Two billion pixels to check your next ski destination

More exactly: two maps of 934'343'100 pixels!

We [1] have processed 6205 Sentinel-2 images and 593 Landsat-8 images to compute the annual snow cover duration in the Alps and the Pyrenees at 20 m resolution for hydrological years 2016-2017 and 2017-2018. The snow cover duration (or snow persistence) is defined as the total number of days with snow on the ground over a hydrological year (from 01 September and ends on 31 August). We also added the ski runs from the great OpenSnowMap project.


Link: http://osr-cesbio.ups-tlse.fr/echangeswww/majadata/simon/snowMaps.html

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Les séries temporelles de niveau 3A avec Sentinel-2, de Juillet à Octobre

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Comme chaque mois, Peter Kettig du CNES a produit les synthèses de niveau 3A à partir de Sentinel-2 du mois précédent (Merci Peter !). Les données peuvent être téléchargées depuis le serveur de distribution Theia au CNES.
 
Si vous n'avez pas peur d'y passer trop de temps, alors que de nombreuses urgences vous attendent, vous pouvez jeter un oeil aux mosaïques de ces produits disponibles sur la France depuis Juillet. Chaque mosaique est accessible à partir des liens ci-dessous :

 
Une chouette interface de visualisation (merci à Michel Lepage !), est aussi disponible ci-dessous, pour comparer la synthèse d'octobre avec celle des mois précédents. On peut ainsi constater que le Nord de la France commence tout juste à reverdir après cet été très chaud et très sec, alors que les prairies de montagne prennent une couleur brune après les premières gelées. Le maïs du Sud Ouest a lui aussi commencé à sécher, voire à être récolté.
 
Pour la première fois, un artefact de bord d'orbite apparaît clairement du côté de Cambrai. Même si c'est un endroit où l'on peut faire des bêtises, cet artefact est dû au changement de date. la partie Ouest est brune, et la partie Est est verte. Celà est dû a une couverture nuageuse importante, qui fait que la date moyenne de la partie Est se situe bien après celle de la partie Ouest. Le seul moyen d'éviter ce genre d'artefacts sera d'augmenter la revisite des données Sentinel-2, pour faire des synthèses sur des données moins longues (ici nous utilisons 45 jours).
 

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Sentinel-2 Level3A time series (July to October 2018)

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As every month, Peter Kettig from CNES processed the Sentinel-2 L3A composites of France from the Month before. The data can be downloaded from Theia's distribution server at CNES.

If you are not afraid to spend too much time while you have urgent things to do, you may have a look to the mosaic of Sentinel-2 monthly syntheses for each month since July over France. Each monthly synthesis is accessible using the following links :

 
Or you may also use the nive viewer below (merci à Michel Lepage !) to compare with the previous months and see how France starts to become slightly greener, at least in the North, while the mountains are getting brown after the first cold days, and corn is drying in the South West.
 
It is also the opportunity to observe our first neat swath edge effect in four months, near Cambrai, North of France. The Western part of the artefact is browner than the Eastern part. Because of the cloud cover, the average date used in the eastern part is several days before the average date of the western part. The only way to reduce the effect is to increase the revisit time of Sentinels, with the future generations, to allows us to reduce the synthesis window length which is currently 45 days.
 

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Theia just selected a new production zone for Sentinel-2 L2A in Sahel

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The Level 2A data production with MAJA processor, by MUSCATE processing center is now fast and efficient. Some margins have been found to add new zones to our production. (The zones already processed are displayed here). French public institutes of labs that would need new zones can tell us their needs, we should still have a few tiles left in our quota.

 

A few well informed colleagues acted fast, and Santiago Pena Luque (from CNES), who works for the SWOT satellite project made a large new proposal. The Senegal and Niger basins which have been chosen as integrative test sites by SWOT. So the main target is to monitor the height and flow of the rivers, but this implies to study rainfall, evapo-transpiration and run off. The Sentinel-2 data will provide the vegetation status. Of course, the same zone will also allow a large variety of applications related to climate, desertification, food production monitoring, starting from land cover. Several laboratories are associated to the proposal: namely, GET, LEGOS and CESBIO in Toulouse, and TETIS in Montpellier.

 

Here is the zone that was accepted by Theia today :

 


Sahel zone just accepted by Theia. In green, the tiles already produced by theia, in blue, the new tiles.

