Brise glaces

=> Parmi les sites observés par SPOT5 (Take5), il y avait l'île de Baffin au nord du Canada. La couverture nuageuse a été très importante sur ce site, mais elle nous a laissé observer la fonte de la neige sur terre, et le dégel de la banquise sur mer au cours du mois de juillet. Comme vous le verrez sur la série ci dessous, c'est étonnant d'assister au découpage en morceaux de cette couche de glace. J'imagine que des spécialistes pourraient nous expliquer beaucoup de choses, mais je n'en fais pas partie. Si vous êtes spécialiste, n'hésitez pas à commenter.

 

L'été est court à cette latitude, dès le mois de septembre, les premières chutes de neige ont eu lieur, et l'un des bras de mer commence à geler. Un gros Iceberg n'a pas eu le temps de fondre et est resté coincé dans la baie. En regardant bien, on remarque qu'il avait déjà dû y passer tout l'hiver.
En plein été, les versants exposés au sud ont pris une teinte verdâtre, quelques mousses ou brins d'herbe ont dû trouver le temps de pousser.

Take5 fait du cinéma

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Comment passer d'une image tous les 5 jours à 24 images par secondes ?

C'est possible, grâce au soutien financier du CNES, grâce à un producteur plein d'idées, Gérard Dedieu (qui ne fume pas encore le cigare), grâce à un scénariste-réalisateur de talent (Thierry Gentet), le seul réalisateur de cinéma qui comprend la mécanique spatiale,  et grâce à son équipe (Mira Production) qui sait même mettre en valeur les ... magnifiques bureaux du CESBIO, et enfin grâce à une brochette d'actrices et d'acteurs de premier rôle, enfin dont c'était souvent le premier rôle : Anne Jacquin, Valérie Demarez, Virginie Lafon, Valery Gond, Jean-Pierre Dedieu et un autre, le dernier, qui n'arrive pas à faire une phrase complète avant la 5e prise.

 

Nous espérons que ce film vous aidera à comprendre ou à expliquer les intérêts et enjeux de l'imagerie multi-temporelle à haute résolution.

 

 

 

 

Regardez fondre la neige (ou pas)

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En ce début du mois de juin, la saison des neiges touche à sa fin dans le Haut-Atlas marocain comme l'illustre cette série d'images SPOT-4 (Take5) extraites sur le bassin de la Rheraya (225 km²). Ce bassin est un site d'étude privilégié du Laboratoire Mixte International TREMA dont le CESBIO est co-porteur. L'oued Rheraya fournit d'importantes ressources en eau pour les populations installées dans les zones semi-arides en aval. La haute fréquence de revisite de l'expérience Take 5 et la faible nébulosité ont permis de capturer le va-et-vient de la neige entre le 31 janvier et le 26 mai. Continuer à lire

Premiers masques de nuages sur SPOT4(Take5)

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Maintenant que vous savez presque tout sur nos méthodes multi-temporelles de détection des nuages et de leurs ombres, nous pouvons vous présenter nos premiers résultats obtenus par Mireille Huc avec SPOT4 (Take5). Nous avons dû pour cela attendre d'avoir suffisamment de données pour initialiser correctement cette méthode multi-temporelle. Ces masques ne sont pas (encore) parfaits, mais ils sont déjà tout à fait présentables.

 

Nous présentons ci-dessous une série de 6 images de niveau 1C, exprimées en réflectances au sommet de l'atmosphère, avec superposition des masques de nuages, des ombres de nuages, et aussi des masques d'eau et de neige. Les nuages sont entourés en vert clair, leurs ombres sont entourées de noir, l'eau et la neige sont respectivement entourées de bleu et de rose. Cliquez deux fois sur les images pour voir les masques en détail. Ces images ont été acquises en Provence, chacune d'entre elles est le résultat de la fusion de 4 images SPOT4 de 60*60 km2, acquises simultanément, et ortho-rectifiées.

 

Le résultat est très honorable, la plupart des nuages, y compris de très fins nuages, sont détectés, et les grandes plages d'ombres ont également été repérées. Les fausses détections de nuages et d'ombres sont assez rares, et finalement, le masque de nuages est sévère mais juste. Le masque d'eau est très précis et quasiment sans fausse détection. Le masque de neige présente quelques manques, là où la couverture de neige reste partielle.

