Premières validations de la carte d'occupation du sol OSO

En 2017, le Centre d'Expertise Scientifique OSO (Occupation du SOl) par l'intermédiaire du CESBIO a produit une carte d'occupation du sol de l'année 2016 à l'échelle du territoire métropolitain français et corse. On l'appelle la carte d'occupation du sol OSO ! Cette carte est le résultat de traitements automatiques massifs de séries temporelles d'images satellites optiques Sentinel-2. Comme les images Sentinel-2, cette carte a une résolution spatiale de 10 m correspondant à une unité minimale de collecte (UMC) de 0.01 ha. L'occupation du sol est décrite grâce à 8 classes au premier niveau et 17 classes à second niveau de détail, définies en fonction des potentialités de détection de l'imagerie Sentinel-2 et des besoins exprimés par des utilisateurs finaux. Ces classes couvrent les grands thèmes d'occupation du sol (surfaces artificialisées, agricoles et semi-naturelles).

Son principal avantage en comparaison avec d'autres cartes d'occupation du sol existantes, (loin de nous l'idée de les critiquer) est son exhaustivité territoriale et surtout sa fraîcheur ! Disposer d'une carte d'occupation du sol exhaustive sur l'ensemble du territoire national au premier trimestre de l'année suivante, c'est ce qu'OSO vous propose !

Quelle richesse thématique ?

Les classes détectées par télédétection sont celles du second niveau, celles du premier niveau sont obtenues par agrégation des classes du second niveau :

  • Culture annuelle
    • Culture d'hiver
    • Culture d'été
  • Culture pérenne
    • Prairie
    • Verger
    • Vigne
  • Forêt
    • Forêt de feuillus
    • Forêt de conifères
  • Formation naturelle basse
    • Pelouse
    • Lande ligneuse
  • Urbain
    • Urbain dense
    • Urbain diffus
    • Zone industrielle et commerciale
    • Surface route / asphalte
  • Surface minérale
    • Surfaces minérales
    • Plages et dunes
  • Eau
    • Eau
  • Glaciers et neiges éternelles
    • Glaciers et neiges éternelles

Avec quelle qualité ?

Valider une carte d'occupation n'est pas une procédure simple. Il s'agit de s'interroger sur :

  • la spécification des classes
  • l'échelle de validation
  • le jeu de données de validation

Dans tous les cas, il est rarement possible d'établir une validation exhaustive sur l'ensemble d'un territoire. Classiquement, une validation statistique permet d'appréhender partiellement la précision de la cartographie obtenue, et ne permet pas d'identifier l'ensemble des confusions thématiques et des erreurs géométriques de classification.

La suite de cet article tente de qualifier la précision de la carte d'occupation du sol OSO de 2016 grâce à des jeux de données de partenaires du CES OSO. Une première validation, intrinsèque au processus de classification, a été effectuée. Les résultats statistiques sont visibles ici.

Le jeu de données d'échantillons de la couverture de surface a été produit grâce à des bases de données nationales telles que la BD Topo, le Registre Parcellaire Graphique (RPG) et Corine Land Cover. 70% de ces échantillons ont été utilisés pour l'apprentissage et 30% pour la validation a posteriori visible sur la figure ci-dessous. Cette validation, bien que pertinente, s'appuie sur des échantillons dont la génération suit la même procédure que les échantillons d'apprentissage, biaisant quelque peu l'indépendance de la validation.

Validation de la carte d'occupation du sol OSO avec 30% des échantillons extraits des 3 jeux de données utilisés lors de la classification - BD Topo, Registre Parcellaire Graphique et Corine Land Cover)

De plus, il nous était impossible de valider les deux cultures annuelles de la classification. En effet, l'indisponibilité du RPG pour l'année 2016 et 2015 (toujours indisponible le jour de l'écriture de cet article), nous a amené à développer une méthode d'apprentissage basée sur le principe de l'adaptation de domaine utilisant des échantillons du RPG 2014. Cette méthode est très bien expliquée ici. Quoiqu'il en soit, il nous était impossible de valider la classification des cultures d'été et d'hiver de 2016, seuls des échantillons issus du terrain nous le permettait, en voilà la preuve !

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Yesterday's snow cover area in the Pyrenees

Olivier pointed to me that ESA's ground segment, PEPS and MUSCATE were all in really good shape today... And the sky was clear yesterday at the time of the Sentinel-2A acquisition!

