Présentations sur les applications des séries Sentinel-2

Je viens de faire, à peu de temps d'intervalle, deux présentations sur les applications des séries temporelles d'images optiques :

  • l'une plutôt grand public, un peu tape à l’œil, lors des célébrations des 30 ans de SPOT. Je devais présenter la branche cadette de la descendance de SPOT : la branche aînée avec Pleiades et SPOT 6-7 s'est attachée améliorer la résolution, alors que la branche cadette, avec Sentinel-2, a cherché à améliorer la répétitivité. La présentation se passant dans la salle IMAX de la cité de l'espace à Toulouse, nous avions aussi privilégié l'aspect esthétique des images. Vous pouvez y accéder ici.
  • la seconde, destinée à un public scientifique, rassemblé par le Programme National de Télédétection Spatiale du CNRS, avait pour but d'encourager ce public à se lancer dans l'utilisation de Sentinel-2, en insistant sur les informations pratiques. J'avais déjà publié ici une première version de cette présentation, mais la réunion avait été reportée suite aux attentats parisiens du 13 novembre. Voici la nouvelle version légèrement mise à jour. L'intégralité des  présentations de cette journée très intéressante, avec des participants très participatifs, devrait bientôt être disponible sur la page du PNTS.

SPOT (Take5) and Theia products can now be downloaded without a click

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Since THEIA new Single Sign On authentication went on-line, last summer, it was not possible anymore to use a program to automatically download the products from the Take5 and Theia servers. But after insisting a little bit ( I have good insistance skills ), and with the arrival of a new version, Jerôme Gasperi invented a clever solution, easy and acceptable by CNES security.

 

Thanks to a few examples provided by Jerôme, I coded two little routines to allow you to search and download your products without any click. To use them, you will need an account and password delivered by Theia or Take5 servers, a linux system, python 2.7, the curl utility, and my little codes.

 


Take5 download tool is here and it comes with a couple of examples. To specify a location, you have to know the site same. If you do not know the exact name, you can find it here or here

python take5_download.py -s 'ToulouseFrance' -a auth_theia.txt -c SPOT5

python take5_download.py -s 'ToulouseFrance' -a auth_theia.txt -c SPOT5 -d 2015-04-01 -f 2015-05-01 -l LEVEL2A

 

Theia download tool is here. It allows to access the L2A LANDSAT data over France, and the SpotWorldHeritage L1C products. It may be used in many ways. For instance, the region to download can be specified by a town name (beware of homonyms), by the lat, lon coordinates, or by a latitude, longitude rectangle.

python theia_download.py -l 'Toulouse' -a auth_theia.txt -d 2015-11-01 -f 2015-12-01

python theia_download.py --lon 1 --lat 43.5 -a auth_theia.txt -d 2015-11-01 -f 2015-12-01

python theia_download.py --lonmin 1 --lonmax 2 --latmin 43 --latmax 44 -a auth_theia.txt -d 2015-11-01 -f 2015-12-01

python theia_download.py -l 'Toulouse' -a auth_theia.txt -c SpotWorldHeritage -p SPOT4 -d 2005-11-01 -f 2006-12-01

 

All these examples are explained on the github server. And you may even enhance the codes and allow any one to benefit from your enhancements.

Les produits de Theia et de Take5 peuvent être téléchargés sans clics

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Depuis que THEIA a introduit son système d'authentification unique au début de l'été, il n'était plus possible de se connecter par programme aux serveurs Take5 et Theia et les téléchargements automatiques n'étaient donc plus possibles. Mais à force d'insister (c'est une chose que je sais bien faire), et avec l'arrivée de la nouvelle version du serveur, cette demande a été prise en compte, et Jérôme Gaspéri, du CNES, a inventé une belle solution, à la fois pratique et acceptable par la sécurité informatique du CNES.

 

Avec l'aide d'exemples fournis par Jérôme, j'ai donc codé deux petits outils en Python pour vous permettre de reprendre des téléchargements automatiques. Pour les faire tourner, il vous faudra un login et mot de passe acquis depuis les serveurs Theia ou Take5, une machine linux, python 2.7, l'utilitaire Curl (généralement présent par défaut), et mes petits programmes.

