Apport des images radar et optiques pour la cartographie des surfaces irriguées

(English version below)

Dans le cadre du projet Simult’eau (partenaires : Arvalis, CACG, Chambres d’Agriculture du Tarn et des Hautes-Pyrénées, financement CASDAR) nous avons testé l’apport d’une utilisation combinée des images radar et optiques pour la cartographie des surfaces irriguées (maïs et soja) dans le Sud-Ouest de la France. Les résultats publiés dans Remote Sensing (https://www.mdpi.com/2072-4292/11/2/118) ont révélé que l’utilisation d’images radar Sentinel-1 combinées aux images optiques (Landsat-8) permettait de détecter les surfaces irriguées plus précocément qu’avec les images optiques seules. En effet ces dernières sont souvent perturbées par la présence de nuages qui rendent la détection impossible à certaines périodes de l'année. Ce résultat, qui doit être confirmé par des études complémentaires (autres lieux et autres dates), est très encourageant. Il ouvre de nouvelles perspectives pour une gestion "optimisée" des ressources en eau notamment pour des organismes tels que la CACG (Compagnie d'Aménagement des Coteaux de Gascogne) ou les Organismes de Gestion Collective de l’eau (OUGC). Les cartes produites sont en libre accès sur le site Theia: http://www.theia-land.fr/fr/ces-surfaces-irriguees.


Ces recherches se poursuivent actuellement dans le cadre de la thèse de
Yann Pageot financée par le CNES, l'Agence de l'Eau Adour-Garonne et la CACG.

 
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4 thèses en cours à Toulouse pour étudier les forêts tempérées par télédétection

Le pôle toulousain de recherche publique en télédétection est surtout connu sur la thématique forestière grâce à la mission BIOMASS, qui sera lancée vers 2021 et qui est portée par le CESBio, mais qui concerne surtout les forêts tropicales. L’objectif de cet article est de présenter les travaux en cours sur les forêts tempérées, dans le contexte de la France métropolitaine, qui sont portées en synergie par l’UMR Dynafor (collègues INRA, Ensat et EI Purpan) et par l’UMR CESBio. En effet, 4 thèses sont actuellement en cours dont 2 qui seront soutenues fin 2019. Le point commun à ces 4 thèses comme aux travaux qui les ont précédées est l’utilisation de séries temporelles, d’abord basse résolution (Modis), puis, depuis 2015, en haute résolution spatiale avec Sentinel 1 et 2 (‘S1’ et ‘S2’).

 

Différence de phenologie entre chênes

Figure 1. Différences de phénologie entre espèces de chênes.

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S1Tiling : ortho-rectification à la demande des données Sentinel-1 sur la grille Sentinel-2

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​Sentinel-1 est actuellement le seul système à fournir des images SAR régulièrement sur toutes les terres de la planète. L'accès à ces séries temporelles d'images ouvre un champ d'application hors du commun.

Afin de répondre aux besoins d'un grand nombre d'utilisateurs, dont les nôtres, nous avons créé une chaîne de traitement automatique permettant de générer des séries temporelles "prêtes à l'emploi" pour un très grand nombre d'applications. Les données Sentinel-1 sont ortho-rectifiées sur la grille Sentinel-2 pour favoriser l'usage conjoint des deux missions.

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

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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 à pleine résolution, avec leurs masques de qualité, 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.
 
En novembre , en France, nous avons eu une météo française de novembre, et plusieurs régions sont restées couvertes à chaque passage de Sentinel-2, sur la période de synthèse de 45 jours, centrée sur le 15 Novembre. Dans ce cas, nous fournissons les réflectances de la date où la réflectance dans le bleu est minimale, et nous indiquons dans les produits, pas sur la mosaïque, que le pixel est nuageux. Donc, la synthèse du mois de novembre n'est pas aussi belle que les précédentes. Comme en octobre (voir ci-dessous), des bords d'orbite deviennent visibles.
 
Ceci dit, les résultats restent corrects sur de nombreuses régions, et on peut observer les sols plus humides et plus sombres, le démarrage des cultures d'hiver, la chute des feuilles dans les forêts de feuillus, et les sommets enneigés.
 
En octobre, 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. A cause de la couverture nuageuse importante, 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'a jouter un ou deux satellites Sentinel-2 de plus, pour faire des synthèses sur des données moins longues (ici nous utilisons 45 jours).

 

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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 to 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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[MUSCATE News] Unavailability of CNES HPC center on 4-5 December

Le centre de calcul (de haute performance) du CNES sera en maintenance les 4 et 5 décembre, dans le but d'accroitre sa robustesse et ses performances. En conséquence, MUSCATE ne sera pas en mesure de produire les données de Sentinel-2, Landsat et Venµs en temps réel. Pour une fois, nous ne serons donc pas en mesure de tenir nos engagements de production en moins de 2.5 jours, et nous espérons que cela ne vous dérangera pas trop dans vos travaux. Les données déjà produites resteront disponibles.

Pour la même raison, les traitements avec MAJA sur PEPS seront suspendus.

 

CNES High Performance Computing center will be on maintenance on the 4th and 5th of December, to improve its robustness and capacity. As a result, MUSCATE will not be able to produce Sentinel-2, Landsat and Venµs data during these days. Exceptionally, we will not meet our target to process these data in less than 2.5 days, and we hope it will not cause too much inconvenience. The already produced data will still be available.

For the same reason, MAJA processing on PEPS will be suspended.

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-HR: une mission optique à résolution métrique avec observations globales, répétitives, systématiques et libres d'accès

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Tous les 4 ans, le CNES réunit la fine fleur de ses comités scientifiques ( d'ailleurs, je n'ai jamais été invité :( ), pour son séminaire de prospective. C'est à cette occasion que sont définies les priorités scientifiques pour les prochaines missions spatiales du CNES. Quelques mois avant, un appel à idées pour de nouvelles missions est émis. et c'est à cette occasion que j'ai soumis l'idée d'une mission appelée SENTINEL-HR (prenant la suite de Gérard Dedieu qui l'avait déjà proposée depuis deux ans).

 

Mission Sentinel-HR

Cette mission permettrait d'observer toutes les terres à une résolution métrique, une fois par saison. En tenant compte des nuages, il faudrait donc un passage en tous points tous les 20 à 30 jours. Comme son nom l'évoque, l'accès aux données serait libre et gratuit, et les prises de vues systématiques. La configuration minimale aurait quatre bandes (bleu, vert, rouge, proche-infra-rouge), avec en option, des bandes dans le moyen infra-rouge ou la possibilité d'effectuer des observations.

Couverture de la France 2018 à haute résolution (6m) réalisée par SPOT-6/7, pour le compte de GeoSud (1).. Les données ont été acquises entre le 6 avril et le 11 octobre 2018.

 

Comme je l'ai déjà présenté à de nombreuses reprises et depuis longtemps,  l'avantage des données Sentinel-2, comparées à celles des missions SPOT d'antan,  tient dans la capacité de prise de vue systématique, conjuguée à la disponibilité de données libres et gratuites. C'est clairement ce qui explique le succès de la mission SENTINEL-2, passant de de quelques milliers d'utilisateurs pour SPOT, à des dizaines de milliers pour SENTINEL-2.

 

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