THEIA’s L2A product format

=> Attention, il s’agit du format des données de Niveau 2A Sentinel-2 (et bientôt LANDSAT8) produites par THEIA/MUSCATE. Le format des données produites par l’outil SEN2COR de l’ESA est différent, tout comme le format des données produites par Sen2AGRI.La description officielle du format des données se trouve ici

Niveau 2A : Réflectances de surface et masques de nuages

Le fichier zip distribué par THEIA contient plusieurs répertoires et plusieurs fichiers.

Les fichiers de ce répertoire sont les suivants :

• les réflectances de surface sont fournies sous la forme d’un fichier GeoTiff par bande, pour les bandes à 10m (B2,B3,B4,B8) et les bandes à 20m (B5, B6, B7, B8A, B11 et B12) de Sentinel-2
• pour le moment, les fichiers de réflectance de surface sont de deux types :
  • les données se terminant par « SRE_Bx.tif »  (SRE pour Surface REflectance) ont été corrigées corrigées deseffets atmosphériques, y compris les effets d’environnement
  • les données se terminant par « FRE_Bx.tif » (FRE pour Flat REflectance) ont, de plus, subi une correction supplémentaire qui prend en compte les effets des pentes
  • A terme, très probablement, seuls les fichiers « FRE » seront fournis, afin de diminuer les volumes à distribuer.
  • Dans les deux cas, les données sont codées sur 16 bits et il faut diviser par 10000 pour obtenir des réflectances de surface.
  • <REFLECTANCE_QUANTIFICATION_VALUE>10000</REFLECTANCE_QUANTIFICATION_VALUE>
  • La valeur No_Data (en dehors de l’image) vaut -10000

Nous fournissons aussi les variables atmosphériques déterminées par MACCS, aux résolutions 10m (ATB_R1.tif) et 20m (ATB_R2.tif).

• Les fichiers contiennent deux bandes codées sur 8 bits :
  • La bande 1 correspond à la vapeur d’eau, il faut diviser les valeurs par 20 pour obtenir des g/cm2  <WATER_VAPOR_CONTENT_QUANTIFICATION_VALUE>20</WATER_VAPOR_CONTENT_QUANTIFICATION_VALUE>
  • La bande 2 correspond à l’épaisseur optique des aérosols, il faut diviser les valeurs par 200 pour obtenir l’épaisseur optique  <AEROSOL_OPTICAL_THICKNESS_QUANTIFICATION_VALUE>200</AEROSOL_OPTICAL_THICKNESS_QUANTIFICATION_VALUE>

Le répertoire MASK contient les informations suivantes :

• Un masque de no_data, à résolution 10m (EDG_R1.tif) et 20m (EDG_R2.tif)
• Un masque de pixels saturés au niveau 1 à résolution 10m (SAT_R1.tif) et 20m (SAT_R2.tif)
  • le premier bit correspond à la bande 1 de la résolution concernée
  • le deuxième bit correspond à la bande 2 de la résolution concernée
  • …
  • Pour R1, l’ordre des bandes est : B2,B3,B4,B8, et pour R2, l’ordre des bandes est : B5,B6,B7,B8a,B11,B12
• Un masque de nuages à chaque résolution (CLM_R1.tif ou CLM_R2.tif)

  • bit 0 (1) :Tous nuages (sauf les plus fins), et toutes les ombres

    bit 1 (2) : Tous nuages (sauf les plus fins)

    bit 2 (4) : Nuages détectés par seuil absolu dans le bleu

    bit 3 (8) : Nuages détectés par seuil multi-temporel

    bit 4 (16) : Nuages très fins

    bit 5 (32) : Ombres de nuages correspondant à un nuage

    bit 6 (64) : Ombres de nuages détectées dans la zone où les nuages pourraient être hors image (moins fiable)

    bit 7 (128) : Nuages hauts détectés par la bande 1.38 µm

  • Exemple 1 : la valeur 33 = 32+1 (00100001) indique qu’il s’agit d’une ombre (32), et le bit 1 indique qu’il s’agit soit d’une ombre, soit d’un nuage.

    Exemple 2 : la valeur 43 = 32 + 8 + 2 +1 (00101011)indique qu’il s’agit d’une ombre (32), d’un nuage détecté en multitemporel (8) (l’ombre est probablement sous le nuage) et les bits 0 et 1 sont mis à 1.

• Un masque géophysique MG2 :

  • bit 0 (1) : Water mask

    bit 1 (2) : Tous nuages (sauf les plus fins)

    bit 2 (4) : Snow Mask

    bit 3 (8) : Shadow Mask (« OU » des bits 5 et 6 du masque de nuages)

    bit 4 (16) : Ombres topographiques

    bit 5 (32) : Zones masquées par le relief

    bit 6 (64) : Soleil trop bas pour une bonne correction des pentes

    bit 7 (128) : Soleil tangent à la surface (mauvaise correction des pentes)

• IAB : Un masque des pixels pour lesquels la vapeur d’eau (bit1) et l’AOT (bit2) ont été interpolées (à résolution R1 ou R2). Sur la version 3.2 de MAJA? nbous nous sommes aperçus que le bit 2 a été inversé.