So I could download the Level-2A product from theia.cnes.fr, run our let-it-snow processor, start QGIS and here it is: the map of yesterday's snow cover area at 20 m resolution. If you know the region, you might notice that there is currently a big contrast in the snow cover extent between the French and the Spanish Pyrenees. This is due to the blocking of the moist air masses coming from the north.

Snow cover area on 22 Nov 2017. blue: snow, grey: no snow, white: cloud.

Stay tuned! Theia should start to distribute these Sentinel-2 snow products in near real time very soon.

Le bulletin Theia est sorti !

De la part de Sophie Ayoubi, chargée de la communication de Theia

Le 8ème numéro du bulletin du pôle de données et de services surfaces continentales Theia vient de paraître.

A découvrir dans ce numéro :

  • Actualités
  • Nouveaux produits
  • Services et outils
  • Applications et thématiques
  • Développement instrumental
  • Accompagnement utilisateur

Téléchargez le bulletin de Theia en version impression (3.6 Mo) ou version allégée (932 Ko) ou feuilletez-le en ligne dans l'espace Calaméo de Theia.

Retrouvez l’ensemble des numéros dans la rubrique bulletins.

MUSCATE news : 50000 L2A products from Sentinel-2A and 2B

Since it became operationnal in December last year, MUSCATE has produced 50 000 level 2A products from Sentinel-2A. Let's recall what has been processed so far :
  • For 550 tiles, we have processed all Sentinel-2A data acquired since December 2015.
  • For 100 tiles, mainly in South America, and in Italy, we have processed all Sentinel-2A data from December 2016. We are currently catching up the backlog for Italy, and later on, for South American sites.
  • For all these 650 tiles, we are producing all Sentinel-2 data (Sentinel-2A and Sentinel-2B) in near real time. I think THEIA is the only place where you can download Sentinel-2B L2A data so far. ESA has not started that production yet (nah, nah, nah :) )
  • For all these 650 tiles, we have processed all Sentinel-2B data since beginning of October 2017. We will soon catch-up with the Sentinel-2B data acquired from July 2017.

 

 

See full screen

Map of the 650 tiles currently processed in near real time (in red). The blue tiles will be added beginning of next year.

 

All these products are available from https://theia.cnes.fr

 

Let's recall that MUSCATE uses the MAJA L2A processor, which uses multi-temporal criteria to perform a high quality cloud detection and atmospheric correction. Despite the recent installation of version 2.4, MUSCATE still regularly suffers from instability as soon as CNES High Performance Computer is overloaded. The problem does not lie in MAJA, but in the information exchanges between all the components of MUSCATE which need to respect an accurate timing (sorry, I am not able to explain better).

 

The exploitation team just installed a new version of MUSCATE (v 2.4.16.p2 (!)), which is expected to increase stability. But that's the theory, let's see if it works in the coming days and if we are able to increase our production rate.

 

 

[MUSCATE News] Le traitement des données Sentinel-2B L2A a démarré

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L'ESA a déclaré Sentinel-2B opérationnel a la fin du mois d'Octobre, même si des données préliminaires étaient déjà disponibles depuis juillet. Depuis hier matin, MUSCATE distribue aussi les produits Sentinel-2B de niveau 2A en utilisant le processeur MAJA (les produits L2A sont exprimés en réflectance de surface après correction atmosphérique et sont munis d'un masque de nuage de bonne qualité). La production actuelle a démarré à partir des acquisitions du 1er octobre 2017 et se poursuivra en temps réel. De plus, nous ajouterons progressivement les produits Sentinel-2B acquis depuis juillet 2017.

 


Premiers produits S2B disponibles sur https://theia.cnes.fr

 

Comme toujours, les données peuvent être téléchargées gratuitement depuis https://theia.cnes.fr

Voici un petit exemple de série temporelle près de Baotou, en Chine, acquises en alternance par Sentinel-2A et Sentinel-2B. Les images se ressemblent beaucoup, excepté là ou la surface a clairement changé, dans la vallée Est-Ouest au centre de l'image.