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THEIA : Une nouvelle zone de production des données Sentinel-2 L2A au Sahel

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La production des données Sentinel-2 au niveau 2A, avec la chaîne MAJA, par le centre MUSCATE de Theia est maintenant rapide et efficace, nous disposons donc de quelques marges pour ajouter de nouvelles zones (les zones actuelles sont visibles ici). Les organismes français intéressés par l'ajout de nouvelles zones peuvent d'ailleurs me contacter, il devrait nous rester une petite cinquantaine de tuiles à choisir, compte tenu des demandes déjà reçues.

 

Certains collègues bien informés ont devancé cet appel, et parmi eux, Santiago Pena Luque,  du CNES, qui travaille pour le projet SWOT. Dans le cadre de la préparation du projet, deux grands bassin fluviaux africains ont été choisis pour concentrer les premières expérimentations. Il s'agit des bassins du Niger et du Sénégal. Les applications concerneront le suivi des cours d'eau bien sûr, mais aussi de l'occupation des sols et de la dynamique de la végétation. Plusieurs laboratoires y seront impliqués, dont le GET, le CESBIO, le LEGOS à Toulouse, le laboratoire TETIS à Montpellier.

Voici donc la zone acceptée par Theia :

 

Nouvelle zone de traitement Sentinel-2 sur le Sahel . En vert les tuiles déjà traitées, en bleu, les tuiles que nous allons ajouter.

La zone a été établie à partir des contraintes suivantes :
- ne pas dépasser 300 tuiles
- proposer une zone contiguë
- éviter les zones les plus nuageuses, comme les côtes du golfe de Guinée
- couvrir la quasi totalité des bassins du Sénégal et du Niger (à l'exception des zones systématiquement nuageuses ou complètement désertiques)
- compléter éventuellement des zones administratives connexes: nous avons pu par exemple couvrir la totalité du Sénégal, de la Gambie, du Burkina Faso, tout l'Ouest et le Sud du Mali, le Nord des guinées, de la Côte d'Ivoire, du Bénin et du Nigeria, le Sud du Niger et l'Ouest du Tchad.

 

La production va démarrer très prochainement, avec les données acquises en décembre 2016. Il nous faudra probablement quelques mois pour rejoindre le traitement en temps réel. Celà va donner beaucoup de travail à nos équipes de production, mais c'est pour la bonne cause.

 

Sentinel-2 Level3A time series (July, August, September 2018)

If you are not afraid to spend too much time while you have urgent things to do, you may have a look to the mosaic of Sentinel-2 monthly syntheses for September over France. You may access to each monthly synthesis using the following links :

 
Or you may also use the viewer below to compare with the previous months and see how France became brown in September :
 

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The monthly syntheses are produced using the WASP processor, which is described here.

By comparing the various syntheses, you will see the evolution of the landscape, generally much brownler in September, but this representation will also help you spot the composite artefacts. These are not very numerous, but you will see them :

  • on some web browsers (firefox V58), geometrical differences appear even at a low resolution. Other browsers and versions do not have this defect. It is really not due to Sentinel-2 or Theia products
  • above water and snow (we must work on this defect)
  • where clouds have covered a place during the whole month of July or August. These pixels are flagged as invalid in the products (but not on the mosaic).
  • where clouds or shadows were not properly detected by MAJA
  • at the edges of Sentinel-2 swath. For the first time, in october, a swath edge is clearly visible near Cambrai. The area must have been quite cloudy, and we observe here a greener part on the right, observed later in October, that the browner part on the left. The only way to correct this kind of atefact while keeping a physical meaning to the reflectances, would be to improve Sentinel-2 revisit time
  • some tile edges in July, due to the fact that Level 3A products were not all generated for the 15th of July, but for dates between the 8th and the 26th. This has been corrected for the next months

 

Snow cover duration from 01 Sep 2017 to 31 Aug 2018 in the Alps and Pyrenees

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We are thinking to distribute a new product that would provide the snow cover duration in the Alps and the Pyrenees over a hydrological year (snow persistence map). Here is a preview of a "beta" version that is only 100 m resolution for now.
 

Snow cover duration from 01 Sep 2017 to 31 Aug 2018. Pixels with less than 60 days were masked out.


 
A few words on the method (see also here): this map is generated after a linear interpolation at the daily time step of every available Theia snow product. Here we have selected 26 Sentinel-2 tiles, which represents 3189 snow maps for the study period, that is 96 billion pixels to process.
 
With the accumulation of Sentinel-2 data it becomes possible to look at interannual variability. Here is for example a visual comparison of the snow cover duration calculated from January to May for three years in the Pyrenees (31TCH):

 Snow cover duration 31TCH

Snow Duration from Jan 01 to May 31 in the Pyrenees (tile 31TCH)

 
We can see longer snow durations for the year 2018, which was an exceptional year!
 