 


L'outil pour Take5 est ici et en prime, voici quelques exemples d'utilisation. La recherche du lieu ne peut se faire que par le nom du site qu'on peut aller chercher sur le serveur Take5..

python take5_download.py -s 'ToulouseFrance' -a auth_theia.txt -c SPOT5

python take5_download.py -s 'ToulouseFrance' -a auth_theia.txt -c SPOT5 -d 2015-04-01 -f 2015-05-01 -l LEVEL2A

 

Pour Theia, l'outil est ici. Il permet d'accéder aux données LANDSAT de niveau 2A, et aux données SpotWorldHeritage, de niveau 1C,  et il peut s'utiliser de nombreuses manières. Le site peut être désigné par le nom d'une ville située dans le site (attention aux homonymes !), par ses coordonnées lat,lon, pour par la définition d'un rectangle en longitude et latitude.

python theia_download.py -l 'Toulouse' -a auth_theia.txt -d 2015-11-01 -f 2015-12-01

python theia_download.py --lon 1 --lat 43.5 -a auth_theia.txt -d 2015-11-01 -f 2015-12-01

python theia_download.py --lonmin 1 --lonmax 2 --latmin 43 --latmax 44 -a auth_theia.txt -d 2015-11-01 -f 2015-12-01

python theia_download.py -l 'Toulouse' -a auth_theia.txt -c SpotWorldHeritage -p SPOT4 -d 2005-11-01 -f 2006-12-01

 

Tous ces exemples, et la manière de s'authentifier sont expliques sur le serveur github. Et vous avez même la possibilité de les améliorer et de faire profiter tout le monde de vos améliorations.

Best wishes for 2016 !

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Dear readers, may this new year bring you health and happiness !


Image Time series of Piton de la Fournaise eruptions in 2015, as seen by SPOT5 (Take5)

 

On a general point of view, at least in France, it is not with many regrets that we see the end of 2015, and 2016 is much welcome ! But, as far as earth observation time series are concerned, 2015 was for sure a very good year, although we expect even better from 2016.

 

Yann Kerr, now CESBIO former director

Remote sensing history will probably remember 2015 as the year Sentinel-2 was launched, even if a steady acquisition rhythm was only reached at the end of the year. I also hope that the data acquired during the SPOT5 (Take5) experiment helped you wait for Sentinel-2 data availability. 2016 will see the real start of systematic acquisitions by Sentinel-2, the start of THEIA's distribution of Sentinel-2 level 2A data, and the launch of the second Sentinel-2 satellite at the end of the year.

 

At CESBIO, the end of 2015 is also the end of an era, with the end of Yann Kerr's mandate as CESBIO's director, who will be relpaced by Laurent Polidori. Yann created very stimulating and pleasant research conditions, which allowed to produced the results shown in this blog, and much more, such as those shown on the other blog at CESBIO. The good news is that Yann is still staying at CESBIO, at least between two travels, and we will still benefit from his overdeveloped art of making puns.

 

At CESBIO also, the MACCS team will also miss a lot Mireille Huc, who developed and handled our atmospheric correction prototype with a very efficient combination of inventiveness, tenacity and rigour. The CNES teams will now take over, but I would like to thank Mireille for all this work, that benefited to hundreds of users of THEIA products.

 

This blog, which opened at the very end of 2012, is now 3 years old, and this post, with its English version, will be the 300th post. We managed to post articles on a weekly basis, and, if I start lacking inspiration and time, several new bloggers are starting to take over : Simon Gascoin, Jordi Inglada, Yoann Moreau, Isabelle Soleilhavoup, Michel Lepage et Elodie Robert. We would be delighted to welcome more new bloggers, so please feel free to send us news about projects, results and discoveries.

 

Thanks to its steady publication rhythm, the attendance is strongly increasing, as shown in the table below, which shows a 50% increase in 2015.

