Les séries temporelles d'images à haute résolution pour la modélisation des échanges de surface

English version right here.

 

Les modèles de surface simulent les échanges d’eau et d’énergie entre le sol, le couvert (végétal ou non) et l’atmosphère. Leurs  applications vont de  la prévision numérique du temps à la modélisation de l’état hydrique des sols.

 

Bilans d’eau et d’énergie du continuum sol-plante

 

Cependant, ces modèles, initialement conçus pour simuler de grandes étendues, utilisent des paramètres du couvert à basse résolution (au-delà du kilomètre) qui sont issus des observations satellites à moyenne  résolution (MODIS, VEGETATION). Ces paramètres sont principalement l’indice foliaire, le type de végétation, l’albédo de la surface. Or, les paysages agricoles d’Europe de l’Ouest sont caractérisés par un patchwork de cultures avec des parcelles bien inférieures au kilomètre carré et des cycles de végétation très différentes (cultures d’été, cultures d’hiver, …) qui ne peuvent être décrits qu’à haute résolution. De plus, les pratiques culturales (dites anthropiques car liées à une action de l’homme) comme la rotation des cultures ou l’irrigation, ne sont également généralement pas prises en compte.

 

Les produits satellite à haute résolution spatiale et temporelle issus de la mission Sentinel-2 peuvent contribuer à palier à ces lacunes puisqu’ils ont une résolution inférieure à l’échelle de la parcelle.

 
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Building a global cropland mask, is not an easy task

Criticizing is easy, and doing is hard, especially when trying to create a global map of croplands. Some collegues from CESBIO have worked on that subject within the Sen2Agri project, and obtained good resuts, but only at the local or country scale. Finding a method that works everywhere must clearly be much harder.

These days, I have received a lot of emails, tweets and posts about a new cropland global product at 30 m resolution, edited by USGS. I have no doubt it was a serious work from a serious team, done with appropriate terrain data and methods, validation, and of course a tremendous data processing.

 

 

But there it is, I checked it over a lot of places that I know very well, and it seems to me that the cropland mask, at least in South West France, is clearly overestimated. Is it the same in tour region ? Here are some examples :

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Yesterday's snow cover area in the Pyrenees

Olivier pointed to me that ESA's ground segment, PEPS and MUSCATE were all in really good shape today... And the sky was clear yesterday at the time of the Sentinel-2A acquisition!

So I could download the Level-2A product from theia.cnes.fr, run our let-it-snow processor, start QGIS and here it is: the map of yesterday's snow cover area at 20 m resolution. If you know the region, you might notice that there is currently a big contrast in the snow cover extent between the French and the Spanish Pyrenees. This is due to the blocking of the moist air masses coming from the north.

Snow cover area on 22 Nov 2017. blue: snow, grey: no snow, white: cloud.

Stay tuned! Theia should start to distribute these Sentinel-2 snow products in near real time very soon.

L'Antarctique de nouveau sous l'œil de Sentinel-2

Après un hiver pleins de rebondissements en Antarctique, j'avais écris "il est temps que la luminosité revienne pour que les acquisitions Sentinel-2 redémarrent !".

Ça y est ! Le paysage qui se découvre petit-à-petit sous l’œil de Sentinel-2 est toujours aussi somptueux et pleins de surprises. Par exemple, la première image claire de la langue flottante du glacier de l'Île du Pin montre l'iceberg géant qui s'est décroché en septembre. Nous avions suivi l'évolution de la fissure à l'origine de ce détachement l'été dernier avec Sentinel-2. En zoomant, on peut apercevoir le bleu éclatant de la glace comprimée d'un iceberg renversé. Ce mini iceberg couvre quand même une surface équivalente à 20 terrains de football.


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Le bulletin Theia est sorti !

De la part de Sophie Ayoubi, chargée de la communication de Theia

Le 8ème numéro du bulletin du pôle de données et de services surfaces continentales Theia vient de paraître.

A découvrir dans ce numéro :

  • Actualités
  • Nouveaux produits
  • Services et outils
  • Applications et thématiques
  • Développement instrumental
  • Accompagnement utilisateur

Téléchargez le bulletin de Theia en version impression (3.6 Mo) ou version allégée (932 Ko) ou feuilletez-le en ligne dans l'espace Calaméo de Theia.

Retrouvez l’ensemble des numéros dans la rubrique bulletins.

MUSCATE news : 50000 L2A products from Sentinel-2A and 2B

Since it became operationnal in December last year, MUSCATE has produced 50 000 level 2A products from Sentinel-2A. Let's recall what has been processed so far :
  • For 550 tiles, we have processed all Sentinel-2A data acquired since December 2015.
  • For 100 tiles, mainly in South America, and in Italy, we have processed all Sentinel-2A data from December 2016. We are currently catching up the backlog for Italy, and later on, for South American sites.
  • For all these 650 tiles, we are producing all Sentinel-2 data (Sentinel-2A and Sentinel-2B) in near real time. I think THEIA is the only place where you can download Sentinel-2B L2A data so far. ESA has not started that production yet (nah, nah, nah :) )
  • For all these 650 tiles, we have processed all Sentinel-2B data since beginning of October 2017. We will soon catch-up with the Sentinel-2B data acquired from July 2017.

