2016/17 : un record d’écobuages dans les Pyrénées ?

Image du 10 décembre 2016Image SENTINEL2 du 30 novembre 2016, "SWIR"
Mais que se passe-t-il ce 10 décembre 2016 à midi, au-dessus du village de Villelongue (à 15 kilomètres au sud de Lourdes) ? Un des plus beaux écobuages des Hautes-Pyrénées de cet hiver 2016/17 ! Une très large bande de feu actif se dirige vers le sud. Ce feu a démarré la veille d’après les contacts terrain. En 2 jours, une grande zone a donc déjà été brulée. La répétitivité de SENTINEL2 permet d'observer la même scène quelques jours avant et après ce feu.

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

Venµs Call for sites is out

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Starting in 2016, the Venµs satellite will provide optical data at a high resolution (5 to 10 mètres),  every second day, on a hundred of sites acquired under constant viewing angles, with 12 spectral bands (the  Graal !).

 

If you want to sit at the round table of Venµs knights,  please send your proposals before January the 29th. All the information is available here :

http://www.theia-land.fr/venusRA

 

The good things with Sunday work

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I am not the kind of person to give lessons or to blame my colleagues, but I have to tell that some of them do not work on Sundays. And their excuses are variable and numerous : family, errands, work in the flat/house or in the garden, the necessity to rest from stressful weeks, do some sports, see friends...

 

Without meaning to boast, I know how to help you solve these issues that could prevent you to work on Sundays

  • a reason to delay the errands or the garden work to another day ("I have no choice, that's for work")
  • A way to do sports and  to relax
  • A reason to see friends or family  (to teach them how to work on Sundays)

 

OK, I'll give you my secret :

Moorland with broom shrubs

Mountain meadow

Woody crop (vineyard)

- thanks to the nice autumn in France, and thanks to the ODK* Collect android application, that you may download on Google Play, It was my pleasure to work on the last two week-end. More accurately, I worked at sampling land cover.

 

15 days ago, I spent my Sunday sampling moorlands in the Pyrenees, thanks to a very nice hike near Tarascon sur Ariège. all types of mountain moors were present, with either ferns, brooms, rhododendrons, blueberries or juniper.

The next week-end allowed me to sample Mediterranean vegetation, and its transition to mountain vegetation in the Fenouillèdes region, at the foot or the Eastern Pyrenees, thanks to a lovely bike tour. Bike is a very efficient way of collecting samples, and it is also an excuse to stop every half mile when the slope is too steep. I tend to sample much more places when going up rather than going down.

 

At the end of the hike, the data are transfered on a websites that comes with ODK and they will be soon transferred to the CESBIO PostGIS data (Thanks to Jérôme Cros) to finally be used, along with other data sources to train and validate land cover classifications.

Alfalfa meadow

 

As I did work a lot on Sundays, I have collected about 2000 samples in 18 months that I'd like to release as open data.

 

A start for a European data base for landcoverl

If you'd like to enjoy working on sundays, please do. adding more users would be a way to provide data to our project to provide annual land cover over France, or to help our Sen2Agri project, with Sentinel-2, starting next year.

If you want to see the data, or to start collecting data, you may use this site, I created a guest account "invite", and the password is composed of the account name followed by the name of my lab, without any space or capital letter. The most recent samples are in OS V2.3 form. If you want to collect data, ask me for a personal account. There is a user guide here.

* ODK : Open Data Kit

Les bienfaits du travail dominical

Loin de moi l'idée de vouloir donner des leçons ou de faire des reproches, mais bon, il faut le signaler, j'ai des collègues qui ne travaillent pas le week-end ou pendant les vacances. Et pour justifier cela, les prétextes les raisons sont nombreuses : la famille, les courses, la haie à tailler, la besoin de se détendre pour évacuer le stress de la semaine, un bon repas avec les amis, faire du sport...

 

Sans me vanter, je dispose de la solution à une bonne partie de ces problèmes :

  • une justification pour reporter les courses et la taille de la haie à un autre jour (c'est pour le travail, je suis obligé)
  • un moyen de faire du sport et de se détendre
  • l'occasion de réunir des amis et/ou la famille, et de leur apprendre à travailler pour vous le week-end

 

Allez, je vous explique :

Lande à genêts

Pelouse-Estive (au premier plan)

Culture ligneuse (vigne)

- grâce au beau temps de cet automne, et grâce à l'application ODK* Collect qui fonctionne sur tous les téléphones sous Android, et qu'on télécharge sur Google Play, j'ai eu le plaisir de travailler les deux derniers week-ends. Plus précisément, j'ai travaillé à récolter des échantillons d'occupation des sols.

