Oops !

Although we are Space Engineers that talk with satellites everyday, we still can forget that January has 31 days. I just updated my post "When will SPOT4 observe my site ?", because the day 1 of Take 5 cycle will not be February the 1st, but January  the 31st. If you had planned in-situ measurements simultaneously to the satellite overpass, you will need to reprogram them one day earlier. Our deepest apologies !

SPOT4 (Take5) : l'agenda des prochains jours

(English Version)
Changement d'orbite

L'altitude de l'orbite de SPOT4 sera diminuée de 2.5 km, demain, le 29 janvier au soir.  Il s'agit d'une manœuvre à peine plus importante que les manœuvres habituelles de maintien à poste. Pendant la nuit, les paramètres de la nouvelle orbite seront mesurés et vérifiés par les collègues de la sous-direction des opérations (DCT/OP) du CNES.

Première programmation des images

La programmation sera chargée à bord du satellite en début d'après midi du 30 janvier, toujours par les collègues de DCT/OP. Si tout va bien, les premières images devraient être acquises le Mercredi 31 janvier (Jour 5 du Cycle de 5 jours). Les images seront enregistrées à bord du satellite, et vidées sur la station de réception de Toulouse le 2 ou le 3 février, avec les images des jours suivants.

Mise au catalogue interne

Astrium (ex-Spot-Image) devrait mettre les images au catalogue en début de semaine prochaine (4 ou 5 février). Nous pourrons vérifier que les images acquises sont conformes aux attentes.

Production des données

Les premiers produits 1A seront fournis peu après par Astrium.  Pour le centre de production MUSCATE au CNES et pour le CESBIO, débutera la mise au point finale de la production des produits de niveau 1C et de niveau 2A. La décision de lancer l'expérience ayant été prise le 11 décembre seulement, tout cela demandera du temps, pour intégrer toutes les chaînes élémentaires et ajuster leur paramétrage (ortho-rectification, étalonnage, détection de nuages, corrections atmosphériques).

Restez à l'écoute !

SPOT4 (Take5) : what's next ?

(Version Française)
Orbit Change

Tomorrow, January the 29th at night, the altitude of SPOT4 will be lowered by 2.5 km. This operation is not far from the regular manoeuvres of orbit control and should not be risky. During the night, the orbit parameters will be measured and checked by our colleagues of the Operations Sub Directorate at CNES (DCT/OP).

Programming first acquisitions

Image programming schedule will be uploaded on the satellite on the afternoon of January the 30th by our CNES DCT/OP colleagues. If everything works well, first images will be acquired on Wednesday, January 31st (Day 5 in the 5 days cycle). The images will be recorded on-board and downloaded on Toulouse receiving station on the2nd or 3rd of February, along with all the images collected in between.

Data Inventory

Astrium Geo (ex-Spot-Image) will upload the images in its internal catalogue (4th or 5th of February). We will be able to check them then.

Image production

First level 1A should be produced shortly afterwards by Astrium.  For the MUSCATE Production Center Teams at CNES and CESBIO, it will be the start of the final integration of level 1C and level 2A processors. As Take 5 experiment was only decided on the 11th of December,  the integration of the elementary processors (ortho-rectification, calibration, cloud detection, atmospheric correction), and their fine tuning will take a while.

Stay Tuned !

Quand est-ce qu'il passe, SPOT4 ?

(english version)

(mise à jour du 29 janvier 2013, Vous pouvez aussi consulter le calendrier des observations.)

Quel jour ?

Sur chacun des 42 sites de l'expérience Take5, SPOT4 fera une acquisition tous les 5 jours. La manœuvre de changement d'orbite aura lieu le 29 janvier et dès les premiers jours de février, probablement même le 1er, les premières données seront acquises. Plusieurs utilisateurs ont déjà demandé à connaître le jour de passage afin de coordonner les acquisitions sur le terrain, simultanément au passage du satellite.

Pour savoir quel jour du votre site sera acquis, téléchargez le fichier kmz ci-joint, chargez le dans Google Earth et cliquez sur l'emprise du site qui vous intéresse. Vous pourrez lire le jour du cycle et le pas miroir de SPOT4 utilisés. Le pas miroir vous permettra de prédire l'heure de passage.

 

De gauche, à droite, les orbites des jours 1 à 5 du cycle, et les sites observés avec le même code de couleur.

