert ou au proche infrarouge le comportement caractéristique d’une des composantes visibles.

Explication

L’eau absorbe davantage les grandes longueurs d’onde du visible et du proche infrarouge, et réfléchit davantage les petites longueurs d’onde, d’où son apparence généralement bleue ou bleu-vert. Inverser absorption et réflexion conduit à une prédiction incorrecte de sa couleur.

Explication

La signature spectrale décrit l’allure du spectre électromagnétique réfléchi par un objet, en fonction de son comportement vis-à-vis de la lumière. La longueur d’onde incidente, l’absorption seule et l’image visible ne définissent pas cette signature.

Explication

La comparaison de plusieurs longueurs d’onde permet de différencier l’eau et la végétation, dont les signatures peuvent être similaires dans le visible mais distinctes dans l’infrarouge. Se limiter au visible ou conclure à une identité spectrale néglige cette différence.

Explication

La plateforme, ou vecteur, porte le capteur à distance de la cible et peut se trouver au sol, dans un avion ou un ballon, ou dans l’espace. Le capteur mesure le rayonnement, tandis que la cible est l’objet observé; une plateforme n’est pas nécessairement un satellite.

Explication

Les satellites fournissent la majeure partie des données recueillies actuellement par télédétection. Les capteurs au sol et les plateformes aéroportées contribuent aussi aux observations, mais ne constituent pas la principale source de données.

Explication

Une orbite géostationnaire est équatoriale et circulaire, située à environ 36 000 kilomètres, et le satellite accompagne la rotation terrestre à la même vitesse angulaire et dans le même sens. L’orbite héliosynchrone est quasi-polaire et se caractérise par une heure solaire locale régulière de passage.

Explication

La fauchée, ou couloir couvert, est la bande de surface balayée par le capteur d’un satellite en orbite. L’orbite désigne la trajectoire du satellite, tandis que la période de revisite concerne la répétition des observations dans le temps.

Explication

Un capteur actif produit l’énergie qui éclaire la cible, puis mesure le rayonnement réfléchi. Un capteur passif mesure une énergie naturellement réfléchie ou émise; un capteur thermique passif détecte une émission, et un capteur optique passif dépend de l’éclairage naturel.

Explication

Un capteur passif peut mesurer de jour comme de nuit le rayonnement thermique infrarouge ou hyperfréquence émis par la cible. La contrainte du jour concerne les mesures du rayonnement solaire visible et infrarouge réfléchi; l’absence de nuages ne s’applique pas de la même manière au rayonnement thermique émis.

Explication

Le balayage perpendiculaire à la trajectoire utilise un miroir rotatif pour parcourir des lignes transversalement; le balayage parallèle pousse des détecteurs alignés le long de la trajectoire. L’inversion des deux mécanismes confond le miroir et la rangée, tandis que les deux autres classements méconnaissent l’orientation décrite.

Explication

Une composition en vraies couleurs affecte les bandes rouge, verte et bleue à leurs couleurs respectives et combine leurs valeurs pour chaque pixel. Une composition en fausses couleurs modifie ces affectations, tandis que des bandes séparées ou une seule bande ne forment pas cette combinaison.

Explication

En télédétection passive par hyperfréquences, le capteur détecte l’énergie naturellement émise par l’objet, qui dépend notamment de sa température et de son humidité. Un radar actif émet son propre rayonnement; la lumière solaire réfléchie relève d’une mesure optique.

Explication

Les capteurs actifs à hyperfréquences fournissent leur propre rayonnement et se répartissent en capteurs imageurs et non imageurs. Les capteurs thermiques et optiques passifs sont d’autres catégories, tandis que les altimètres sont des exemples de capteurs non imageurs et que les bandes visibles et infrarouges ne sont pas ces catégories.

Explication

Les capteurs non imageurs, comme les altimètres et les diffusomètres, tracent généralement un profil dans une seule dimension; les imageurs produisent une représentation bidimensionnelle. Une composition en couleurs et une mesure passive de l’émission décrivent d’autres caractéristiques, pas la forme du résultat spatial.

Explication

Les ondes radar traversent la couche nuageuse, ce qui permet des observations dans presque toutes les conditions atmosphériques; les données radar et optiques sont complémentaires parce qu’elles renseignent différemment sur la surface. Les confusions portent sur la capacité des ondes optiques à traverser les nuages, sur l’identité des informations et sur le prétendu blocage du radar.

Explication

Un radar de télémétrie comprend un émetteur, un récepteur, une antenne et un système électronique qui traite et enregistre les données. Le système de navigation, la mesure thermique ou la photographie substituent des fonctions qui ne font pas partie de cet ensemble.

Explication

Le délai entre émission et réception permet de déterminer la distance et la position des cibles ; l’enregistrement au cours du déplacement du capteur construit l’image bidimensionnelle. L’intensité seule ne remplace pas la mesure du délai, la portée n’est pas la seule dimension enregistrée et le résultat décrit ici est bidimensionnel.

Explication

La portée proximale désigne la partie de l’image la plus proche du nadir, tandis que la portée distale est la plus éloignée du radar. Inverser ces termes, ou attribuer la même catégorie aux deux zones, confond leurs positions respectives.

Explication

Pour un radar à ouverture réelle, la durée de l’impulsion détermine la résolution en portée et la largeur d’illumination celle en azimut. Utiliser un seul paramètre pour les deux directions confond les facteurs propres à chacune.

Explication

La résolution azimutale dépend de la largeur angulaire du faisceau et de la distance en portée ; elle devient plus grossière quand cette distance augmente. La durée d’impulsion concerne la résolution en portée, et une augmentation de distance ne rend pas la résolution azimutale plus fine.

