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Accés aux données recueillies dans le cadre de l'observatoire OSR/Sud-Ouest




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image Accés aux données recueillies dans le cadre de l'Observatoire Spatial Régional (OSR) dans le sud-ouest de la France

- Responsables scientifiques : Eric Ceschia et Gérard Dedieu au CESBIO

- Pour obtenir des informations sur les licences, les droits d'accès....etc,
vous pouvez contacter le responsable "Système d'information" pour l'OSR Sud-Ouest (France) : Jérome Cros

L’Observatoire Spatial Régional (OSR) est un Service d’Observation porté par le CESBIO et labellisé par l'Institut National des Sciences de l'Univers (INSU) en 2007.

Un enjeu important est de faciliter la ré-utilisation des données et résultats par la communauté scientifique et favoriser ainsi les approches pluridisciplinaires sur la compréhension du fonctionnement et sur la gestion des territoires ruraux.

   
   
Sur l' OSR/Sud-Ouest, le dispositif de mesures suit une approche emboîtée.  
     
 

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Cet ensemble de données est accessible sur le serveur des ressources du laboratoire.

 
   Découvrir l'ensemble du dispositif
  • Trois sites expérimentaux permanents sur parcelles agricoles (Auradé, Lamasquère & Lannemezan) font l’objet d’un suivi détaillé de la végétation et du sol et sont équipés de mesures continues de variables météorologiques, de flux d’eau, de carbone et d’azote. Le quatrième site de Bernadouze situé dans les Pyrénées a pour objectif l’étude du cycle hydrologique en lien avec les changements d’occupation du sol (afforestation/déforestation) et est intégré dans le dispositif de l’Observatoire Homme Milieu (OHM) du Haut Vicdessos. Auradé et Lamasquère font partie du réseau ICOS.

  • Des suivis par enquêtes portant sur l’occupation des terres et les pratiques agricoles sont réalisés chaque année sur plus de 350 parcelles sur un domaine de 2500 km2 situé au Sud-ouest de Toulouse et notamment sur les parcelles incluses dans le bassin versant d’Auradé.

  • Des campagnes de mesures intensives sont réalisées en lien avec des campagnes d’acquisition de données de télédétection. Les données acquises sont très diverses et concernent notamment des mesures spatialisées d’indices de végétation (LAI), de biomasse, d’humidité du sol, de contenu en carbone organique du sol, de hauteur de neige…
    Elles servent à la calibration et à la validation des modèles spatialisés et produits (cartes essentiellement) issus de la télédétection (voir ci-dessous pour la liste des produits).

  • Enfin des données de télédétection (optique, radar, thermique) à haute résolution spatiale sont acquises depuis 1992 et plus fréquemment depuis 2006 sur un domaine de 2500 km2 situé au Sud-ouest de Toulouse. La grande région Sud-ouest (englobant l’ensemble du massif Pyrénéen) est progressivement suivie et documentée avec des données spatiales à haute, moyenne et basse résolutions.
 
   
A/ Données des sites expérimentaux (Auradé, Lamasquère, Bernadouze & Lannemezan)  
   Présentation des sites expérimentaux
  • Le site d’Auradé correspond à une parcelle agricole située dans le Gers sur la zone des coteaux de Gascogne. Il est caractérisé par une rotation culturale incluant du blé, du colza et du tournesol. Il n’est pas irrigué et reçoit une fertilisation uniquement minérale. Seul le grain est exporté.

  • Le site de Lamasquère est une parcelle agricole qui appartient à la ferme laitière expérimentale de Lamothe (propriété de l’Ecole d’Ingénieur de Purpan) située sur les terrasses de la Garonne en Haute Garonne. Le site est caractérisé par une rotation blé/maïs ensilage. Il est irrigué durant les années de maïs et la parcelle reçoit une fertilisation mixte (minérale et organique). Les pailles de blé sont exportées pour le paillage des stabulations et la quasi-totalité des parties aériennes de maïs sont ensilées pour l’alimentation du bétail.

  • Le site de Bernadouze : le CESBIO particpe également à l'Observatoire Homme et Milieu (OHM) dans le Vicdessos. Une station de mesure permettant de mesurer les paramètres hydrométéorologiques et la hauteur de la neige a été installée par le laboratoire GEODE et le CESBIO à Bernadouze (altitude : 1650 m).