Sachant que le jour 1 du premier cycle de Take5 aura lieu le 31 janvier, on peut en déduire le jour de passage du satellite :

  • Si le site qui vous intéresse est programmé le 1er jour du Cycle, les passages auront donc lieu, , le 31 janvier, en février le 5, le 10, le 15, le 20, le 25, en mars, le 2, le 7...
  • Si c'est le 3eme jour du cycle, ce sera les 2, 7, 12, 17, 22, 27 février, le 4 mars, le 9 mars...

 

A quelle heure ?

L'heure de passage est un peu plus compliquée à calculer, car l'inclinaison de l'orbite de SPOT4 n'est plus maintenue depuis quelques années pour économiser des ergols et prolonger la durée de vie du satellite. Cela se traduit par une dérive de l'heure de passage,  qui devient de plus en plus matinale.:

  • En février, le satellite passe à 9h25 TU à l'équateur
  • En juin, le satellite passera vers 9h10 TU à l'équateur.
  • Dans les deux cas, à 45 degrés de latitude Nord, il faut encore enlever 12 minutes.

Cette heure de passage est valable si votre site est sous la trace :

  • si votre site est observé depuis l'Ouest (pas miroir supérieur à 46), rajouter quelques minutes : 15 minutes si le site est observé avec un pas miroir proche de 91 (avec un angle de 27 degrés)
  • Si votre site est observé depuis l'Est sous un angle de 27 degrés (pas miroir inférieur à 46), il faut soustraire quelques minutes (15 minutes pour un pas miroir proche de 1, avec un angle de 27 degrés depuis l'Est).

Le CNES a essayé (Merci Frédéric), autant que possible, dans la programmation, d'acquérir les sites depuis l'Est, pour retarder l'heure de passage et avoir un soleil plus élevé.

En fait, si vous avez vraiment besoin de connaître l'heure exacte, le plus simple sera de nous demander l'heure de passage des premières images acquises sur votre site, et d'appliquer une dérive linéaire de l'heure de passage de 15 minutes en 4 mois.

When will SPOT4 observe my site ?

(version Francaise)

(updated version on January 29th, you may also have a look at the observation calendar)

What date ?

SPOT4 will observe each of its 42 sites every 5th day. The orbit change will be done January 29th and on one of the first days of February, perhaps even the first, the Take5 data acquisition will start. Several users have already asked about the date of acquisitions to schedule ground measurements simultaneously to the satellite overpass.

To know on which day of the cycle your site will be observed, download this kmz file and open it with google-earth. Click on the footprint of the site you are interested in. You may read the value of the day number in the 5 days cycle, as well as the value of the mirror step.

From left to right, above France, orbits of days 1 to 5, and sites observed with the same colour code

Knowing that the day 1 of the first Take5 cycle will be January the 31st, you can easily compute the overpass date :

  • If you are interested in a site observed on the first day of the cycle, the observations will therefore take place in January, the 31st, in February,  the 5, 10, 15, 20, 25, March, 2, 7 ...
  • If the site is observed on the 3rd day of the cycle, it will be, in February, 2, 7, 12, 17, 22, 27, March 4, March 9 ...

What time ?

The overpass time is a little more complicated to calculate since the inclination of SPOT4'orbit is no longer maintained to save propellants and increase the satellite lifetime. This causes a drift of overpass times, towards earlier overpasses.

  • In February, the satellite passes the equator at 9:25 UTC,
  • In June, the satellite will pass the equator at 9:10 UTC.
  • In both cases, at 45° North latitude, it will be 12 minutes earlier.

This overpass time is valid if your site is below the satellite track.

  • If your site is viewed from the West (mirror step greater than 46), it will be observed a few minutes later. For instance, add 15 minutes if the site is observed at an angle of 27 degrees (mirror step close to 91).
  • If your site is viewed from the East (mirror step lower than 46), it will be observed a few minutes earlier. For instance, subtract 15 minutes at an angle of 25 degrees (mirror step close to 1)

We have tried, whenever possible to program site acquisitions from the West, to have higher sun elevations.

In fact, if you really need to know the exact overpass time, the easiest way is to ask the overpass time of the first images acquired on your site, and apply a linear drift of 15 minutes in 4 months.

Le site Take5 de Midi-Pyrénées - Réunion le 6 février 2013

Le CESBIO s'est bien évidemment mobilisé pour proposer plusieurs sites pour l'expérience Take5. Trois sites ont été proposés et finalement retenus : un site au Maroc, un site en Tunisie et un grand site occupant tout le Sud de la région Midi-Pyrénées, de Cahors jusqu'à la frontière Espagnole. Le site SudMiPy couvre 220*160 km², soit l'emprise de 12 images SPOT.