 

Il y a quinze jours, le week-end fut consacré à collecter des échantillons de landes de montagne, et à faire une belle randonnée : tous les types de landes étaient représentés : landes de fougères, bruyères, genêts, rhododendrons, myrtilles ou genévriers) dans les Pyrénées Ariégeoises.

Le week-end suivant m'a permis d'échantillonner la végétation méditerranéenne et sa transition vers la végétation de montagne dans le Fenouillèdes, dans le piémont de l'est des Pyrénées, sur un bel itinéraire à vélo, Le vélo se prête très bien au relevé d'échantillons, et vous donne un prétexte pour vous arrêter tous les kilomètres dans les cols un peu trop difficiles. J'ai tendance à relever beaucoup plus de points en montée qu'en descente...

 

Les données sont disponibles sur un site de l'application ODK dès la fin de la randonnée, elles seront ensuite insérées dans la base de données PostGIS du labo (Merci à Jérôme Cros) et finalement, j'espère, utilisées pour l'apprentissage ou la validation de cartes d'occupation des sols.

Prairie semée, luzerne

 

Comme j'ai beaucoup travaillé, ce sont quelques 2000 points qui ont été relevés en 18 mois, et sont à votre disposition.

 

Les débuts d'une base de données Européenne de l'occupation du sol

Si vous souhaitez comme moi vous adonner au travail dominical, voire même au travail pendant la semaine, n’hésitez pas ! Multiplier les utilisateurs serait un bon moyen de faire avancer notre projet de créer une carte d'occupation des sols annuelle sur la France, avec Sentinel-2 et Landsat 8, à partir de l'an prochain. Les meilleurs contributeurs seront récompensés par des cartes d'occupation des sols plus précises sur leur lieux de travail. Pour le moment, je n'ai converti que deux utilisateurs du CESBIO à ce mode de travail dominical, mais j'espère que ces belles photos, prises depuis le portable avec l'application ODK, vous motiveront.

 

SI vous souhaitez regarder les données acquises et même tester l'application, vous pouvez utiliser le site suivant, j'ai créé un compte pour les visiteurs, "invite", et le mot de passe se compose du nom du compte suivi du nom de mon laboratoire, sans aucun espace ou majuscule. Mais je préfèrerais que vous me demandiez un compte, afin que les relevés soient identifiés (il se peut qu'un releveur de terrain fasse toujours les mêmes erreurs (confondre l'Est et l'Ouest par exemple...). Les derniers relevés vont se ranger dans le formulaire OS V2.3. J'avais écrit un manuel de l'utilisateur, qui est toujours disponible ici, et Google diffuse aussi un manuel de l'utilisateur.

* ODK : Open Data Kit

Une station d'observation permanente au sommet d'une falaise

Des collègues du CESBIO, du LTHE, de l'ONERA et de l'INRA, ont mis en place une station permanente au sommet d'une falaise, dans le massif de la Chartreuse, près de Grenoble en France, pour y installer un énorme radiomètre micro-ondes. Cet instrument fonctionne sur le même principe que le satellite SMOS et permet donc de mesurer des températures de brillance et d'en déduire l'humidité des sols.

 

Cette station est maintenant quasiment opérationnelle. Depuis cette falaise, il est possible d'observer très régulièrement au cours de la journée toute une zone de forêts, prairies, et quelques cultures. Un programme d'expérimentations et d'observations in-situ se met en place au sol pour valider les mesures de télédétection... depuis le haut de la falaise. Et tout ceci pourra être utilisé pour valider les mesures de télédétection depuis le satellite, et pour préparer de nouvelles missions spatiales.

 

La plate-forme accueille aussi un radiomètre thermique (Pyromètre KT19) et une petite caméra optique. Elle pourrait accueillir d'autres instruments (sur la petite plat-forme au dessus du radiomètre) qui fourniraient de superbes séries temporelles à la fois à long terme mais aussi pour étudier les variations diurnes. Je pense notamment à des observations dans le thermique. N'hésitez pas à contacter mon collègue arnaud.mialon@cesbio.cnes.fr, si ce projet vous intéresse.

Trop de neige dans les Pyrénées !

 

Mercredi dernier pour fêter la première image claire au-dessus des Pyrénées depuis le début de Take 5, nous avons voulu visiter le site de Bassiès en Ariège où se concentrent les mesures nivologiques du site SudMiPy. Pas loin du but, nous avons dû rebrousser chemin devant un passage un peu risqué ! Une première équipe du labo GEODE partie un peu plus tôt a pu atteindre le plateau où se trouve notre station météo (1650 m).

Trop de neige à Bassiès

Si mes calculs sont exacts ... (photo : T. Houet)

Hélas, ils n'ont pas vu la station qui est engloutie sous trois à quatre mètres de neige. Nous savions que les capteurs de la station étaient sous la neige grâce à la télé-transmission qui tient bon, mais nous n'imaginions pas qu'elle serait submergée à ce point.

