Préparation de la mission spatiale Sentinel-2

Sentinel-2 : une mission opérationnelle de l'Agence Spatiale Européenne (ESA)

Dans le cadre du programme GMES, le programme "Sentinel" est la contribution de l' Agence Spatiale Européenne (ESA). Sentinel-2 est la mission opérationnelle dédiée à l' observation des surfaces continentales avec une résolution décamétrique.

La mission "Sentinel-2" fournira une couverture systématique de toutes les terres avec une répétitivité de 10 jours avec un seul satellite, et une répétivité de 5 jours avec deux satellites.

Les lancements sont prévus en 2014 pour Sentinel 2A, et au début de l'année 2015 pour Sentinel 2B.

"Sentinel-2" disposera de 13 bandes spectrales dont 3 dans l'infrarouge proche (SWIR). Les images ont un champ de vue de 290 km de large, et une résolution de 10m, 20m ou 60m en fonction des bandes spectrales. Le système Sentinel-2 avec ses 2 satellites sera supérieur au système LANDSAT sur tous les aspects, sauf pour l'infrarouge thermique présent sur LANDSAT.

bandes spectrales de Sentinel-2

L'ESA est responsable du développement du satellite, des instruments et du segment sol. Suite à un accord de coopération, le CNES est chargé :

• du développement du prototype du segment sol de traitement des données,
• de la définition et du prototypage des traitements de niveau 1.
• du développement d'un système de qualité d'image (pour étalonner l'instrument et valider ses performances)
• de la définition d'un démonstrateur pour les traitements de niveau 2 (détection des nuages et corrections atmosphériques). Ce démonstrateur sera basée sur les méthodes de traitement Venμs niveau 2 , et sera conçu par le CESBIO.

Traitements de niveau 2 :

Le CESBIO a étudié la pertinence des algorithmes conçus pour VENμS dans le but de les appliquer aux données de Sentinel-2. Les principales différences entre Sentinel-2 et Venμs résident dans:

• un plus grand champ de vue pour Sentinel-2 (290 km au lieu de 30km)
• une répétitivité plus élevée dans le cas de Venμs (2 jours au lieu de 5 à 10)
• la disponibilité des bandes SWIR pour Sentinel-2.

Dans ce but, les algorithmes pour le Niveau 2 de Venμs ont été appliqués aux données LANDSAT : en utilisant des séries temporelles d'images obtenues avec les deux satellites LANDSAT (5 et 7), avec un champ de vision de 180 km et la disponibilité de bandes dans le SWIR, nous obtenons des ensembles de données assez représentatifs de ceux de Sentinel-2.

L'applicabilité des algorithmes de Venμs a été évaluée et les conclusions ci-dessous ont pu être tirées :

• la méthode de détection multi-temporelle des nuages est pleinement applicable au système "Sentinel-2"
• la méthode de détection multi-temporelle des aérosols devrait être applicable au système "Sentinel-2" basé sur deux satellites, mais la répétitivité obtenue avec 1 seul satellite ne sera pas suffisante pour détecter correctement les aérosols.
• pour traiter les données Sentinel-2 pendant la période où il y aura un seul satellite, une méthode alternative a été adoptée. Elle est basée sur des hypoyhèses spectrales et non multi-temporelles. Cette dernière approche fonctionne très bien à la condition que la végétation soit suffisamment présente sur le site.

Légende: Exemple d'une image LANDSAT traitée en utilisant l'algorithme Venμs.

image obtenue au sommet de l'atmosphère (TOA) après la détection des nuages (les nuages sont entourées en rouge ombres et de nuages en noir). même image après correction atmosphérique (SURF_AOT)