 


2013 2014 2015
Number of visits 13985 22928 34723
Number of read pages 30922 46940 66947

 

The pages which have known the greatest success are provided in the table below, with of course the blog home page first, followed by the post on the eruption of the Piton de la Fournaise, in Reunion Island, monitored by SPOT5 (Take5), which really made a buzz. The post on Landsat atmospheric correction comes 3rd, and it must be well rated in the search engines, because it is a frequent entry point to the blog. The 4th page was initially a surprise, because the only information was the exact date and hour of Sentinel-2 launch, with a nice image of a champagne bottle. If fact, this image attracted most of the traffic from Google image search engine. It took me some time to understand that, and I removed the post, but it is a good incentive for humility !

 

1. Home 6 783(10,13 %)
2. Les dernières éruptions du Piton de la Fournaise, vues par SPOT5 (Take5) 2 099(3,14 %)
3. USGS now delivers atmospherically corrected LANDSAT data 2 009(3,00 %)
4. Sentinel-2A launch date Date de lancement de Sentinel-2A 1 878(2,81 %)
5. SPOT (TAKE5) 1 642(2,45 %)
6. SPOT5(Take5) 1 569(2,34 %)
7. Take5 Product Format 1 484(2,22 %)
8. LANDSAT 1 177(1,76 %)
9. L’ortho-rectification, comment ça marche ? 1 162(1,74 %)
10. A python module for batch downloads of LANDSAT data. 1 156(1,73 %)
11. La production de cartes d’occupation du sol, comment ça marche? 1 104(1,65 %)
12. Comment télécharger une série d’images LANDSAT 8 2A sur le serveur THEIA 1 067(1,59 %)
13. Download_landsat_scene.py 1 056(1,58 %)
14. SPOT5 (Take5) sites 985(1,47 %)
15. In English 952(1,42 %)
16. Landsat-download 950(1,42 %)
17. Sentinel-2 949(1,42 %)
18. New satellites added to SMAC atmospheric correction 899(1,34 %)
19. Calendrier / Calendar SPOT5 (Take5) 884(1,32 %)
20. The cloud detection : how it works. 854(1,28 %)
21. Olivier Hagolle 740(1,11 %)
22. High cloud detection using the cirrus band of LANDSAT 8 or Sentinel-2 728(1,09 %)
23. Comment ça marche How it works 716(1,07 %)
24. SPOT4 (Take 5) 694(1,04 %)
25. En Français 613(0,92 %)

 

 

Meilleurs voeux pour 2016 !

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Chers lecteurs, que cette nouvelle année vous apporte bonheur et santé !


Sur le plan général, au moins en France, ce n'est pas avec beaucoup de regrets que nous voyons l'année se terminer, et 2016 est vraiment la bienvenue ! Mais du côté des séries temporelles d'images spatiales, 2015 est certainement un bon cru, et nous attendons encore mieux de 2016.

 

Yann Kerr, maintenant ex directeur du CESBIO

L'histoire de la télédétection retiendra certainement que 2015 est l'année du lancement de Sentinel-2, même si les acquisitions régulières n'ont vraiment démarré qu'à la fin de l'année. J'espère aussi que les séries de données acquises à l'occasion de l'expérience SPOT5 (Take5) vous auront permis de patienter. 2016 verra donc le début de l'acquisition systématique des données par Sentinel-2, le début de la production des données de niveau 2A par THEIA, puis le lancement du deuxième satellite à la fin de l'année.

Au CESBIO, le passage à l'année 2016 est aussi un peu la fin d'une ère, avec la fin du mandat de direction de Yann Kerr. Yann nous a permis de réaliser dans des conditions à la fois agréables et stimulantes, le travaux présentés dans ce blog, et bien d'autres encore, que vous pouvez notamment suivre sur l'autre blog du CESBIO. La bonne nouvelle est que Yann reste encore au CESBIO, enfin, de temps en temps, entre deux voyages, et nous allons continuer à bénéficier à la fois de ses conseils et de son art sur-développé du calembour !

 

Au CESBIO aussi, le départ de Mireille Huc de l'équipe MACCS va causer un grand vide. Mireille a développé et maintenu notre prototype de chaîne de correction atmosphérique, avec un mélange savant et efficace d'inventivité, de ténacité et de rigueur. Les équipes du CNES vont maintenant prendre en charge le développement de cette chaîne, mais je pense que nous pouvons remercier Mireille pour tout son travail, qui a bénéficié aux centaines d'utilisateurs des produits distribuées par THEIA.

