Taille de cellule des données raster

Le niveau de détail (des entités/phénomènes) représenté par un raster dépend bien souvent de la taille de cellule (pixel) ou de la résolution spatiale du raster. La cellule doit être suffisamment petite pour capturer le détail requis, mais suffisamment grande pour que le stockage et l'analyse sur l'ordinateur soient efficaces. Il est possible de représenter davantage d'entités, de plus petites entités ou plus de détails dans l'étendue des entités en utilisant un raster avec une taille de cellule plus petite. Cependant, le mieux est parfois l'ennemi du bien. Des tailles de cellule plus petites produisent des jeux de données plus volumineux pour représenter une surface totale ; cela implique donc un espace de stockage plus important et, bien souvent, un temps de traitement plus long.

Comparaison entre taille de cellule réduite et importante

Procédure d'affichage de la résolution spatiale du raster dans ArcMap

Il n'est pas toujours simple de choisir une taille de cellule appropriée. Les besoins en résolution spatiale de votre application doivent être contrebalancés par les exigences relatives à la rapidité de l'affichage, au temps de traitement et au stockage. En règle générale, dans un SIG, les résultats ont la précision du moins précis des jeux de données. Si vous utilisez un jeu de données classifié issu de l'imagerie Landsat d'une résolution de 30 mètres, il peut ne pas être nécessaire de créer un modèle numérique de terrain (MNT) ou d'autres données auxiliaires à une résolution supérieure (par exemple, 10 mètres). Plus une zone est homogène pour des variables essentielles, telles que la topographie et l'utilisation du sol, plus la taille des cellules peut être importante sans que cela affecte la précision.

Comparaison entre résolution spatiale et contenu des informations.

Dans le cadre de la planification de votre application SIG, il est tout aussi important de déterminer la taille de cellule appropriée que d'identifier les jeux de données à obtenir. Un jeu de données raster peut toujours être rééchantillonné afin de disposer d'une plus grande taille de cellule ; en revanche, vous n'obtiendrez jamais un niveau de détail accru en le rééchantillonnant pour obtenir une taille réduite. Suivant ce que vous comptez faire de vos données, il peut s'avérer judicieux d'en stocker une copie en optant pour la taille de cellule la plus petite et la plus précise, tout en les rééchantillonnant de sorte qu'elles correspondent à votre taille de cellule la plus élevée et la moins précise. Cela peut accélérer la vitesse de traitement de l'analyse.

Il convient de tenir compte des facteurs suivants avant de préciser la taille de cellule :

• la résolution spatiale des données en entrée ;
• l'application et l'analyse qui doivent être effectuées.
• la taille de la base de données produite par rapport à la capacité du disque ;
• le temps de réponse envisagé ;

Types de résolution

Lorsque vous utilisez des données raster imagées, quatre types de résolution peuvent entrer en ligne de compte : la résolution spatiale, la résolution spectrale, la résolution temporelle et la résolution radiométrique.

Dans un système SIG, vous devez généralement tenir compte de la résolution spatiale d'un jeu de données raster, en particulier lorsque vous affichez ou comparez des données raster avec d'autres types de données, tels que des vecteurs. Dans ce cas, la résolution fait référence à la taille des cellules (surface couverte au sol et représentée par une seule cellule). Une résolution spatiale supérieure suppose davantage de cellules par unité de surface ; le graphique de gauche représente donc une résolution spatiale supérieure à celle du graphique de droite.

La résolution spectrale décrit la capacité d'un capteur à différencier les intervalles de longueur d'onde sur le spectre électromagnétique. Plus la résolution spatiale est élevée, plus la gamme de longueur d'ondes d'un canal donné est étroite. Par exemple, une photographie (image) aérienne monocanal en nuances de gris enregistre des données de longueur d'onde qui s'étendent sur la majorité de la partie visible du spectre électromagnétique ; elle présente donc une faible résolution spectrale. Une image couleur (avec trois canaux) collecte essentiellement des données de longueur d'onde en provenance des trois plus petites parties de la portion visible du spectre électromagnétique (rouge, vert et bleu). Chaque canal de l'image couleur présente donc une résolution spectrale plus élevée que celle du canal unique de l'image en nuances de gris. Des capteurs multispectraux et hyperspectraux sophistiqués collectent des données pouvant provenir de plusieurs centaines de bandes spectrales très étroites du spectre électromagnétique, ce qui produit des données avec une résolution spatiale très élevée.

La résolution temporelle correspond à la fréquence à laquelle les images sont capturées en un même point de la surface du globe. On l'appelle aussi l'intervalle de réobservation, un terme utilisé couramment pour désigner des capteurs satellitaires. Un capteur qui capture des données une fois par semaine présente donc une résolution temporelle plus élevée qu'un capteur dont la fréquence de capture est mensuelle.

La résolution radiométrique décrit la capacité d'un capteur à différencier des objets visualisés dans la même partie du spectre électromagnétique ; cela correspond au nombre de valeurs de données possibles dans chaque canal. Par exemple, les données d'un canal Landsat sont généralement au format 8 bits, tandis que les données d'un canal IKONOS sont au format 11 bits. Les données IKONOS présentent donc une résolution radiométrique supérieure.

Résolution spatiale et échelle

La résolution spatiale fait référence à la dimension de la taille de cellule représentant la surface couverte au sol. Aussi, si la surface couverte par une cellule est de 5 x 5 mètres, la résolution est de 5 mètres. Plus la résolution d'un raster est élevée, plus la taille de cellule est petite et donc plus il y a de détails. C'est l'inverse de l'échelle. Plus l'échelle est petite, moins il y a de détails. Par exemple, une orthophotographie affichée selon une échelle de 1:2 000 présente davantage de détails (zoom avant) qu'une orthophotographie affichée en 1:24 000 (zoom arrière). Cependant, si cette même orthophotographie présente une taille de cellule de 5 mètres, la résolution reste la même quelle que soit l'échelle d'affichage. Cela est dû au fait que la taille de cellule physique (surface couverte au sol et représentée par une seule cellule) ne change pas.

L'échelle de l'image de gauche ci-dessous (1:50 000) est plus petite que celle de l'image de droite (1:2 500) ; toutefois, la résolution spatiale (taille de cellule) des données est identique.

Effet de l'augmentation de l'échelle avec une résolution spatiale constante.

La résolution spatiale des données utilisées dans l'image de gauche est inférieure à celle des données utilisées dans l'image de droite. Cela signifie que la taille de cellule des données de l'image de gauche est plus grande que celle des données de l'image de droite ; toutefois, l'échelle d'affichage des deux images est la même.

Effet de l'augmentation de la résolution des données avec l'échelle constante.