L1C registration performances for SPOT4(Take5) V1 products

Now that all SPOT4(Take5) images have been processed (pfew !), we can make an appraisal of the performances. Let's start by the geometry, which caused us a lot of trouble :

  • SPOT4 has a location accuracy around 400 mètres, but during the experiment, it went through a fifteen day period when the location errors could reach 1500 m.
  • We seek a multi-temporal registration performance of 0.3 pixel RMS. This performance is difficult to measure because the measurement technique itself (correlation image matching) is not perfectly accurate.
  • We provide as a criterion the maximum registration error observed for the 50% best results or for the 80% best results. It is likely that the last criterion includes less inaccurate measurements.

 

Here are the observed performances for 3 very different sites :

  • CMaroc site, which is an arid site with a green period in march, a lot of blue sky, and high mountains (the Atlas). performances are excellent, with errors lower than 0.3 pixels for 50% of the measurementsl.

 

  • CBretagneLoireE site, which is a rather flat coastal area with large tides, and is often very cloudy. In that case, performances are still better than 0.5 pixels. The worse dates correspond to images with a large cloud cover, for which it is not easy to automatically collect accurate ground control points.

 

  • JSumatra site is a very flat area, covered with very uniform equatorial forest, and a large river whose limits change with time. In that case, the performance is really bad, with registration errors up to 10 pixels. This uniform site does not enable to find good control points, and the ones that are found are often along the river whose contour changes with the water level.

 

Conclusions

We have obtained very good results for most sites, with registration errors below 0.5 pixels (10m) even when the initial location error reaches 1500m. However, 4 sites are resisting to this processing. These 4 sites correspond to flat forest sites covered by equatorial forest : JSumatra, JBorneo, EGabon, ECongo. The ECongo site is even so uniform that it is not possible to measure its registration performance.

These sites will be distributed with the others in a few days with the first version of the products, but you should use them cautiously.

Finally, if the registration of 95% of images is good, the location performance is inherited from our reference images, ie LANDSAT (5 et 7). The next versions will be based on Geosud (IGN) images in France and on LANDSAT 8 data elsewhere. Performances should be enhanced in the next versions.

Performances de superposition des produits 1C de SPOT4 (Take5)

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Maintenant que tous les produits de l'expérience SPOT4 (take5) ont été traités, nous pouvons en tirer un bilan de l'expérience. Commençons par la géométrie, qui est l'aspect qui nous a causé le plus de difficultés :

  • SPOT4 a une précision de localisation habituelle autour de 400 mètres, mais il a traversé une période d'une quinzaine de jours où la localisation des données pouvait s'écarter de 1500 mètres de la bonne valeur.
  • Nous cherchons à obtenir une précision de superposition proche de 0.3 pixels RMS. Cette performance est difficile à mesurer car l'outil de mesure lui même (corrélation automatique) n'est pas très précis.
  • Nous fournissons donc comme critère l'erreur maximale mesurée pour les 50% meilleurs résultats de superposition ainsi que la même valeur pour les 80% meilleurs résultats. Cette deuxième valeur inclut probablement des mesures peu précises.

 

A titre d'exemple, voici les résultats pour 3 sites :

  • Le site CMaroc, qui est un site aride, peu nuageux, fortement montagneux, très vert en Mars et très sec en Juin. Les performances sont excellentes, avec des écarts inférieurs à 0.3 pixels pour 50% des pixels sauf pour les trois premières dates, assez différentes de la date utilisée comme référence, acquise le 11 avril.

 

  • Le site CBretagneLoireE qui est un site plutôt plat, côtier (avec de forts effets de marées), et surtout très nuageux. Dans ce cas les performances pour 50% des pixels restent meilleures que 0.5 pixels. On note que les images ayant les moins bonnes performances sont des images très nuageuses, pour lesquelles il est difficile de trouver de bon points d'appui pour faire l'ortho-rectification, et aussi pour mesurer la performance.

 

  • Le Site JSumatra très plat, couvert de forêt équatoriale très uniforme, avec un large fleuve dont le niveau d'eau varie. Dans ce cas, la performance de superposition est très mauvaise (jusqu'à 10 pixels). Ce site uniforme ne permet pas de trouver de bons points de corrélation, et les points trouvés sont souvent sur le bord du fleuve, dont le contour est variable.

 

Conclusion

En conclusion, nous avons obtenus de très bons résultats pour la plupart des sites, passant d'erreurs de localisation allant jusqu'à 1500 mètres, à des erreurs de superposition inférieures à 0.5 pixels (10 mètres). Cependant, quatre sites résistent à ce traitement (non, pour une fois, ce n'est pas un petit site en Bretagne qui résiste). Ces 4 sites sont des sites équatoriaux : JSumatra, JBorneo, EGabon, ECongo. . Pour la prochaine version, nous utiliserons l'une des images de la série Take5 pour essayer d'améliorer les résultats. Pour le moment, un bug nous a emêché de le faire. Ceci dit, il n'est pas sûr que cela suffise :le site ECongo par exemple est tellement uniforme qu'il n'est même pas possible de mesurer automatiquement sa performance de superposition.Il faudra peut-être un traitement manuel pour ces sites.