Les 8 images à l'ouest seront acquises simultanément, le jour 2 du cycle de 5 jours, les 4 images à l'ouest seront acquises le jour 3. Il existe une zone d'intersection qui s'étend de Cahors au Val d'Aran en passant par Montauban, Toulouse, Rieumes et Saint Girons, qui sera observée deux fois lors de chaque cycle de 5 jours, à un jour d'intervalle et sous deux angles assez différents.

Une réunion (invitation) présentant l'expérience Take5 et les activités prévues sur le site SudMiPy aura lieu le 6 février après midi au CESBIO (merci à ceux qui comptent venir de prévenir Jean-François Dejoux)

Jean-François Dejoux a réuni pour cette proposition 12 équipes scientifiques basées en Midi-Pyrénées, qui travailleront sur 7 sujets différents :

  1. Détection de nuages, corrections atmosphériques, produits composites mensuels
  2. Détection de la couverture neigeuse, observation et modélisation du dépôt et de la fonte de la neige, et lien avec le bilan hydrologique de bassins versants
  3. Développement de méthodes automatiques et robustes de classification de l'occupation des sols, permettant de traiter de grandes superficies
  4. Production de cartes d'occupation des sols.
  5. Détection et caractérisation des cultures irriguées dès leur émergence
  6. Production de cartes de rendement, biomasse et évapo-transpiration, bilans hydrologiques à l'échelle de bassins versants
  7. Détection des étendues d'eau, modélisation du signal fourni par le futur satellite SWOT, à partir de l'occupation des sols.

Par ailleurs, sur la même zone, l'INRA de Bordeaux a prévu de travailler sur la date de débourrement de différentes espèces d'arbres dans les Pyrénées, en étudiant la variation de cette date avec l'altitude.

Bien entendu, l'utilisation de ces données n'est pas limitée à ces 7 applications, et les personnes intéressées par ces données sont invitées à nous contacter, et à commencer au plus vite leurs relevés de terrain, les 4 mois de l'expérience Take5 seront vite passés.

ODK : Relevés d'occupation des sols sur Android

Pour valider les cartes d'occupation des sols ou pour faire l'apprentissage des méthodes de classification, il faut disposer de données de terrain. Au CESBIO, nous avons expérimenté plusieurs outils et méthodes complémentaires. Pour les surfaces agricoles, nous disposons, en France, du Registre Parcellaire Graphique (RPG) constitué à partir des déclarations des agriculteurs. Pour les espaces naturels, différentes cartes de référence existent, comme par exemple la base de données de l'Inventaire Forestier national, fournie par l'IGN. Le RPG est mis à jour tous les ans et l'inventaire forestier tous les 10 ans. Ces bases de données ne renseignent donc pas sur le stade phénologique de la culture à une date donnée.

Capture d'écran de l'outils ODK

Pour collecter ce genre d'informations, le CESBIO réalise des enquêtes de terrain mensuelles sur 300 parcelles agricoles localisées autour de Rieumes en haute Garonne. Cependant, afin de disposer de données réparties un peu partout sur sa zone d'intérêt (le sud-ouest de la France),  nous avons aussi mis en place une application de relevé d'occupation des sols sur téléphone Android, basée sur l'application gratuite ODK collect.

Cette application présente un questionnaire à l'utilisateur. Le questionnaire que nous avons mis en place relève la position de la parcelle, la date, l'occupation des sols et son stade de développement. L'outil est très facile à installer, il est également très simple de modifier le questionnaire à partir d'un tableur en utilisant ensuite un traducteur qui le transforme en fichier XML et que l'on télécharge sur le serveur ODK aggregate. Enfin, les données collectées peuvent être récupérées sur un serveur en ligne.

Parcelles de prairies (Vert clair), blé (jaune), Colza(orange), Forêts (Arbres), relevées à vélo par un courageux expérimentateur

Nous avons écrit une notice d'utilisation de l'outil ODK collect et de notre formulaire. Si vous voulez utiliser cet outil et son formulaire, accéder ou contribuer à notre base de données, n'hésitez pas à nous contacter.

Nous avons aussi développé un petit formulaire permettant de relever la présence ou non de neige autour de vous, dans le but de valider les cartes de surface enneigée produites par satellite.