Utilisation du masque de nuages :

Si vous souhaitez un masque de nuages strict, testez simplement le fait que le masque de nuages soit supérieur à 0 SI vous souhaitez un masque de nuage un peu moins strict, vérifiez que le bit 0 est égal à 1 (Masque & (00000001) == 1) => This page describes the data format of Sentinel-2   L2A generated by THEIA MUSCATE processing center at CNES.  ESA Sen2Cor format is different.The official description of the data format   is here

Level 2A : Surface reflectances and cloud mask

The ZIP file distributed by Theia contains several files and directories.

The files are as follows :

• the surface reflectances are provided as a GeoTiff per spectral band, for the 10m bands (B2, B3, B4, B8) and the 20m bands (B5, B6, B7, B8A, B11 et B12) of Sentinel-2.
• there are two types of surface reflectance files
  • the files which end with « SRE_Bx.tif »  (SRE for Surface REflectance) were corrected for atmospheric effects, including adjacency effets
  • the files which end with « FRE_Bx.tif » (FRE for Flat REflectance) are also corrected for slope effect, which consists in suppressing the apparent reflectances variations. The corrected images look like if the land was flat.
  • After having compiled the user feedback, ity is likely that we will only distribute « FRE » files to reduce the data volume.
  • In any case, the data are coded on 16bits and you have to divide by 10000 to obtain reflectances.
  • <REFLECTANCE_QUANTIFICATION_VALUE>10000</REFLECTANCE_QUANTIFICATION_VALUE>
  • The  No_Data value (outside the image) is -10000

 We also provide the values of the atmospheric variables computed by MACCS/MAJA, with a 10m resolution (ATB_R1.tif) and  20m resolution (ATB_R2.tif).

• The files contain two bands coded on 8 bits each :
  • Band 1 is water vapour, you have to divide by 20 to obtain g/cm2  <WATER_VAPOR_CONTENT_QUANTIFICATION_VALUE>20</WATER_VAPOR_CONTENT_QUANTIFICATION_VALUE>
  • Band 2 is the Aerosol Optical Thickness, you have to divide by 200 to get the AOT. <AEROSOL_OPTICAL_THICKNESS_QUANTIFICATION_VALUE>200</AEROSOL_OPTICAL_THICKNESS_QUANTIFICATION_VALUE>

   

The mask directory provides :

• A  no_data mask, at 10m resolution (EDG_R1.tif) and 20m (EDG_R2.tif)
• A saturated pixel mask that comes from Level 1 with 10m resolution (SAT_R1.tif) and 20m (SAT_R2.tif)
  • first bit corresponds to first band at each resolution
  • second bit corresponds to second band at each resolution
  • …
  • for R1, the bands appear in this order B2, B3, B4, B8, and for R2 : B5, B6, B7, B8a, B11, B12
• a cloud mask for each resolution (CLM_R1.tif ou CLM_R2.tif)

  • bit 0 (1) : all clouds except the thinnest and all shadows

    bit 1 (2) : all clouds (except the thinnest)

    bit 2 (4) : clouds detected via mono-temporal thresholds

    bit 3 (8) : clouds detected via multi-temporal thresholds

    bit 4 (16) : thinnest clouds

    bit 5 (32) : cloud shadows cast by a detected cloud

    bit 6 (64) : cloud shadows cast by a cloud outside image

    bit 7 (128) : high clouds detected by 1.38 µm

  • Example 1 : value 33 = 32+1 (00100001) :  bit 1 tells us a shoadow or a cloud has been detected and bit 5 that it is a shadow (32),

  • Example 2 : value 11 =  8 + 2 +1 (00001011) tells us that it is a cloud (bits 1 and 2), detected by multi-temporal threshold (bit 4)

• A geophysical mask MG2 :

  • bit 0 (1) : Water mask

    bit 1 (2) : All clouds (except the thinnests)

    bit 2 (4) : Snow Mask

    bit 3 (8) : all shadows (« OU » des bits 5 et 6 du masque de nuages)

    bit 4 (16) : Topographic shadows

    bit 5 (32) : Unseen pixels due to topography

    bit 6 (64) : Sun too low for a correct terrain correction

    bit 7 (128) : Sun direction tangent to slope (inaccurate terrain correction)

• IAB : A mask of pixels for which the WaterVapour (bit 1) and Aerosol Optical Thickness (bit 2) was interpolated  (available at resolutions R1 or R2). However, in MAJA 3.2, there is an inversion of bit 2, which equals zero if interpolated)

How to use the cloud mask

If you want a very strict cloud and shadows mask, just test if cloud mask is greater than 0. This is our advice.If you are working in a region where you think MACCS/MAJA detects too many clouds, check that bit 1 is 1.  (Mask & (00000001) == 1)