Ces 4 sites seront distribués avec les autres, d'ici quelques jours, avec la première version des données, mais nous vous recommandons la plus grande prudence quant à l'utilisation de leurs résultats.

Enfin, si la superposition des données de 95% des images est bonne, notez que la localisation est celle de nos images de référence, c'est à dire LANDSAT (5 et 7). Là aussi, les prochaines versions seront réalisées avec de meilleures images de référence (Geosud (IGN) en France, LANDSAT8 ailleurs). Elles devraient donc apporter une amélioration.

Quatre sites posthumes en France pour SPOT4(Take5)?

SPOT4 s'est éteint hier soir, le 29 juin 2013, après avoir consommé tous ses ergols pour réduire son altitude. Mais comme avec les grands compositeurs ou les grands auteurs, SPOT4 nous laisse déjà découvrir quelques œuvres posthumes :

Nous avons en effet la possibilité d'ajouter 4 sites supplémentaires à la liste des sites Take5 en France. Ces sites n'avaient pas été demandés initialement, mais ils ont été rajoutés automatiquement par le système de programmation, et ont été observés tous les 5 jours, comme les autres, en raison de contraintes de fonctionnement du satellite :

  • lorsque les deux instruments de SPOT 4 étaient utilisés, ils devaient fonctionner simultanément,
  • l'enregistreur de bord ne pouvait pas s'éteindre sur de courtes durées. Il fallait des donc acquérir des scènes de remplissage.

Grâce au mauvais temps en France, nous avons acheté moins d'images que prévu, et il nous reste quelques reliquats budgétaires. Ces données pourraient donc être commandées, à condition bien sûr qu'il y ait des utilisateurs pour s'en servir. L'emprise des quatre sites est fournie ci-dessous : n'hésitez pas à m'écrire si vous avez besoin de ces données, en m'envoyant (olivier.hagolle, cnes.fr) un fichier shape ou kml avec votre zone d'intérêt, ainsi qu'une courte description de vos travaux sur cette zone.

All the quicklooks

Before the distribution starts at the land data center (before mid July, or even sooner), I have updated all the quicklooks of all the images taken during the experiment. I have checked in the catalog to see if a few images had not been forgotten. I found about 20 images (on a total of 1600). These images will be processed soon.

 

You may find all the SPOT4 (Take5)  quicklooks following the links below, or via the SPOT4 (Take5) menu.

Tous les quicklooks.

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En attendant la distribution des données par le PTSC, d'ici la mi juillet (un peu avant j'espère), j'ai mis à jour tous les quicklooks avec la totalité des données acquises pendant l'expérience. J'ai fait l'inventaire des images envoyées par SPOT-IMAGE et des images au catalogue, et j'ai constaté qu'il manque une petite vingtaine d'images seulement, qui seront ajoutées à notre belle collection d'ici quelques jours.

 

Vous pouvez donc  trouver la quasi totalité des images disponibles en suivant les liens ci-dessous, ou en cherchant dans le menu SPOT4(Take5).

SPOT4 acquired its last images

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The last imaged acquired by SPOT4 were taken on the 19th of June, in the framework of Take5 experiment. It is with some sadness that we see the end of this very intense experiment : SPOT4 de-orbitation started and the satellite will be switched off on June the 29th 2013. SPOT4 will burn in the atmosphere in a few decades.

 

First and last SPOT4 (Take5) images acquired over the Alps site, on February the 8th (left) and June the 13th (right).

 

I would like to thank once again :

 

  • Sylvia and CNES teams who contributed to the feasibility studies, to the budget negociations, to the experiment decision and to establishing the contracts and the license for use.
  • Frederic and CNES and CS-SI teams who changed the satellite orbit and then programmed it and monitored its health during its extended life.
  • Laetitia and Joel who helped us programming the gains and checking the acquisitions
  • Mickey and Astrium Geo teams (SPOT IMAGE), who downloaded, selected and processed to level 1A about 1600 images (those which had at least a small patch of clear sky) and Bruno, for his patience regarding the long, divers and complex procedures of the space agencies regarding the contracts.
  • The data users who proposed the numerous appplications of SPOT4 (Take5) data, and our partners, ESA, JRC, NASA and CCRS, whose support was essential to get the experiment decided.
  • Jean-François, and the CESBIO colleagues who kept going in the fields to collect in-situ data, and those who supported my complaints regarding the rgnenjbfhzerj weather we had in France this spring. Weather is still cloudy and cold, but now I have stopped complaining.
  • CNES and Thales geometry specialists who helped me tuning the ortho-rectification parameters
  • The PTSC development and processing teams (CNES, CAP GEMINI, STERIA), who are still working on level 1C and 2A production and distribution : the processing is well advanced, and nearly 80% of the acquired data have been processed
  • the many readers of this blog, whose regular visits cheer us up (6400 visits et 3500 different visitors, 15000 pages viewed)
  • and Mireille, who is carefully and efficiently updating and improving the Level 2 processor on which our work,is based.