Le Pôle Thématique Surfaces Continentales THEIA

(English Version)

Le "Pôle Thématique Surfaces Continentales" THEIA est une structure nationale inter-organismes destinée à valoriser les données satellitaires, en premier lieu au service de la recherche environnementale sur les terres émergées, et en second lieu des politiques publiques de suivi et de gestion des ressources environnementales. Son objectif est de faciliter la mesure de l’impact des pressions anthropiques et du climat sur les écosystèmes et les territoires, observer, quantifier et modéliser les cycles de l’eau et du carbone, de suivre les évolutions des sociétés et de leurs activités, notamment de leurs pratiques agricoles, et de comprendre les dynamiques de la biodiversité.

Au sein de ce Pôle Thématique, le CNES met en place un centre de production MUlti Satellite, multi-CApteurs, pour des données multi-TEmporelles (MUSCATE). Ce centre a pour but de mettre à disposition des utilisateurs des produits prêts à l'emploi issus de séries temporelles d'images acquises sur de grands territoires. La mission Sentinel-2 sera bien sûr le fer de lance de ce centre de production, mais avant le lancement de la constellation, MUSCATE a d'ores et déjà produit les données issues de l'expérience SPOT4 (Take 5). En même temps, le centre de traitement prépare aussi l'exploitation de toutes les données LANDSAT acquises au dessus de la France continentale, de 2009 à 2011.

Le centre de production MUSCATE existe déjà sous la forme d'un prototype développé au CNES avec un fort soutien de la société CAP GEMINI. Ce prototype est déjà capable de traiter les données des satellites LANDSAT, SPOT, Formosat-2, Venµs et Sentinel-2, à partir de chaînes développées au CNES pour le traitement géométrique [1], au CESBIO pour la détection des nuages [2] et pour la correction des effets atmosphériques [3]. En parallèle, le développement d'un centre de production opérationnel est en phase de spécification.

Les produits fournis par le centre MUSCATE sont les suivants :

Simulations des produits SPOT4(Take5) à partir d'images Formosat-2

  • Niveau 1C (Données ortho-rectifiées en réflectance au sommet de l’atmosphère)
  • Niveau 2A (Données ortho-rectifiées en réflectance de surface après correction atmosphérique,  avec un masque des nuages et de leurs ombres, ainsi qu'un masque des surfaces d’eau et de neige).
  • Niveau 3A (Synthèses bi-mensuelles ou mensuelles de réflectances de surface, constituées de la moyenne pondérée des réflectances de surface des pixels non nuageux obtenus au cours de la période). Pour le moment, la chaîne de Niveau 3A n'existe que pour le satellite Venµs.

Les données produites par le centre MUSCATE seront autant que possible distribuées gratuitement aux laboratoires de recherche d'une part, et aux institutions publiques françaises d'autre part. Le PTSC disposera bien sûr, dans les mois qui viennent d'un serveur de distribution des données, dont la première version est en cours de finalisation.

[1]: Baillarin, S., P. Gigord, et O. Hagolle. 2008. « Automatic Registration of Optical Images, a Stake for Future Missions: Application to Ortho-Rectification, Time Series and Mosaic Products ». In Geoscience and Remote Sensing Symposium, 2008, 2:II‑1112‑II‑1115. doi:10.1109/IGARSS.2008.4779194.

[2]: Hagolle, Olivier, Mireille Huc, David Villa Pascual, et Gérard Dedieu. 2010. « A multi-temporal method for cloud detection, applied to FORMOSAT-2, VENµS, LANDSAT and SENTINEL-2 images ». Remote Sensing of Environment 114 (8) (août 16): 1747‑1755. doi:10.1016/j.rse.2010.03.002.

[3]: Hagolle, O, G Dedieu, B Mougenot, V Debaecker, B Duchemin, et A Meygret. 2008. « Correction of aerosol effects on multi-temporal images acquired with constant viewing angles: Application to Formosat-2 images ». REMOTE SENSING OF ENVIRONMENT 112 (4) (avril 15): 1689‑1701. doi:10.1016/j.rse.2007.08.016.

 

THEIA : A new French Data Centre dedicated to Land Surfaces

(French Version)

The THEIA Land Data Centre is a French inter-agency initiative designed to promote the use of satellite data, primarily for environmental research on land surfaces but also for public policy monitoring and for management of environmental resources. Its objective is to foster the use of remote sensing data to measure the impact of human pressure and climate on ecosystems and local areas, to observe, quantify and model water and carbon cycles, to follow the evolution of societies and of their activities, including agricultural practices, and to understand the dynamics of biodiversity.

 

Within the Land Data Centre, CNES set up a production centre named MUSCATE. This centre aims are providing users with ready-to-use products derived from time series of images acquired over large areas. Sentinel-2 will of course be the spearhead of the production centre, but before the launch of the Sentinel-2, MUSCATE will already begin to produce data from the SPOT4 (Take 5) experiment. At the same time, the processing centre also prepares the production of all Landsat data acquired over mainland France from 2009 to 2011.