Mesure de densité

Au retour nous avons creusé une fosse pour estimer la densité du manteau neigeux. A cet endroit nous avons mesuré 700 mm d'équivalent en eau.

La station était-elle sous-dimensionnée ? Les habitants du coin nous parlaient de 1 à 2 m de neige en hiver à cette altitude. Le bulletin neige de Météo-France indique que les hauteurs de neige dans les Pyrénées sont actuellement "3 à 4 fois les valeurs normales (...) nettement au-dessus des moyennes dépassent largement les valeurs record des 30 dernières années." Dans Libération le 15 février on pouvait lire : "Dans les Pyrénées, quand trop de neige tue la neige".

Caméra automatique

Caméra automatique et vue sur la vallée de Bassiès (photo: T. Houet)

Outre la station il y a trois caméras automatiques qui dominent la vallée de Bassiès pour suivre l'évolution de l'enneigement dans le paysage en même temps que SPOT4. Ces caméras ont également souffert des conditions météo et vont devoir être réinstallées avant le début de la fonte.

La prochaine fois on monte en hélico !

 

Premières mesures de terrain dans les Alpes pour SPOT4 (Take 5)

Des nouvelles très fraîches de nos collègues du Centre d'Etudes de la Neige, du laboratoire CNRM-GAME à Grenoble, par Marie Dumont.

Mesure d'albédo avec vue sur la Meije (sommet des écrins)

Après une semaine de mauvais temps, les prévisions étaient formelles, ciel dégagé sur le col du Lautaret ce vendredi, un peu de vent et des températures un peu trop de saison (-18°C). Bonne nouvelle car ce vendredi correspond au second passage de SPOT4 au dessus du domaine Alpes.

C’est parti donc pour la première d’une longue série de mesures de terrain simultanément au passage du satellite. Afin de mieux pouvoir interpréter les images du satellite nous mesurons à chacun de ses passages :

1/ le rayonnement solaire incident

2/ la réflectance spectrale de la neige

3/ la taille de grains, le type et la densité proche de la surface.

 

Ces mesures sont effectuées de manière à caractériser la variabilité intrapixellaire et interpixellaire

Caractérisation de la neige

de la surface du manteau neigeux sur le site choisi. Ces images à haute résolution vont nous permettre de mieux comprendre les données des imageurs à plus basse résolution. Elles vont également rendre possible l'évaluation spatiale du modèle détaillé de neige Crocus qui est actuellement utilisé pour la prévision opérationnelle du risque d'avalanche.

 


 

ODK : Relevés d'occupation des sols sur Android

Pour valider les cartes d'occupation des sols ou pour faire l'apprentissage des méthodes de classification, il faut disposer de données de terrain. Au CESBIO, nous avons expérimenté plusieurs outils et méthodes complémentaires. Pour les surfaces agricoles, nous disposons, en France, du Registre Parcellaire Graphique (RPG) constitué à partir des déclarations des agriculteurs. Pour les espaces naturels, différentes cartes de référence existent, comme par exemple la base de données de l'Inventaire Forestier national, fournie par l'IGN. Le RPG est mis à jour tous les ans et l'inventaire forestier tous les 10 ans. Ces bases de données ne renseignent donc pas sur le stade phénologique de la culture à une date donnée.

Capture d'écran de l'outils ODK

Pour collecter ce genre d'informations, le CESBIO réalise des enquêtes de terrain mensuelles sur 300 parcelles agricoles localisées autour de Rieumes en haute Garonne. Cependant, afin de disposer de données réparties un peu partout sur sa zone d'intérêt (le sud-ouest de la France),  nous avons aussi mis en place une application de relevé d'occupation des sols sur téléphone Android, basée sur l'application gratuite ODK collect.

Cette application présente un questionnaire à l'utilisateur. Le questionnaire que nous avons mis en place relève la position de la parcelle, la date, l'occupation des sols et son stade de développement. L'outil est très facile à installer, il est également très simple de modifier le questionnaire à partir d'un tableur en utilisant ensuite un traducteur qui le transforme en fichier XML et que l'on télécharge sur le serveur ODK aggregate. Enfin, les données collectées peuvent être récupérées sur un serveur en ligne.

Parcelles de prairies (Vert clair), blé (jaune), Colza(orange), Forêts (Arbres), relevées à vélo par un courageux expérimentateur

Nous avons écrit une notice d'utilisation de l'outil ODK collect et de notre formulaire. Si vous voulez utiliser cet outil et son formulaire, accéder ou contribuer à notre base de données, n'hésitez pas à nous contacter.

Nous avons aussi développé un petit formulaire permettant de relever la présence ou non de neige autour de vous, dans le but de valider les cartes de surface enneigée produites par satellite.