Sentinel-2A Sentinel-2B Sentinel-2A

 

 

Comme le traitement MAJA est multi-temporel, sa précision bénéficiera de la répétitivité doublée des acquisitions, ce qui devrait avoir un effet sur nos résultats de validation à venir. A partir des productions de qualification de la nouvelle version, nous avons déjà vérifié que les réflectances fournies par les deux capteurs sont assez proches et concordent bien avec les mesures in situ obtenues avec la station de mesure de réflectance de surface du CNES à La Crau (Provence, France). Quelques exemples de résultats sont fournis ci-dessous.

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[MUSCATE News] Processing of Sentinel-2B L2A products begins

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ESA declared Sentinel-2B operational at the beginning of October, although preliminary data were already available. Since this morning, MUSCATE is producing and distributing Sentinel-2B Level 2A products using the MAJA processor (the L2A products are expressed in surface reflectance after atmospheric correction and are provided with a good quality cloud mask). The current production starts from the first of October 2017 and will go on in real time, and we will progressively add the Sentinel-2B products acquired since July 2017.

 

First S2B products available for download from https://theia.cnes.fr

 

As always, the data can be freely downloaded from https://theia.cnes.fr

 

Here is a little example of time series of iimages acquired over Baotou, China, alternatively by Sentinel-2A and Sentinel-2B, here again, the images look the same, except where something has clearly changed on the ground, in the east-west irrigarted valley in the image center.

Sentinel-2A Sentinel-2B Sentinel-2A

 

As MAJA processing is multi-temporal, its accuracy will benefit from the doubled repetitivity of acquisition, which should have an effect on our validation results. Using the production we did to check our  parameters, we have already checked that the reflectances provided by both sensors are quite close, and agree well with in situ measurements obtained with CNES surface reflectance measuring station in La Crau. The results are provided below.

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Yellow skies look grey from above

You must have seen, in the press or social networks, images like these ones, showing yellow skies ( Loup de Bretagne said "Blade Runner skies"). Such a coloured sky was seen in the west of France, then later in England, and further East in the next days.

The Copernicus Atmosphere Monitoring Service, which keeps track of aerosols has also monitored these aerosols and tracked their provenance : is due to the combined presence of dust, ash from forest fires in Spain and Portugal, and humidity brought by the Ophelia cyclone. The IASI sensor on-board METOP satellites has also monitored the gases absorption due those wildfires.

 

So our question is: how such an event is handled by atmospheric correction software ?

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Validation et amélioration des produits Theia Surfaces Enneigées à partir d'images haute résolution

Post préparé par Marine Bouchet pour le blog Kalideos Alpes (version originale)
 
Les séries temporelles d'images optiques des satellites Sentinel-2 permettent un suivi de la surface enneigée à une résolution spatiale de 20 m tous les 5 jours (en l’absence de nuages). Le CNES et le CESBIO développent, depuis 2015, une chaîne Let It Snow (LIS) pour extraire de façon robuste les masques de neige associés, distribués sur la plateforme Theia.
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[Muscate news] temporary slowlyness

Update : MUSCATE is back on track for the real time production, thanks to PEPS return to nominal production, and a better stability of our platform.

Some of you will have probably noticed that Theia production of Sentinel-2 L2A data is quite slow these days, and is not producing all the data it should in real time. The reason is we started to implement a correction to solve the performance issues we had. This correction was tested and qualified during several days, in operational conditions,  but when put in production, turned out to be unstable, due to occasional slowness in CNES cluster which did not happen when the correction was in tests. Moreover, our source of Sentinel2 data, PEPS, was experiencing some difficulties, providing a much reduced number of images.

 

We are waiting for a correction of the correction (the cause has been found and corrected but needs to be tested), The new version should be installed in less than 2.3 days, as Dilbert (dilbert.com) says. And all the team is very sorry for the delays and the inconvenience it is causing.

Quand Venµs nous montre la lune

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Non, non, la fréquentation de ce blog n'est pas en baisse au point qu'il nous faille attirer une nouvelle clientèle pour compenser une perte de revenus financiers issus de la publicité. (La fréquentation augmente régulièrement d'ailleurs, mais les revenus financiers sont nuls...)

Le satellite Venµs nous a vraiment montré la lune, et ce n'est pas seulement pour proposer une belle image et un titre accrocheur sur le blog du CESBIO. Nos collègues israéliens de MBT se sont d'ailleurs donné beaucoup de peine pour l'obtenir, car il faut une très bonne précision de pointage pour l'observer : la lune est loin !

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