Durée d'enneigement dans les Alpes et les Pyrénées du 01/09/2017 au 31/08/2018

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Nous sommes en train de penser à un nouveau produit qui donnerait la durée d'enneigement dans les Alpes et les Pyrénées au cours de la dernière année hydrologique. Voici ci-dessous un aperçu d'une version "beta" (artisanale) qui n'est qu'à 100 m de résolution pour l'instant.
 

Durée d'enneigement du 01/09/2017 au 31/08/2018.

Durée d'enneigement du 01/09/2017 au 31/08/2018. Les pixels avec moins de 60 jours ont été masqués.


 
Quelques mots sur la méthode (voir aussi ici) : cette carte est générée après une interpolation linéaire au pas de temps journalier de toutes les cartes d'enneigement Theia disponibles. Ici nous avons sélectionné 26 tuiles Sentinel-2, ce qui représente 3189 cartes d'enneigement pour la période considérée, soit 96 milliards de pixels à traiter.
 
Avec l'accumulation des données Sentinel-2 il devient possible de comparer les années entre elles. Voici par exemple une comparaison visuelle de la durée d'enneigement calculée de janvier à mai pour trois années dans les Pyrénées (31TCH):

Durée d'enneigement 31TCH

Durée d'enneigement du 01 janvier au 31 mai sur la tuile 31TCH

 
On voit ressortir des durées d'enneigement élevées pour l'année 2018 qui fut une année exceptionnelle !
 
Un grand merci à Germain Salgues de Magellium pour avoir produit toutes les données rapidement ce qui nous a permis de montrer cette carte au séminaire Theia à Montpellier dès le 18 octobre ! Et merci à Michel Le Page pour la mise en ligne.

[Nouvelles de MUSCATE] Un été très productif

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Mise à jour le 4 octobre 2018

Cet été, alors que la plupart d'entre nous prenions des coups de soleil sur la plage, nous faisions dévorer par des moustiques, attrapions des courbatures en rando, ou faisions de longues siestes pour nous remettre de nuits fatigantes, les équipes de production et de distribution de MUSCATE ont eu la chance de bénéficier d'une climatisation efficace, de fauteuils confortables, d'ordinateur rapides et de l'accès à la meilleure cantine du monde au CNES. Il n'est donc pas surprenant que la production ait fait de gros progrès, mais nous pouvons néanmoins leur adresser un grand merci, car les résultats sont impressionnants.

 

Amélioration des performances de production

Theia's L2A counter reached 100 000 images on August 12th

 

Tout d'abord, l'anomalie qui avait perturbé la production à la fin du printemps a été résolue. C'était un problème de capacité de mémoire sur la machine qui héberge le catalogue interne de MUSCATE. Petit à petit, la besoin de mémoire dépassait le volume prévu, et les performances se dégradaient avant que le système ne plante, quasiment tous les jours. Il a suffi de quelques ajustement et d'un doublement de la mémoire pour que le problème disparaisse.

Ainsi, depuis début juillet, MUSCATE n'a plus connu que deux courtes interruptions dues à une phase de maintenance du centre informatique du CNES. Comme on peut le voir sur la figure qui suit,  la courbe orange, qui moyenne la production sur un mois n'a jamais été aussi haute, depuis le démarrage de la production.

 

Number of L2A produced each day by MUSCATE (after removing the products with more than 90% of clouds)

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[MUSCATE News] A very productive summer

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Updated on October 4th

 

This summer, while most of us were getting sunburnt near the coast, or getting sore legs after hiking in mountains, or having long naps after hectic nights, the lucky MUSCATE teams stayed at work, with a good and efficient air conditioning, convenient armchairs, fast computers and accessed to the best canteen in the world at CNES. So it's no surprise they progressed a lot in all aspects, but even if they benefited from perfect conditions, we should thank them a lot.

 

Improved production performances

Theia's L2A counter reached 100 000 images on August 12th

 

First of all, the colleagues solved the issue that delayed a lot MUSCATE production in late spring. It was a memory issue, with a heavy swap consumption that slowed then crashed the MUSCATE ground segment. Doubling the available memory on the catalogue server solved the issue.

As a result, since beginning of July, MUSCATE had only two interruptions of production, due to maintenance interventions on the CNES platform. As it may be seen below, the monthly average plot in orange shows that the production rate is at its best in two years.

 

Number of L2A produced each day by MUSCATE (after removing the products with more than 90% of clouds)

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