Titre

FLeYe – Système de caméra hémisphérique multi-résolution et multi-spectral pour la télédétection des systèmes d’éclairage au sol depuis un ballon stratosphérique

Objectif du projet

Concevoir et déployer un système de d’observation hémisphérique, multi-résolution et multi-spectral destiné à caractériser les sources lumineuses au sol à partir d’un véhicule stratosphérique (ballon stratosphérique). L’objectif final est d’alimenter des modèles de pollution lumineuse avec des données de haute fidélité sur les caractéristiques des systèmes d’éclairage, afin d’améliorer la compréhension et la modélisation des émissions lumineuses nocturnes à grande échelle.

Portée technique

Plateforme et imagerie

• Utilisation d’un système imageur hémisphérique pour une couverture complète du paysage nocturne inférieur.
• Architecture multi-résolution pour capturer à la fois la fonction angulaire d’émission à grands angles zénithaux et les détails fins des sources lumineuses au nadir
• Capacité multi-spectrale (dans des bandes visibles RGB) afin de discriminer les types de sources.
• Caractéristiques des sources et mesures
• Flux lumineux mesuré et calibré en fonction des distances et de l’orientation.
• Type spectral des sources (diodes, lampes LED, lampes à décharge, etc.) déduit via des signatures spectrales.
• Fonction angulaire d’émission (distribution radiométrique angulaire) notamment pour comprendre l’angle de retrait et l’influence des façades et des structures environnantes.
• Position géographique et altitude du capteur (ballon stratosphérique) pour corréler les données avec les cartes de couverture et les paramètres météorologiques.

Acquisition et traitement

• Calibrations radiométriques et spectrales pour assurer l’uniformité et la comparabilité des mesures dans le temps et l’espace.
• Fusion multi-résolution et multi-spectrale pour générer des cartes et des profils d’émission nocturne.
• Mécanismes de correction pour les conditions atmosphériques et la géométrie d’observation.

Données et modèles

• Base de données structurée des systèmes d’éclairage au sol avec des attributs clés: flux lumineux (lumen), type spectral, fonction angulaire d’émission, et coordonnées géographiques.
• Données utilisées pour nourrir des modèles de pollution lumineuse et des modèles d’analyse spatiale et temporelle.
• Contributions potentielles à des ensembles de données publics et partagés pour la recherche sur la pollution lumineuse.

Applications et impacts

• Amélioration de la cartographie et de la quantification de la pollution lumineuse nocturne à grande échelle.
• Amélioration des modèles urbanistiques et environnementaux par l’intégration d’informations sur les systèmes d’éclairage.
• Soutien à la planification et à la réglementation concernant les sources lumineuses et leur impact sur la santé, l’écosystème, l’astronomie et la sécurité.

Livrables

• Développement de prototypes de capteurs hémisphériques et de leurs chaînes de traitements en temps réel et hors ligne.
• Protocoles de calibration, procédures de vol et meilleures pratiques pour l’acquisition de données sur ballon stratosphérique.
• Démonstrations pilotes et rapports de performance, avec une base de données structurée des paramètres mesurés et des métadonnées associées.

Risques et défis

• Gestion des conditions extrêmes en vol stratosphérique (températures, pression, vibrations) et garantie de la stabilité optique.
• Intégration robuste des données multi-sources et correction des biais liés à l’environnement lumineux et météorologique.