This blog will go on after the end of acquisitions, we will publish here the results obtained with SPOT4 (Take5) data, and we will provide news about PTSC, Venµs, LANDSAT and Sentinel-2.

 

And also, SPOT5 will be de-orbited in a few years...

SPOT4 a acquis ses dernières images

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Les dernières images de SPOT4 et de l'expérience Take5 ont été acquises le 19 juin 2013. C'est avec beaucoup de tristesse que nous voyons cette première partie de l'expérience s'achever : SPOT4 va être désorbité et s'éteindra le 29 juin 2013. Il brûlera dans l'atmosphère dans quelques dizaines d'années.

 

Première et dernières images SPOT4 (Take5) acquises sur le site Alpin, le 8 février (gauche) et le 13 juin (droite).

 

Je voudrais en profiter pour remercier encore une fois :

 

  • Sylvia et toutes les équipes du CNES qui ont contribué aux études de faisabilité et à la décision de l'expérience, au déblocage des financements, à l'établissement des contrats et de la licence d'utilisation
  • Frédéric et toutes les équipes du CNES et CS-SI qui ont changé l'orbite du satellite, puis l'ont programmé et surveillé au cours de l'expérience. Laetitia, et Joel qui m'ont aidé à programmer les gains de prise de vue.
  • Mickey et les équipes d'Astrium Geo, (SPOT IMAGE), qui ont réceptionné, choisi et traité environ 1600 images (toutes celles où il y avait au moins un petit coin de ciel bleu), jusqu'au niveau 1A, et Bruno, pour sa patience à toute épreuve quant à l'établissement des contrats avec des procédures différentes et complexes chez tous les partenaires de l'expérience
  • les futurs utilisateurs de ces données qui se sont mobilisés en nombre pour proposer des applications à ces données, et l'ESA, le JRC, la NASA et le CCRS dont le soutien a été essentiel pour décider l’expérience
  • les collègues du CESBIO qui sont allés sur le terrain collecter des données in-situ et ceux qui ont supporté mes plaintes à l'encontre du mauvais temps en France pendant tout ce printemps nuageux.
  • les spécialistes de géométrie du CNES qui m'ont bien aidé à obtenir des paramètres d'ortho-rectification qui marchent à peu près partout
  • les équipes qui contribuent au développement et à l'exploitation du centre de production MUSCATE au PTSC ( CNES, CAP GEMINI, STERIA), qui elles, n'en ont pas terminé  avec la production des Niveau 1C et 2A et leur distribution : les travaux avancent très bien, près de 80% des données acquises avant fin avril ont été traitées.
  • les nombreux lecteurs de ce blog, dont les visites régulières nous motivent (6400 visites et 3500 visiteurs différents, 15000 pages consultées)
  • et Mireille, qui maintient efficacement et améliore régulièrement notre chaîne de traitement

 

Ce blog ne ferme pas avec la fin des acquisitions, nous y publierons au fur et à mesure les résultats obtenus avec les données SPOT4 (Take5) et nous vous raconterons les aventures des projets du PTSC, de Venµs, LANDSAT et Sentinel-2.

 

Et puis, d'ici un ou deux ans SPOT5 devra être désorbité !

 

 

Regardez pousser les plantes/ See the plants grow

Cette série d'images a été acquise au Paraguay du 10 mars au 09 mai. On  y voit clairement le démarrage des cultures, passant du sol nu (rose) au plein développement (vert vif).

This image time series was acquired in Paraguay, from the 10th of March to the 9th of May. The start of growing season for several crops may be seen, from pink (bare soil), to bright green (when the crop if fully developped and still green).

SPOT4 (Take5) last cycle

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The SPOT4 (Take5) experiment begins its last 5 days cycle tomorrow (15th of June). The last images will be captured on June the 19th : we wish a nice weather for all the sites ! On June 19th, the acquisition phase of SPOT4 (Take5) will end, but the application phase will start soon. SPOT4 satellite will start its de-orbitation phase on the 29th of June.

The quicklooks of the images acquired until the end of May have been updated. You may find them following the links below, or via the SPOT4 (Take5) menu.

Le dernier cycle de SPOT4 (Take5)

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L'expérience SPOT4 (Take5) entame demain (15 juin) son dernier cycle de 5 jours. Les dernières données seront acquises le 19 juin : nous souhaitons du beau temps pour tous les sites ! Le 19 juin, la phase d'acquisition des données SPOT4(Take5) s'achève, mais nous allons bientôt pouvoir passer à la phase d'utilisation des données. Le satellite SPOT4, quant à lui, commencera sa désorbitation le 29 juin.

 

Les quicklooks des images acquises jusqu'à fin mai ont été mis à jour. Vous pouvez les trouver en suivant les liens ci-dessous, ou en cherchant dans le menu SPOT4(Take5).