 

MUSCATE production centre already exists in the form of a prototype developed by CNES with strong support from Cap Gemini. This prototype is already able to handle LANDSAT, SPOT, FORMOSAT-2, Sentinel-2 and Venμs data, using processors developed by CNES for geometric processing [1], and developed by CESBIO for cloud detection [2] and for atmospheric correction [3]. Simultaneously, the development of an operational production facility is being specified.

Products provided by the MUSCATE Centre are:

Simulations of SPOT4(Take5) products from Formosat-2 data
  • Level 1C (orthorectified reflectance at the top of the atmosphere)
  • Level 2A (ortho-rectified surface reflectance after atmospheric correction, along with a mask of clouds and their shadows, as well as a mask of water and snow).
  • Level 3A (bi-monthly or monthly composite products of surface reflectances, obtained as the weighted average surface reflectance of non-cloudy pixels obtained during the period). Up to now, Level 3A chain is only available for Venμs satellite.

The data produced by MUSCATE will be freely distributed to research laboratories on the one hand, and to the French public institutions on the other, they will be if possible distributed freely to a wider community. The Land Data Center is also building a distribution server to make all these data available.

 

Further reading about these products :

[1]: Baillarin, S., P. Gigord, et O. Hagolle. 2008. « Automatic Registration of Optical Images, a Stake for Future Missions: Application to Ortho-Rectification, Time Series and Mosaic Products ». In Geoscience and Remote Sensing Symposium, 2008, 2:II‑1112‑II‑1115. doi:10.1109/IGARSS.2008.4779194.

[2]: Hagolle, Olivier, Mireille Huc, David Villa Pascual, et Gérard Dedieu. 2010. « A multi-temporal method for cloud detection, applied to FORMOSAT-2, VENµS, LANDSAT and SENTINEL-2 images ». Remote Sensing of Environment 114 (8) (août 16): 1747‑1755. doi:10.1016/j.rse.2010.03.002.

[3]: Hagolle, O, G Dedieu, B Mougenot, V Debaecker, B Duchemin, et A Meygret. 2008. « Correction of aerosol effects on multi-temporal images acquired with constant viewing angles: Application to Formosat-2 images ». REMOTE SENSING OF ENVIRONMENT 112 (4) (avril 15): 1689‑1701. doi:10.1016/j.rse.2007.08.016.

 

Choix des sites pour SPOT4 (Take 5)

(English Version)

Choisir les sites pour l'expérience SPOT4(Take5) ne fut pas de tout repos. Le délai de choix était très court, nous sentions que la demande serait forte, nous ne voulions pas être accusés de favoritisme et de copinage (et nous n'avons même pas accepté de cadeaux (1)).

 

Nous avons procédé de deux manières différentes pour les sites destinés aux laboratoires et organismes français d'une part, et pour les sites destinés aux agences spatiales d'autre part.

 

Emprise approximative des sites observés par SPOT4(Take5) en France et en Belgique

Pour les sites français, nous avons lancé un appel à proposition de sites, avec un délai de réponse très court (de l'ordre du mois), et c'est le comité TOSCA qui a procédé à la sélection. Cet appel d'offres a connu un grand succès, puisque 20 propositions ont été reçues, avec la participation de 81 laboratoires et organismes.

 

Les sites de SPOT4 (Take 5) en Afrique

Pour les sites internationaux, nous nous sommes rapprochés des agences spatiales ou de recherche impliquées dans le programme Sentinel-2, à savoir l'ESA, le JRC, la NASA ou le CCRS. Ici, l'accusation de copinage pourrait être retenue (mais nous n'avons pas reçu de cadeaux), nous n'avions pas le temps d'émettre un appel à proposition et de constituer un jury pour le choix. Cependant, la participation de ces agences implique de leur part une contribution financière pour l'achat des images de niveau 1A au fournisseur privé : Astrium Geo (anciennement Spot Image).

 

Bien évidemment, nous souhaitons que les images acquises pour l'expérience SPOT4(Take5) soient le plus largement diffusées. Les images seront donc disponibles pour toute personne en faisant la demande, pour une utilisation non commerciale dans le cadre de la préparation à Sentinel-2. Les demandes d'accès seront à adresser au Pôle Thématique Surfaces Continentales (PTSC)

(1) Par contre, maintenant que les sites sont choisis...