  • Le site de Lannemezan est une prairie mixte fauchée et pâturée par des bovins (vaches, veaux et taureau). Il est situé dans les Hautes-Pyrénées sur un plateau à 600 m d’altitude. Equipée depuis avril 2012 d’un dispositif permettant la mesure continue des flux de CO2/H2O /énergie et de variables météorologiques, la vocation de cette station est d’élargir le périmètre des études sur le fonctionnement des agro-écosystèmes de la région sud-ouest à celui des prairies pyrénéennes en collaboration avec le CRA (Centre de Recherche Atmosphérique) et le CTFC (Centre Technique Forestier de Catalogne) le long d’un gradient altitudinal (Projet transfrontalier FluxPyr).
 

   

Visualiser les Données météo (en temps réel) des quatre sites expérimentaux. Pour plus de renseignements et un accès aux données en temps réel (en plus de la visualisation) -
contact :
Bartosz Zawilski

Accéder aux archives (depuis 2005) de données météo, flux, végétation (LAI, biomasse…), sol et itinéraires techniques des sites d’Auradé et Lamasquère hébergées sur le site de la European Flux Database -
contact : Tiphaine Tallec.

 

B/ Productions cartographiques  Haut    
     

La cartographie annuelle de l’occupation et de l’usage des terres peut être réalisée avec la chaîne logicielle de classification supervisée appliquée aux images, mais aussi en utilisant des données multi-sources. Les classifications sont réalisées à plusieurs niveaux de résolution spatiale avec différents degrés de légendes en utilisant le plus souvent plusieurs capteurs (Spot, Landsat , Formosat).

Les indices de végétation sur plusieurs années, l'humidité des sols, l'étendue du manteau neigeux, les fonds de cartes, les limites administratives, sont également visualisables en ligne... voir ici

le site web interroge notre serveur de ressources : "geoserver".

Pour obtenir des données, voici un exemple de requête faite par le site web pour demander à geoserver :

un plan d'occupation des sols  (P.O.S.)

la légende de ce P.O.S.

 

B1/ Cartes d’occupation du sol

   

Au CESBIO, nous développons des techniques de production de cartes d'occupation des sols, adaptées aux séries temporelles d'images à haute résolution, comme celles que fourniront bientôt Venµs et Sentinel-2. Les premières cartes d’occupation concernant la zone de l’OSR ont été produites en 1992 à partir d’images SPOT (sur une emprise de 50*50 km).

Depuis 2002, des cartes similaires d’occupation du sol sont produites chaque année à partir de ces images SPOT à une résolution de 20m. Depuis 2006, des cartes d’occupation du sol sont produites chaque année sur une zone légèrement moins étendue de l’OSR (sur une emprise de 25*25 km) centrée sur Lamasquère à partir des séries temporelles d’images FORMOSAT-2.

L’emprise des données SPOT et FORMOSAT-2 ainsi que les différentes cartes d’occupation du sol et de rotations de cultures qui en découlent sont visibles sur le Système d’Information Environnemental (SIE) de l’OSR qui est en cours de finalisation afin de permettre leur téléchargement.

Une carte d’occupation du sol couvrant la quasi-totalité des Pyrénées a également été réalisée pour l’année 2010 à partir de données LANDSAT dans le cadre des projets Fluxpyr et de l'ANR mode Respyr.
Pour découvrir cette carte sur l'ensemble de la chaine pyrénéenne avec sa légende, voici 2 types d'affichage :

 

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Carte d'occupation des sols de 2010 à 70 classes obtenue à partir de séries temporelles d'images LANDSAT (réalisation Danielle Ducrot, Antoine Masse).
Pour l'année 2013, la classification a été réalisée avec les données de la Campagne SPOT 4 Take 5, l'emprise couvre donc la quasi-totalité de la Région Midi Pyrénées.

Travaux de Frédéric Baup, Danielle Ducrot et Antoine Masse du CESBIO

 

B2/ Cartes d’usages des terres

   

La caractérisation de l’usage des terres et des pratiques agricoles (irrigation, labours superficiels, persistance des chaumes et des déchets de récolte) est essentielle à une bonne compréhension des cycles biogéochimiques de l’eau, du carbone et de l’azote sur la zone de l’OSR. De plus, il est à prévoir une évolution des pratiques agricoles dans les années à venir qu’il convient d’être en mesure de caractériser en raison de leur impact sur les flux et bilans d’eau de carbone et de GES et pour élaborer des outils de suivi de la mise en oeuvre des politiques agri-environnementales.

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Suivi du travail du sol des parcelles agricoles par télédétection optique et radar.