 

Ce blog-ci, ouvert fin 2012, vient de fêter son troisième anniversaire, et cet article, avec sa version anglaise sera le 300e. Nous avons réussi à maintenir le rythme d'un article par semaine, et si parfois l'inspiration et le temps me manquent, quelques nouveaux auteurs ont pris le relais : Simon Gascoin, Jordi Inglada, Yoann Moreau, Isabelle Soleilhavoup, Michel Lepage et Elodie Robert. N'hésitez pas à me contacter pour contribuer et exposer vos projets vos résultats et vos découvertes.

 

Grâce à ces publications régulières, la fréquentation de ce blog est en forte hausse, comme en témoigne le tableau ci-dessous, qui affiche un taux de croissance de 50 % sur 2015.

 


2013 2014 2015
Nombre de visites 13985 22928 34723
Nombre de pages lues 30922 46940 66947

 

Les pages ayant remporté un gros succès sont fournies dans le tableau ci-dessous, avec bien sûr en tête la page d'accueil, suivie par l'article l'article sur l'éruption de la Fournaise, qui a fait le buzz, puis l'article sur les correction atmosphériques de LANDSAT qui est en tête depuis deux ans. La page au 4e rang m'a étonné, c'est une page très courte qui annonçait la date et l'heure de lancement de Sentinel-2, et sa retransmission au CNES accompagnée de campagne. Et en fait, c'est l'image d'une bouteille de champagne qui s'ouvre qui attirait les foules depuis le moteur de recherche d'images de Google. J'ai mis un peu de temps à m'en rendre compte et j'ai supprimé cette page depuis, mais ça incite un peu à la modestie...

 

1. Home 6 783(10,13 %)
2. Les dernières éruptions du Piton de la Fournaise, vues par SPOT5 (Take5) 2 099(3,14 %)
3. USGS now delivers atmospherically corrected LANDSAT data 2 009(3,00 %)
4. Sentinel-2A launch date Date de lancement de Sentinel-2A 1 878(2,81 %)
5. SPOT (TAKE5) 1 642(2,45 %)
6. SPOT5(Take5) 1 569(2,34 %)
7. Take5 Product Format 1 484(2,22 %)
8. LANDSAT 1 177(1,76 %)
9. L’ortho-rectification, comment ça marche ? 1 162(1,74 %)
10. A python module for batch downloads of LANDSAT data. 1 156(1,73 %)
11. La production de cartes d’occupation du sol, comment ça marche? 1 104(1,65 %)
12. Comment télécharger une série d’images LANDSAT 8 2A sur le serveur THEIA 1 067(1,59 %)
13. Download_landsat_scene.py 1 056(1,58 %)
14. SPOT5 (Take5) sites 985(1,47 %)
15. In English 952(1,42 %)
16. Landsat-download 950(1,42 %)
17. Sentinel-2 949(1,42 %)
18. New satellites added to SMAC atmospheric correction 899(1,34 %)
19. Calendrier / Calendar SPOT5 (Take5) 884(1,32 %)
20. The cloud detection : how it works. 854(1,28 %)
21. Olivier Hagolle 740(1,11 %)
22. High cloud detection using the cirrus band of LANDSAT 8 or Sentinel-2 728(1,09 %)
23. Comment ça marche How it works 716(1,07 %)
24. SPOT4 (Take 5) 694(1,04 %)
25. En Français 613(0,92 %)

 

 

 

 

SPOT5 s'est éteint / SPOT5 de-orbitated


Après plus de 13 ans d'exploitation, et après la petite prolongation de son existence par l'expérience Take5, le CNES a désorbité, passivé et éteint le satellite SPOT5, le 11 décembre.

Je n'en dirais pas plus, puisqu'un collègue d'Airbus a donné tous les détails sur son blog.

 


After more than 13 years of exploitation, and after a little extra life time thanks to the Take5 experiment, CNES deorbited, passivated and switched off SPOT5 satellite, on December the 11th. The link to the blog of a colleague from Airbus provides an excellent description on what was done, but it is in French.

