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

 

L'appel à proposition de sites Venµs est sorti

A partir de 2016, le satellite Venµs fournira des données optiques à haute résolution (5 à 10 mètres), tous les deux jours, sur une centaine de sites acquis avec des angles constants, dans 12 bandes spectrales (le Graal !).

 

Si vous voulez vous asseoir à la table ronde des chevaliers de l'ordre de Venµs, proposez vos sites pour l'appel à propositions, avant le 29 janvier 2015. Toute l'information est disponible ici :

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

Publication du 3e bulletin de THEIA.


Le centre de données THEIA vient de publier son troisième bulletin, dans lequel sont présentés les futurs produits que le centre pourrait mettre à disposition dans quelques années. N’hésitez pas à vous exprimer sur les produits qui vous intéresseraient en commentant cet article. Vous y trouverez aussi des nouvelles des projets SPOT5 (Take5) et LANDSAT.

 

 

Compte rendu des journées SPOT (Take5)

Avec Sylvia Sylvander, nous avons écrit un compte rendu des journées SPOT4 (Take5) pour le CNES. Je vous en fais profiter.

Objectifs

Assistance le 18 Novembre à 9h du matin (pas le meilleur moment pour montrer qu'il y avait du monde...)

Cette réunion, organisée au CNES par Sylvia Sylvander et Danielle Barrère(CNES DCT/ME/OT), s'est déroulée les 18 et 19 Novembre au bâtiment Leonard De Vinci.

Cette réunion poursuivait les buts suivants :

  • faire le bilan de l'expérience et de l'utilisation des données
  • présenter les résultats de validation des produits, obtenus au CNES, au CESBIO ou dans les laboratoires
  • permettre aux utilisateurs de présenter leurs résultats et retours d'expérience
  • annoncer et présenter, conjointement avec l'ESA, l'expérience SPOT5 (Take5)

Participation

La réunion a réuni près d'une centaine de personnes sur les deux jours, dont quatre vingt dix inscrits.

Les participants provenaient des grands organismes, en premier lieu du CNES, de l'INRA, de l'IGN, du CIRAD, du CEREMA, de l'ONEMA, de l'IRSTEA et du CNRS. Plusieurs universités étaient représentées, Toulouse, bien sûr avec le CESBIO (12), le LA et le GET (4) de l'Observatoire Midi-Pyrénées, l'Université de Strasbourg, les Universités de Bordeaux, Montpellier, Grenoble, Saint-Etienne, Télécom Bretagne, et l'école d'ingénieurs de Purpan. Au niveau international, l'ESA, la NASA, le JRC, l'Université Catholique de Louvain (Belgique), l'Université de Marrakech, le CNCT en Tunisie, et un laboratoire du CNR Italien à Turin étaient représentés. Enfin, quelques sociétés privées ont également participé : GEOSYS, CS-SI, NOVELTIS, AIRBUS D&S, Thales, Agri-Intranet, et quelques entités mixtes, le SERTIT, et Geo-Transfert.

Après un rappel du déroulement de l'expérience SPOT4 (Take5) par S. Sylvander, la réunion a donné lieu à 21 présentations et 8 posters basés sur l'utilisation des données SPOT4 (Take5). Les planches des présentations peuvent être consultées ici

Retour d'expérience

Les utilisateurs sont très satisfaits du format des données et du serveur de distribution mis en place par THEIA.

De manière constante, les utilisateurs sont très satisfaits par les données et remercient chaleureusement le CNES et le CESBIO pour avoir réalisé cette expérience. La qualité des produits de niveau 2A a été bien appréciée, particulièrement la qualité géométrique et la correction des effets atmosphériques. Le masque de nuages fourni avec les produits de Niveau 2A a dû parfois être complété par un masquage manuel, notamment au-dessus des sites forestiers. Nous avions choisi d'utiliser les mêmes paramètres de détection sur tous les sites, mais au-dessus des forêts, dont les réflectances sont très uniformes et très faibles, la sensibilité des applications aux nuages très fins est plus importante. Pour résoudre ces difficultés, on peut envisager le traitement des masques de nuages à une meilleure résolution (100m au lieu de 200m), et, dans le cas de Sentinel-2 et LANDSAT 8, l'utilisation de la bande 1.38 µm disponible sur Sentinel-2 devrait fortement réduire ces petits défauts.