Ce type de carte n’est pas encore produit en routine au CESBIO mais voici un exemple de réalisation obtenu en combinant des données optiques et radar dans le cadre de la campagne MCM’10

Les données radar sont utilisées de manière complémentaire à l’optique pour caractériser les usages de terres via des procédures de fusion des données optique-radar. En effet, le radar est particulièrement intéressant pour suivre les paramètres biophysiques (rugosité de surface, humidité du sol…) y compris par temps nuageux.

Elles permettent notamment l'analyse du type de travail du sol (labour déchaumage, préparation du lit de semence...) qui a généralement lieu en automne sur notre zone (période à fort ennuagement). Elles permettront, à terme, de réaliser des classifications en temps quasi-réel des usages des terres.

Pour plus de renseignements concernant :

- les cartes d’occupation du sol et d’usage des terres, contact : Claire Marais-Sicre.
- la démarche de mise en œuvre dans le cadre du SIE, contact : Jérôme Cros.
- l’utilisation des données radar pour la caractérisation de l’usage des terres, contact : Frédéric Baup.

B3/ Cartes de produits biophysiques (indices de végétation, humidité du sol, neige)

A l’heure actuelle la communauté scientifique dispose de nombreux produits biophysiques de type fAPAR, Indice foliaire (LAI), albédos, humidité du sol) obtenus à partir d’observations multi-capteurs et multi-temporelles dans les domaines optique (VEGETATION, MODIS. . .) et microonde (ENVISAT, RADARSAT, TERRASAR, ALOS, SMOS...). Peu de ces produits sont toutefois disponibles à haute résolution spatiale à l’inverse de ceux qui sont proposés dans le cadre de l’OSR.

   En savoir davantage

Ces séries à haute répétitivité temporelle de variables biophysiques (en particulier, LAI et humidité du sol) à haute résolution spatiale peuvent notamment servir au développement et à la validation de modèles spatialisés spécifiques aux cultures (estimations spatialisées de biomasse, rendement, évapotranspiration, irrigation, flux de CO2, bilans d’eau et de carbone) dans le cadre du Chantier Sud Ouest.

La validation de ces cartes de produits biophysique est assurée par la collecte de données spatialisées (LAI, biomasse, humidité du sol…) effectuées régulièrement lors de campagnes qui ont commencé en 2006. Pour analyser toutes les potentialités offertes par l'approche multicapteur dans les différents domaines optique, thermique et radar pour le suivi des paramètres biophysiques des cultures et des sols cultivés, une campagne spécifique d'acquisition et de relevés terrain a été organisée en 2010 (MCM10).
Pour plus de détails concernant les méthodes de production de ces différentes cartes de produits biophysiques, voir ici la rubrique "variables biophysiques"

 

 

B3-1/ Cartes de LAI et de FAPAR

Des cartes de LAI et de FAPAR sont disponibles sur la zone de l’OSR depuis 2006. Elles ont été réalisées à partir des séries temporelles d’images SPOT et FORMOSAT-2, validées à partir de photographies hémisphériques prises sur le terrain selon le protocole VALERI et traitées à l’aide du logiciel CANEYE.
Exemple de carte dynamique de LAI 

Accéder aux cartes de LAI via les web services géographiques de l’OSR.
Pour plus de détails concernant méthode de production de ces cartes et leur disponibilité veuillez contacter Valérie Demarez.

B3-2/ Cartes d’Humidité du sol

Des cartes d’humidité du sol sont produites sur la zone de l’OSR depuis 2008. Elles ont notamment été réalisées à partir des séries temporelles de données TERRASAR-X.

Exemple de carte d’humidité du sol
Accéder aux cartes d’humidité du sol via le SIE de l’OSR.

Pour plus de détails concernant la méthode de production de ces cartes et leur disponibilité veuillez contacter Frédéric Baup.

sans oublier les produits "humidité du sol" à faible résolution fournis par SMOS, AMSR-E and ASCAT.

B3-3/ Cartographie de la réserve en eau des sols sur le Bassin du Montousset (Bassin Versant d’Auradé)

Le suivi des ressources en eau est également étudié, Il s'agit de comprendre et de modéliser la variabilité spatiale des réponses hydrologiques et éco-physiologiques et ainsi permettre une cartographie des capacités de  stockage des sols en eau à large échelle.

Une campagne débutée durant l'été 2012 a été organisée pour spatialiser la réserve utile en eau des sols dans les paysages agricoles du bassin versant d’Auradé. Elle s’est concrétisée par la cartographie de la conductivité électrique des sols (campagne RFU 2012) qui nous permettra prochainement d’établir une carte des réserves utiles en eau du sol.