Une conférence sur Sentinel-2

J'aurais dû être à Paris aujourd'hui, pour la quatrième journée thématique du Programme National de Télédétection Spatiale, mais la conférence a été annulée après la soirée d'horreur du 13 novembre. La journée était consacrée au programme Sentinel, et je devais y présenter Sentinel-2. J'avais passé deux ou trois jours à préparer ma présentation, je vous en fais donc profiter ici, mais en silence, et sans l'accent Toulousain.

http://www.cesbio.ups-tlse.fr/multitemp/wp-content/uploads/2015/11/PNTS_Sentinel-2_OH.pdf

Water turbidity in West Africa : the Bagré (Take5) experiment

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The aim of "Bagré 2015" campaign was to closely monitor the spatio-temporal evolution of turbidity and Total Suspended Matters (TSM) in the water of Bagré Lake, the second biggest lake in Burkina Faso, where the concentrations are particularly heavy. Micro-organism find a favourable terrain in the suspended matters. The turbid waters which are absorbed or used by inhabitants to wash themselves or clothes or food, or to play, with a high risk of contamination. In Sub-Saharan Africa, many regions lack water quality networks and their health systems can be insufficient. Monitoring water quality can therefore contribute to mitigating this health hazard.

SPOT5 (Take5) images over Bagré Lake.

 

Monitoring of turbid waters


The SPOT5 (Take5) image time series shows the propagation of turbid waters after the start of the reain season, beginning inthe upstream part in june, the middle  part in July and August and the downstream part in September. It may be seen on the images above, acquired on the 11/04, 15/06, 05/07, 04/08, 19/08, 13/09, where the initially blue waters progressively turn yellow and green).

 

In order to asses our methods for turbidity and TSM monitoring, routine measurements were set-up from April the 16th, at the downstream end of the lake. A terrain campaign was also held between the 21st of July and the 5th of August 2015 (thanks to a French PNTS funding). Water samples were analysed to quantify turbidity (70 measures) and TSM (53 measures). 28 radiometric measurements (pictures 1 &2) and 12 absorption coefficients (Kd) (Picture 3 and map) were also recorded from a boat in all the lake parts (Picture 4).

Picture 1 :TriOs radiometer for reflectance measurements Picture 2: Reflectance measurements Picture 3 : TriOs Radiometer absorption coefficient measurement

Picture 4 : the boat used for water sampling and radiometric measurements

 

Preliminary results

The early results show nice relations between the NIR/RED surface reflectance ratio, and the in-situ turbidity and TSM. on a large range of values. The high resolution images will allow us to precisely document the lake dynamics, the contribution of each tributary and catchment, and the role of their land use. The measurements cruises also enabled to spot a few hippos, but the crocodiles did not show themselves...

 

Some samples were analysed with a scanning electro microscope to measure the size and type of the particles. Most of them have a diameter between 1 and 2 microns, and are mostly clays (kaolinite, illite and smectite).

 

All this work is done in the broader framework on continental water colour group within THEIA, in view of Sentinel-2 data use.

 

Elodie Robert, Manuela Grippa, Laurent Kergoat, Jean-Michel Martinez, Sylvain Pinet, Laetitia Gal, Nogmana Soumaguel

Turbidité des eaux en Afrique de l'Ouest: la campagne "Take 5" Bagré 2015.

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L’objectif de la campagne 'Bagré 2015' était de suivre finement l’évolution spatio-temporelle de la turbidité et des matières en suspension (MES) dans l’eau du lac de Bagré, deuxième plus grand réservoir du Burkina-Faso, dans un contexte où les valeurs de ces paramètres sont particulièrement élevées. Les matières en suspensions sont des vecteurs des contaminants microbiologiques, les microorganismes se développant particulièrement sur les particules en suspension. Les eaux fortement turbides, qui sont consommées directement ou avec lesquelles les habitants sont en contact (lessive, bain, lavage des légumes, jeux) constituent donc un risque important pour la santé. En Afrique subsaharienne, de nombreuses régions ne bénéficient pas de réseaux de suivi de la qualité de l'eau, et disposent de systèmes de santé parfois insuffisants. Le suivi de la turbidité est donc important pour quantifier cet aléa sanitaire.