Statistiques d'ennuagement sur le site Midi-pyrénées. Les barres manquantes sont entièrement nuageuses.

Cette expérience s'est déroulée dans un contexte météorologique très défavorable en France, mais la répétitivité des données a quand même permis dans la plupart des cas, de fournir un jeu de données exploitable, avec quasiment une image par mois sur la plupart des sites Français, à l'exception de deux ou trois (Aquitaine, Loire, Alsace).

Cette constatation peut se généraliser à l'ensemble des sites SPOT4 (Take5), à l'exception des sites de forêts équatoriales pour lesquels on sait qu'il est très difficile d'obtenir ne serait-ce qu'une image claire. D'après les présentations de l'atelier, une seule application liée à la reconnaissance des types de prairies dans le département de la Loire a pâti du manque de répétitivité. L'utilisation des données sur la Tunisie aurait pu être compromise, avec une première image claire obtenue deux mois après le démarrage de l'expérience, mais cette série avait été complétée par des commandes d'images SPOT5.

Les participants ont souvent complété le jeu de données au-delà de la fin de l'expérience par des données LANDSAT 8, sans trop de difficultés pour raccorder les deux jeux de données, particulièrement en France, où un produit de Niveau 2A LANDSAT 8 est produit et distribué par THEIA.

Continuité des indices de végétation observés par SPOT4 (Take5) et Landsat 8sur deux pixels de blé et de maïs au Maroc

Validation

En dehors de la présentation du CESBIO (O.Hagolle) entièrement consacrée aux travaux de validation des produits SPOT4 (Take5), plusieurs travaux ont contribué à la validation des données :

  • Martin Claverie (NASA) a fait une comparaison exhaustive des données SPOT4 (Take5) avec celles de MODIS et obtient une très grande cohérence, qui valide à la fois les chaînes de traitement de MODIS et celles de SPOT4(Take5), basées sur des principes très différents. Elle indique aussi quelques sites sur lesquels les performances sont un peu moins bonnes et qu'il faudra examiner de plus près. La série obtenue sur Maricopa depuis deux angles de visée différents a aussi été utilisée pour comparer les performances de modèles de correction directionnelle.

  • Vincent Simonneaux (CESBIO) a étudié la stabilité des réflectances de surface mesurées par la série SPOT4 (Take5) obtenues sur des paysages invariants, et a observé une très bonne stabilité des réflectances, avec une ou deux exceptions liées à des voiles nuageux fins, ou à une légère surestimation des réflectances, contrairement à une série SPOT5 acquise sous des angles de prise de vue variables.
  • Jean-Pierre Dedieu (LTHE-CNRS) a validé la correction des effets de pente effectuée dans le niveau 2A, à partir de mesures d'albédo de la neige effectuées par le Centre d'Etudes de la Neige de Meteo France. C'est la première validation quantitative de ce produit, et la correction des effets de pente améliore bien l'accord entre mesures spatiales et mesures de terrain.
  • Wenjuan Li (INRA) a présenté des résultats de validation de variables biophysiques (Leaf Area Index) par une méthode (BV-NNET) basée sur des réseaux de neurones, développée à l'INRA d'Avignon. Cette méthode est habituellement appliquée à des séries temporelles de capteurs à basse résolution. Elle a été cette fois appliquée à des séries temporelles de données SPOT4 (Take5) et de données LANDSAT 8. Les résultats de validation par données in-situ, et la cohérence entre données SPOT4 (Take5) et LANDSAT 8 sont très satisfaisants.