Pour plus de détails concernant la méthode de production de ces cartes et leur disponibilité veuillez contacter Vincent Bustillo.

B3-4/ Cartographie de l’enneigement dans les Pyrénées

Grâce aux données du satellite MODIS il est possible d'obtenir des cartes d'enneigement tous les jours avec une résolution spatiale de 500 mètres et ce, depuis l'hiver 2000.

Ces données ont été extraites sur le massif pyrénéen entre février 2000 et avril 2011 et ont été traitées dans le cadre du projet FLUXPYR. Tous les 10 jours les 8 images acquises sont synthétisées pour s'affranchir au maximum de l'effet des nuages.


Pour plus de détails concernant la méthode de production de ces cartes et leur disponibilité veuillez contacter Simon Gascoin .


illustration (+ légende) voir aussi le dossier sur l'enneigement....

Accéder aux cartes d’enneigement sur les Pyrénées via le SIE de l’OSR.(onglet "neige pyrénées")

     
   
C/ Données de télédétection Haut    
     
La zone de l’OSR Sud Ouest bénéficie d’une couverture exceptionnelle en terme d’acquisitions satellitales dans les différents domaines spectraux (optique, thermique, micro-ondes passives, radar).

 

C1/ Séries temporelle de données optiques (SPOT, FORMOSAT2, LANDSAT)
Les données les plus anciennes couvrant notre zone d’étude à hautes résolutions spatiales et temporelles sont les données LANDSAT et SPOT.

Citons également le blog Multitemp qui documente tout ce qui se fait en multitemporel au CESBIO en optique.

C1-1/ Données LANDSAT

Les satellites LANDSAT fournissent des données à 30 mètres de résolution depuis 30 ans. Depuis lors, ces données sont acquises régulièrement sur toutes les surfaces terrestres avec une répétitivité de 16 jours. Bien que leur répétitivité et leur résolution soient maintenant un peu insuffisantes, les satellites LANDSAT 4,5,7 et 8 constituent l'outil idéal pour préparer l'utilisation des données Sentinel-2 sur de grands territoires.

C'est pour cette raison que le Pôle Thématique Surfaces Continentales THEIA a décidé de mettre à disposition des utilisateurs les données LANDSAT acquises sur toute la France depuis 2009.

Les images de réflectance Landsat (Level 2A) traitées par le pôle THEIA pour l'Agence Spatiale Française (CNES) voir ici

C1-2/ Données SPOT et FORMOSAT-2

Les données SPOT et FORMOSAT-2 sont disponibles sur la zone de l’OSR (voir emprises) depuis respectivement 1992 et 2006. Elles sont notamment accessibles sur la base de données Kalideos OSR MiPy qui inclut actuellement :

  • des images issues des satellites Spot 1 à Spot 5, réunissant ainsi sur une période de 10 ans une archive de données provenant d’une même famille de capteurs sans comparaison pour analyser les évolutions des paysages du sud-ouest toulousain ;
  • des images satellitaires optiques Formosat-2, permettant de faire un zoom sur une partie de cette région pour y étudier des thématiques d'intérêt plus spécifique.
    La base de données sera prochainement enrichie d’images satellitaires radar TerraSAR-X.

L’accès aux données nécessite de faire une demande d’inscription afin d’obtenir un compte utilisateur et un mot de passe.

C2/ Série temporelle de données Radar

Les données radar TERRASAR-X, RADARSAT2, ENVISAT et ALOS ne sont pas accessibles pour le moment sur le site Kalideos ni sur le SIE (le CESBIO n’est pas habilité à diffuser ces différents jeux de données) mais le site Kalideos devrait accueillir prochainement les données TERRASAR-X.

Depuis 2004 et 2008 des données ENVISAT et TERRASAR-X sont toutefois acquises fréquemment sur la zone de l’OSR Sud Ouest. Par ailleurs, dans le cadre de l’expérience MCM’10, des données RADARSAT2 et  ALOS ont aussi été acquises selon diverses configurations (résolutions, polarisations…).

Ci-dessous un chronogramme des acquisitions radar, optique et thermiques réalisées dans le cadre de cette campagne donne un aperçu de l’exhaustivité du jeu de données.

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Légende
AP-L :ALOS radar en bande L
RS-C : RADARSAT-2 radar en bande C
TS-X : TERRASAR radar en bande X
LS-57 : LANDSAT 5 et 7 optique/thermique
FS-2 : FOMOSAT2 optique
SPOT : SPOT 4 et 5 optique

 

       
     
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