 

 

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Map of the 650 tiles currently processed in near real time (in red). The blue tiles will be added beginning of next year.

 

All these products are available from https://theia.cnes.fr

 

Let's recall that MUSCATE uses the MAJA L2A processor, which uses multi-temporal criteria to perform a high quality cloud detection and atmospheric correction. Despite the recent installation of version 2.4, MUSCATE still regularly suffers from instability as soon as CNES High Performance Computer is overloaded. The problem does not lie in MAJA, but in the information exchanges between all the components of MUSCATE which need to respect an accurate timing (sorry, I am not able to explain better).

 

The exploitation team just installed a new version of MUSCATE (v 2.4.16.p2 (!)), which is expected to increase stability. But that's the theory, let's see if it works in the coming days and if we are able to increase our production rate.

 

 

Evolution of the snow cover area in the Pyrenees from MODIS

The Cesbio contributes to the Pyrenees Climate Change Observatory (OPCC) through the analysis of the snow cover evolution using satellite imagery. We are working on three remote sensing products in the framework of the CLIM'PY project:

    1. Daily cloud-free maps of the snow cover area in the Pyrenees at 500 m resolution since 2000 from MODIS [1];
    2. Maps of the snow cover area in the Pyrenees at 20 m and 30 m resolution since 2013 from Sentinel-2 and Landsat-8 [2];
    3. Maps of the annual peak snow depth in the Bassiès-Vicdessos region at 4 m resolution since 2015 (i.e., one map per year) from Pléiades stereo imagery [3].

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La mission Sentinel-2 va vraiment bientôt fournir des données tous les 5 jours, partout !

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Mise à jour : L'ESA progresse rapidement, les acquisitions de toutes les terres ayant défilé sous S2B étaient disponibles sur PEPS le 12 Novembre.

 

La mission Sentinel-2, qui se compose de deux satellites jumeaux, S2A et S2B, a été déclarée opérationnelle par l'ESA au début du mois d'Octobre, même si chacun des satellites n'observait en fait que sur une orbite sur deux, sauf en Europe et en Afrique. Résultat, la répétitivité de 5 jours n'était disponible que sur ces deux continents, et passait à 10 jours ailleurs. Heureusement, dans le dernier Sentinel-2 mission status report, l'ESA a annoncé cette excellente nouvelle :

 

Sentinel-2A et -2B observent ensemble l'Europe, l'Afrique et le Groenland avec une répétitivité de 5 jours. Le reste du monde est observé tous les 10 jours. L'observation complète et systématique de toutes les terres tous les 5 jours sera obtenue quand la liaison EDRS deviendra opérationnelle. Ceci est attendu pour décembre 2017 à la fois pour S2A et S2B.

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Sentinel-2 mission close to start observing all lands every 5th day, really !

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Update : ESA is progressing fast. All lands overflown by Sentinel-2B were available in PEPS on November 12th, thanks to EDRS relay satellites.

The Sentinel-2 mission, made of two twin satellites S2A and S2B, has been stated "operational" since beginning of October, even if each satellite was only observing on one orbit out of two everywhere except in Europe and Africa. As a result, the 5 days revisit was only available in these two continents.  But in the new Sentinel-2 mission status report, ESA announced this very good piece of news :

Sentinel-2A and -2B are together acquiring Europe, Africa and Greenland with 5 days revisit. The rest of the World is revisited every 10 days jointly by the two satellites. Full systematic 5-day revisit everywhere will be reached once EDRS downlink becomes available operationally, assumed during December 2017 for both S2A and S2B.

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[MUSCATE News] Le traitement des données Sentinel-2B L2A a démarré

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L'ESA a déclaré Sentinel-2B opérationnel a la fin du mois d'Octobre, même si des données préliminaires étaient déjà disponibles depuis juillet. Depuis hier matin, MUSCATE distribue aussi les produits Sentinel-2B de niveau 2A en utilisant le processeur MAJA (les produits L2A sont exprimés en réflectance de surface après correction atmosphérique et sont munis d'un masque de nuage de bonne qualité). La production actuelle a démarré à partir des acquisitions du 1er octobre 2017 et se poursuivra en temps réel. De plus, nous ajouterons progressivement les produits Sentinel-2B acquis depuis juillet 2017.

 


Premiers produits S2B disponibles sur https://theia.cnes.fr

 

Comme toujours, les données peuvent être téléchargées gratuitement depuis https://theia.cnes.fr

Voici un petit exemple de série temporelle près de Baotou, en Chine, acquises en alternance par Sentinel-2A et Sentinel-2B. Les images se ressemblent beaucoup, excepté là ou la surface a clairement changé, dans la vallée Est-Ouest au centre de l'image.

Sentinel-2A Sentinel-2B Sentinel-2A

 

 

Comme le traitement MAJA est multi-temporel, sa précision bénéficiera de la répétitivité doublée des acquisitions, ce qui devrait avoir un effet sur nos résultats de validation à venir. A partir des productions de qualification de la nouvelle version, nous avons déjà vérifié que les réflectances fournies par les deux capteurs sont assez proches et concordent bien avec les mesures in situ obtenues avec la station de mesure de réflectance de surface du CNES à La Crau (Provence, France). Quelques exemples de résultats sont fournis ci-dessous.

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