Applications

Les applications sont très diverses et concernent les zones côtières, les estuaires, les prairies, les zones agricoles, les forêts ou les massifs montagneux… et les petits oiseaux.

Agriculture

Pour chacun des produits, 5 méthodes différentes sont testées, sur 12 sites différents, afin de comparer leurs performances. L'avancement des travaux et la présélection des 5 méthodes ont fait l'objet de quatre présentations aux journées Take5, et les résultats obtenus sont très encourageants pour passer à une production opérationnelle sur des pays entiers.

  • la réalisation d'une expérience de pilotage d'irrigation utilisant les données SPOT4(Take5) sur une parcelle de blé au Maroc, comparée à l'irrigation traditionnelle de l'agriculteur (M?Lepage, CESBIO-IRD). L'expérience a montré qu'il était possible d'économiser un tour d'irrigation pour un rendement équivalent. Un serveur internet permettant à l'agriculteur de suivre en temps réel les besoins en eau de ses cultures est mis en place, pour le moment avec LANDSAT 8, puis bientôt Sentinel-2.
  • Une approche similaire sur la Tunisie (V.Simonneaux, CESBIO), mettant l'accent sur la validation spatialisée des volumes d'irrigation prédits par couplage de séries temporelles optiques et télédétection, comparés aux volumes d'irrigation déclarés par les agriculteurs.

Forêt

  • la distinction d'espèces forestières (V.Gond, CIRAD) à feuilles caduques ou permanentes, en lien avec la géologie, dans le but de programmer des exploitations forestières sur des espèces caduques à régénération plus rapide, et la détection de pistes d'abattage d'arbres sur une forêt au Congo, (CIRAD)
  • la palme de l'originalité est à remettre à M.Szulkin du CEFE (CNRS, Montpellier), pour une étude de l'adaptation de la mésange bleue à son environnement dans les forêts méditérranéennes de l'Herault. La mésange doit en effet nourrir ses petits au moment du pic d'existence des chenilles qui constituent l'aliment principal. Or ce pic intervient à des dates différentes selon que la forêt est composée de chênes verts ou de chênes caduques. Les données SPOT4 (Take5) permettent d'estimer le pourcentage de chênes à feuilles caduques, et une certaine corrélation a été observée entre la fraction d'arbres caduques et la date de ponte.
  • le JRC (A. Verheggen) a évalué l'utilisation des données multi-temporelles sur plusieurs sites forestiers (9) afin de vérifier l'adéquation des données aux travaux de suivi de la dégradation forestière. Les résultats sont mitigés, et quelques sites particulièrement nuageux ne sont en fait observables qu'une fois par an (et encore, parfois par morceaux). Sur d'autres sites, les activités de coupe partielle de bois ou de mises en place de cultures sur brûlis sont parfaitement observables.
  • L'université de Strasbourg a travaillé à la distinction d'espèces forestières (Poster de S.Battiston, Icube), mais dans des conditions difficiles avec la météo du printemps 2013. Des travaux de familiarisation à la correction atmosphérique ont été également menés (Poster de Catherine Kern, Sertit)

Prairies

  • des études visant à différencier les prairies des cultures sur le département de la Loire ont été menés (C . Jacqueminet, U. de Saint Etienne): ce problème est connu pour sa difficulté, difficulté aggravée par la météo du printemps 2013.
  • l'utilisation des données SPOT4(Take5) pour estimer la biomasse produite sur des prairies en Midi-Pyrénées.(V. Roumiguié EI PURPAN, Dynafor) Les données ont permis de valider la précision d'un produit d'estimation de la productivité des prairies, qui sert de base à des contrats d'assurance, en cas de pertes de rendement dûs à de problèmes climatiques.
  • un travail d'évaluation du potentiel des données radar en bande X pour estimer l'humidité des sols des prairies, (M.El Hajj, IRSTEA) complété par l'utilisation de données SPOT4 (Take5) pour surveiller l'état de développement de la végétation