Explication

Le RSO exploite le mouvement de la plate-forme et combine de façon cohérente les échos de nombreuses impulsions successives afin de simuler une antenne plus longue. L’antenne n’est pas allongée physiquement, et une moyenne d’intensités ou un écho unique ne correspond pas à ce procédé.

Explication

La télédétection radar utilise des fréquences de 0,3 GHz à 300 GHz, correspondant à des longueurs d’onde de 1 m à 1 mm. Inverser les longueurs d’onde confond leurs bornes, tandis que les autres choix déplacent ou réduisent la plage de fréquences.

Explication

À 3 cm, le signal dépasse 2 cm et est donc peu affecté par les nuages, mais reste inférieur à 4 cm et peut être gêné par la pluie. Confondre les deux effets attribue aux nuages le seuil de la pluie, et les autres erreurs appliquent mal les seuils ou la relation avec la longueur d’onde.

Explication

La première lettre indique la polarisation transmise et la seconde celle reçue : horizontale puis verticale donne HV, une combinaison croisée. VH inverse les rôles, tandis que HH et VV sont des combinaisons parallèles.

Explication

La visée oblique fait mesurer au radar des distances obliques, et non les distances horizontales réelles au sol, ce qui entraîne des variations d’échelle selon la portée. La polarisation ne produit pas cet effet géométrique, et le radar ne mesure pas directement les distances horizontales.

Explication

En imagerie radar, le déplacement du relief se fait perpendiculairement à la trajectoire, et les grands objets sont déplacés vers le capteur. Le déplacement radial au nadir concerne la description des photographies aériennes, et les autres réponses inversent la direction ou le sens du déplacement.

Explication

Le foreshortening comprime une pente lorsque le faisceau atteint sa base avant son sommet; le layover apparaît lorsque le sommet d’une cible élevée est atteint avant sa base et se replie vers le radar. Intervertir les noms ou appliquer une seule condition aux deux cas confond ces mécanismes distincts.

Explication

Les interférences constructives et destructives de la diffusion multiple produisent l’aspect poivre et sel. L’absorption régulière, les variations topographiques et la réflexion unique ne décrivent pas le mécanisme du chatoiement.

Explication

Le filtrage spatial traite une fenêtre de pixels autour de chaque pixel pour réduire le chatoiement. Le traitement multi-visée combine plusieurs images, tandis que la correction Doppler et le changement de longueur d’onde ne correspondent pas à cette procédure.

Explication

L’effet Doppler est la variation apparente de fréquence liée à une variation temporelle de la distance entre l’émetteur et le récepteur. Une variation d’amplitude, un réglage de longueur d’onde ou une interruption du signal ne définissent pas cet effet.

Explication

Pour un radar routier, la fréquence réfléchie est plus faible lorsque le véhicule s’éloigne et plus élevée lorsqu’il s’approche. Inverser ces fréquences confond les deux mouvements; la vitesse seule ou une traversée sans mouvement relatif ne découle pas de l’écho décrit.

Explication

La cartographie structurale identifie et caractérise l’expression en surface des plis, des failles et des linéaments. La composition des roches relève d’une autre caractérisation, tandis que les unités physiographiques et les réseaux de drainage ne définissent pas cette cartographie.

Explication

Les failles peuvent guider la restriction des constructions dans les zones à risque sismique, car les structures renseignent sur les mouvements de la croûte et les dangers potentiels. La présence d’une faille ne garantit pas la stabilité, et les deux autres propositions confondent gestion des risques et autres applications.

Explication

La cartographie des unités géologiques identifie les unités physiographiques et détermine la lithologie de la roche en place ou la stratigraphie générale des unités exposées. Le repérage des plis et des failles relève de la cartographie structurale; la texture radar et les seuls dépôts superficiels ne couvrent pas cet objectif.

Explication

Le VIR renseigne sur la composition, alors que le radar renseigne sur la texture; ces informations contribuent à délimiter les unités lithostratigraphiques. Inverser leurs rôles ou substituer morphologie et stratigraphie à ces caractéristiques confond les types d’information.

Explication

La cartographie de la biomasse quantifie la couverture végétale et fournit des paramètres biophysiques utiles pour mesurer la santé des forêts. La classification des cultures relève de l’application agricole, tandis que la détection des coupes et le suivi des interventions correspondent à d’autres usages de la télédétection.

Explication

En agriculture, les images satellitaires et aériennes servent à classifier les cultures, à évaluer leur santé et leur viabilité et à surveiller les mesures d’intervention. La biomasse forestière, le déboisement et les observations hydrologiques sont des applications distinctes.

Explication

En foresterie, la télédétection permet de surveiller les perturbations naturelles et humaines, ainsi que la santé et la croissance des forêts. L’évaluation de la viabilité des cultures relève de l’agriculture, les indicateurs de biomasse constituent une autre application, et l’humidité du sol appartient au domaine hydrologique.

Explication

La diffusion de Rayleigh intervient lorsque les particules sont plus petites que la longueur d’onde et disperse davantage les courtes longueurs d’onde. La diffusion de Mie correspond à un autre régime de taille, la diffusion non sélective ne privilégie pas ainsi le bleu, et la dernière réponse inverse la préférence spectrale.

Explication

L’énergie thermique émise par la Terre correspond à une fenêtre atmosphérique située près de 10 µm dans l’infrarouge thermique. Le visible est associé au maximum d’énergie solaire, tandis que les hyperfréquences constituent une autre région spectrale et que le proche infrarouge ne correspond pas à cette valeur.

Explication

La limite de discernabilité vaut $c\tau/2 = (3 \times 10^8)(2 \times 10^{-6})/2 = 300$ m : deux cibles doivent être séparées de plus que cette moitié de longueur spatiale. 600 m omet la division par deux, 150 m applique un facteur deux supplémentaire et 1 500 m résulte d’une erreur de calcul.