Les premières synthèses mensuelles Sentinel-2 issues du système Sen2Agri

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Le système Sen2Agri, financé par l'ESA, est en phase de validation pré-opérationnelle. Il vient donc de réaliser ses premières productions de masse. Dans ce cadre, nous venons d'obtenir, avec Sentinel-2A, nos premières synthèses de Niveau 3A, c'est à dire des synthèses mensuelles des réflectances de surface des pixels non nuageux.

Synthèses

Les synthèses mensuelles sont produites par le système Sen2Agri. Elles utilisent en entrée des produits de niveau 2A traités par la chaîne MACCS, qui fournit des réflectances de surface accompagnées de masques de nuages et d'ombres et masques de neige et d'eau. Comme leur nom l'indique, les syntheses sont produites une fois par mois, mais peuvent se baser sur des périodes de temps un peu plus longues pour accroître les chances d'avoir des observations claires.

Ces synthèses sont réalisées par la méthode de la moyenne pondérée à laquelle nous avons ajouté une correction des effets directionnels. Jusqu'ici, notre méthode n'avait été appliquée qu'aux données SPOT (Take5) sur la maquette développée au CESBIO. Le passage à l'exploitation de Sentinel-2 a nécessité de re-développer la chaîne pour la rendre plus efficace et opérationnelle, et cette tâche a été réalisée dans le consortium Sen2Agri par CS-Roumanie (et notamment, Cosmin Udroiu), à partir de la méthode définie par le CESBIO pour THEIA. Comme pour la plupart des chaînes de traitement de Sen2Agri, la processeur de synthèses s'appuie sur l'efficace Orfeo Toolbox.

 

 

L'objectif des produits de synthèses est de permettre la visualisation d'images sans nuages. Les synthèses représentent une forte perte d'information, comparées aux produits journaliers  de niveau 2A. Mais, du fait de la quasi absence des nuages, ce sont des produits beaucoup plus faciles à utiliser. Nous pensons que les utilisateurs expérimentés souhaitant avoir accès à des réflectance de surface privilégieront les produits de Niveau 2, mais que ces synthèses seront utiles aux utilisateurs souhaitant réaliser des traitements simples ou seulement pour disposer d'images claires de leur zone de travail avant d'aller sur le terrain. Enfin, rappelons que le système Sentinel-2 attend son deuxième satellite qui devrait permettre de fortement améliorer les produits grâce à une répétitivité doublée des observations.

 

Voici donc les premiers résultats, obtenus en Afrique du Sud :

  • sur une zone de 4 tuiles Sentinel-2 (210*210 km2), Tuiles 35JNM, 35JNN, 35JPM, 35JPN, observées depuis les orbites 35 and 135.
  • et sur une zone de 12 tuiles (410*210 km2) avec les tuiles 35JMJ, 35JMK, 35JML, 35JNJ, 35JNK, 35JNL, 35JPJ, 35JPK, 35JPL, 35JQJ, 35JQK, 35JQL, observées depuis les orbites 35, 135 et 92

Synthèse de 50 jours centrée sur le 31/03/2016 sur la région de Prétoria. La zone de superposition des deux orbites fait environ 50 km de large et traverse le centre de l'image. Notez qu'il est très difficile de la voir, et que les limites des tuiles ne sont pas visibles.

Cette zone est constituée de 12 tuiles situées au sud de la synthèse précédente, pour le 1er Mai 2016. La zone est couverte par 3 orbites Sentinel-2, et présente donc deux zones de recouvrement inter-orbites, qui sont, elles aussi, invisibles. Les observateurs exercés pourront remarquer que quelques bordures de tuiles sont apparentes. Il s'agit d'un petit problème lié à notre système de poids dans le produit composite. Avec un meilleur réglage de paramètres, nous devrions l'atténuer un peu plus.

 

N'hésitez pas à cliquer sur les images pour les observer à plus haute résolution. (Désolé, il n'était pas possible de les fournir à pleine résolution sur ce blog, le volume de cette synthèse représente 13 GO). Les artefacts, qui sont en général la plaie des méthodes de synthèse, sont ici très peu présents.  Cependant, il n'a pas été possible d'observer certains pixels pendant les 50 jours utilisés pour la synthèse, il reste donc de ci de là quelques pixels nuageux ou quelques ombres de nuages. Ceux-ci sont signalés dans les masques de qualité du produit.

 

Phase de démonstration

Quand la validation sera terminée, les performances du système Sen2Agri seront démontrées au cours d'un exercice particulier qui aura comme objectif le traitement de 3 sites nationaux (+/- 500.000 km²) et 5 sites locaux (290*290 km²). Cette démonstration se fera en étroite collaboration avec des partenaires locaux pour chaque site. L'exploitation des données devrait commencer d'ici quelques semaines.

  • Sites Nationaux : Le système sera testé sur l'Ukraine et les régions les plus agricoles du Mali et de l'Afrique du Sud. En plus d'être opéré par le consortium Sen2Agri, le système sera installé et testé chez les partenaires des sites
  • Sites Locaux :
    • La région du Shandong, en Chine, avec ses aérosols en quantité
    • La région Occitanie, en France
    • La région centrale de Madagascar
    • Le Tadla et le Tensift au Maroc
    • La région du Nil blanc au Soudan
  • Sites volontaires : le système sera testé par 3 sites volontaires en Belgique, République Tchèque et Bangladesh

 

Bien entendu, les produits phares de ce projet ne sont pas les synthèses, mais les cartes de cultures, les cartes de types de cultures, et les évolutions des paramètres biophysiques. Leurs premiers résultats feront l'objet d'autres articles.

 

Et donc, d'ici quelques mois, vous pourrez télécharger le système, en open source (à part MACCS fourni en exécutable), et l'installer sur vos machines (pas sur votre portable ! Il vous faudra une belle machine...). Enfin, la chaîne de synthèses sera implémentée dans THEIA et produira des niveau 3A sur toutes les zones de production de Theia.

 

Posted under: Applications, CESBIO, Composite (3A), Sentinel-2, Sentinel-2 Agriculture

2 comments

  • guillou on 01/06/2017 at 15:25 said:

    Bonjour,
    Savez-vous quand la chaîne de traitement Sen2Agri sera mis à disposition en open source ou si c'est toujours d'actualité ? Et aussi savez-vous si les produits de niveau 3A seront bientôt disponibles sur Theia ? Merci.
    G.

    • Olivier Hagolle on 01/06/2017 at 16:50 said:

      Bonjour,
      la diffusion du système S2AGRI est prévue en juillet. Pour le traitement au CNES, il devrait démarrer à la fin de l'année 2017.
      Cordialement,
      Olivier

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