Montagne, Neige

  • de nombreuses études ont été menées sur le site des Alpes (J.P. Dedieu, LTHE, CNRS), de la validation de l'estimation de l'albedo de la neige, au suivi de la fonte de la couverture neigeuse et à ses rapports avec la végétation après la fonte.
  • Des études ont été menées, dans les Pyrénées, sur les liens entre couverture neigeuse et glissements de terrain (IRPI, CNR, Milan). L'identification de la couverture neigeuse fonctionne bien, malgré les difficultés liées à la saturation des données et aux défauts de la bande MIR sur SPOT4. Pour le calcul de l'épaisseur de neige, les résultats ne sont pas encore concluants, probablement en raison de ces mêmes défauts, mais des pistes d'améliorations ont été évoquées pendant la réunion.

Côtes

  • les données SPOT4 (Take5) ont permis de suivre les matières en suspension dans les estuaires avec une très bonne corrélation avec les mesures In-Situ (V.Lafon EPOC, Bordeaux). Sur l'estuaire de la Loire, la bonne corrélation s'accompagne d'estimations concordantes, alors qu'un écart d'un facteur 2 est observé sur la Gironde. Cet écart semble être au moins en partie dû au protocole de mesure depuis la rive de la gironde, alors qu'il existe un gradient de concentration près des bords de l'estuaire.
  • les données Take5 ont été utilisées pour suivre les variations de niveau du lac Poyang en Chine, par le SERTIT (H.Yesou). Cependant la météorologie défavorable sur ce site n'a pas permis un suivi très fréquent. Une validation des masques d'eau fournis par la chaîne de niveau 2A a été possible. Leur élaboration basée sur l'utilisation de plusieurs dates, entraîne une certaine latence dans le suivi des masques.

Multi-applications

Conclusions

L'expérience SPOT4 (Take5) constitue un beau succès :

  • plus de 550 utilisateurs ont téléchargé des données au moins une fois.
  • les données sont d'ailleurs toujours régulièrement téléchargées (160 téléchargements de séries entières en Septembre-Octobre, soit 3 par site)
  • chacune des 45 séries temporelles a été téléchargée 29 fois en moyenne.

Ce succès est confirmé par la décision de l'ESA de contribuer fortement à la répétition de l'expérience avec SPOT5, d'avril à août 2015.

On peut donc affirmer, et cela a été montré lors de la réunion, que les données ont été bien utilisées et bien utiles. Les utilisateurs ont apprécié et validé les produits fournis, 75% d'entre eux ont bien utilisé des produits de Niveau 2A, le produit le plus avancé que nous leurs proposions.

Les utilisateurs ont maintenant une vue plus concrète des données de Sentinel-2, de leur apport et des applications qu'elles pourront permettre, mais aussi des difficultés qu'il faudra résoudre pour bien les utiliser.

Plusieurs des utilisations des données laissent préfigurer une utilisation opérationnelle, c'est le cas pour les produits du projet Sen2Agri pour l'agriculture, avec la fourniture de cartes d'occupation du sol obtenues automatiquement. C'est aussi le cas de la surveillance des sédiments dans les estuaires, du suivi de la surface des étendues d'eau, du contrôle de la productivité des prairies, et du suivi des surfaces enneigées.

Cette expérience a permis de mettre en place une communauté dynamique d'utilisateurs, qui évolue en un réseau national et a constitué une première expérience pour le pôle THEIA et le centre de production MUSCATE, permettant de matérialiser son existence auprès des utilisateurs. L'expérience SPOT4 (Take5) se poursuit au travers de la rédaction d'un numéro spécial de la revue scientifique remote sensing, à paraître au printemps 2015. Le travail de vulgarisation entamé avec le blog Séries Temporelles se poursuit aussi et semble bien apprécié.

Nous remercions tous nos utilisateurs pour leur participation dynamique et créative et leur donnons rendez-vous pour la reprise du morceau Take 5 avec SPOT5, à partir du mois d'Avril 2015.