 

Arrivée des eaux turbides


La série d'images SPOT5 (Take5) montre une propagation des eaux fortement turbides avec l'arrivée de la saison des pluies, depuis l’amont du lac en juin, les zones médianes en juillet-août jusqu’à l’aval en septembre (voir les images ci-dessus acquises les 11/04, 15/06, 05/07, 04/08, 19/08, 13/09). Vous pouvez voir le changement de couleur des eaux de ce lac avec un passage du bleu au marron-beige.

 

Pour valider l’algorithme à retenir pour suivre la turbidité et les MES, des relevés de routine ont été mis en place depuis le 16 avril 2015 sur un point localisé à l’aval du réservoir. Une mission terrain s’est également déroulée entre le 21 juillet et le 5 août 2015 (financement du PNTS). Des relevés d’eau ont été effectués mesurer la turbidité et les MES (70 et 53 mesures). Nous avons aussi pris 28 mesures radiométriques de terrain (photos 1 et 2) et 12 mesures de coefficient d’absorption (Kd) (photo 3 et carte). Ces mesures se sont déroulées à l’aide d’un bateau dans les différentes zones du lac de Bagré depuis l’amont jusqu’à l’aval (photo 4).

Photo 1 : Radiomètre TriOs, mesures de réflectance Photo 2: Mesures de réflectance avec les radiomètres TriOs Photo 3 : Radiomètre TriOs pour la mesure du coefficient d'absorption

Photo 4 : Bateau utilisé pour les prélèvements d’eau et les mesures radiométriques

 

Résultats préliminaires de la campagne

Les résultats en cours d'analyse montrent de très bonnes relations entre les rapports des réflectances PIR/rouge in situ et les MES et la turbidité, sur une gamme importante de variation. La haute résolution permettra de décrire finement le fonctionnement du lac, le rôle des différents affluents, des différents bassins versant et de l'usage des sols associé.  Les relevés de terrain ont permis de détecter également quelques hippopotames, mais les crocodiles sont restés invisibles...

 

Des échantillons ont été analysés au microscope électronique à balayage afin d'identifier la taille et les types de particules rencontrées et détectées. La majorité des particules a une taille variant entre 1 et 2 microns. Il s’agit principalement d'argiles (kaolinite, d’illite et de smectite).

 

Ce travail participe à une action plus large sur la couleur des eaux continentales (CES Couleurs des eaux continentales - Theia) et l'utilisation de Sentinel 2 en particulier.

 

Elodie Robert, Manuela Grippa, Laurent Kergoat, Jean-Michel Martinez, Sylvain Pinet, Laetitia Gal, Nogmana Soumaguel

Voilà : all the SPOT5 (Take5) images are now available

 

=>  Voilà, it's over, the THEIA team completed the processing of SPOT5 (Take5) level 1C and level  2A data. The time series are now available for download on our server :

https://spot-take5.org

I have counted nearly 3000 level 2A products, and even more level 1C, as we only issue the Level 2A product when the cloud and snow cover is below 90%.

 

Globally, the L1C and L2A have a good quality, even if we spotted a few issues and are thinking of a reprocessing. It will correct defects that only affect a few sites, or some other minor defects :

  • to enhance results above 2 very bright desert sites (Libya 4, NeftaTozeurTunisia), and a few snowy sites
  • to enhance geometric accuracy above one site in England (Devon)
  • to enhance the cloud shadow masks defects related to shadows mostly hidden by the clouds.
  • to provide the data above Stitna in Czeck republic. This site is too close to another site and this prevented the processing. We have a bug to correct in the system to deliver the data.

But for most of the sites, it will be minor changes, and it is not a reason to wait. It is now your turn to work with the data ;-) .

 

 

Here is my preferred site, the one I kept to celebrate the end of the processing. It is in Russia, on the Lena delta. Even if we had to wait the month of June to start to have colors instead of white, and even if July was fully cloudy, August and September brought us beautiful images. Please click on the images, and observe the quickness of the vegetation colour change. The observation date is included in the name of each image.