 

Cependant, nous ne doutons pas que votre regard, de plus en plus expert, saura trouver des nuages très fins non détectés dans le coin Nord est de la première image, quelques fausses détections de nuages sur la troisième, ainsi que dans cette même image, une partie de la neige, quand la couverture de neige est partielle, qui reste classée comme nuage au lieu de d'être classée comme neige. Sur la cinquième image, qui a une charge d'aérosols un peu plus forte, quelques parcelles de sols nus au centre de l'image sont classées nuageuses. C'est dû à une augmentation de la réflectance en raison d'une probable baisse de l'humidité des sols après de fortes pluies. Le seuil de détection des nuages au-dessus de l'eau pourrait également être relevé, certains étangs de Camargue sont déclarés nuageux à tort. Mais en pourcentage, ces petites erreurs sont bien faibles comparées à la qualité des détections et nous affinerons tous ces seuils quand nous disposerons d'un plus grand nombre d'images de test.

Sur la quatrième date, seules deux images (60*60 km²) sur les quatre sont disponibles car la couverture nuageuse sur la partie ouest du site était trop forte pour que l'ortho-rectification puisse fonctionner. En fait, on pourrait dire que l'étape d'ortho-rectification constitue notre premier filtre de nuages...

 

Les nuages sont entourés en vert clair, leurs ombres sont entourées de noir, l'eau et la neige sont respectivement entourées de bleu et de rose. Cliquez deux fois sur les images pour voir les masques en détail à 40m de résolution.

SPOT4(Take5) first cloud masks

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Now that you know almost everything on our cloud detection method and on our shadow detection method, we can show you the first results obtained by Mireille Huc (CESBIO) with SPOT4(Take5) time series. As the method is multi-temporal, it needs an initialisation phase, and we had to wait until we had a sufficient number of images to produce the masks. These first results are not (yet) perfect, but are already quite presentable.

 

The images shown below are a series of 6 Level 1C images, expressed in Top of Atmosphere reflectance, with the contours of several masks orverlayed : the clouds are circled in green, their shadows in black, the water and snow mask are respectively circled in blue and pink. You may click twice on the images to see the details of the masks. These images were acquired in Provence (France), each of them is made from 4 (60x60 km²) SPOT Images obtained on the same day, ortho-rectified, then merged.

 

Most clouds are detected, including very thin clouds, while the number of false cloud detections is very low. Most large cloud shadow are also detected, even if a few of them were missed. The water mask is also quite accurate with nearly no false detections, taking into account it is produced at 200m resolution. The snow is well classified when the snow cover is high, but often, pixels with a moderate snow cover are classified as clouds. This is a classical difficulty with snow masks.

 

However, we know that your sharp eyes will have noticed some very thin clouds partly missed by our classification in the North East of the first image, a few false cloud detections on the 3rd and the 5th images (the ground dries and becomes brighter and whiter), some missed cloud shadows for some small clouds once in a while (we know why, it is an initialisation problem, but quite long to explain...). The cloud detection threshold for water pixels (the method is different from the cloud detection above land), is maybe a little to low, as some bright Camargue Lakes are wrongly classified as cloudy. But after all, for a first run, the result is not bad, and we will refine all the parameters when we have a sufficient number of images.

On the Fourth Image, only two of the 4 (60*60 km²) images are available, because the two others are too cloudy to be ortho-rectified, as we need to see the surface to take ground control points. In fact, the ortho-rectification step is the first of our cloud masking steps.

 

The clouds are circled in green, their shadows in black, the water and snow mask are respectively circled in blue and pink. You may click twice on the images to see the details of the masks.

Trop de neige dans les Pyrénées !

 

Mercredi dernier pour fêter la première image claire au-dessus des Pyrénées depuis le début de Take 5, nous avons voulu visiter le site de Bassiès en Ariège où se concentrent les mesures nivologiques du site SudMiPy. Pas loin du but, nous avons dû rebrousser chemin devant un passage un peu risqué ! Une première équipe du labo GEODE partie un peu plus tôt a pu atteindre le plateau où se trouve notre station météo (1650 m).

Trop de neige à Bassiès

Si mes calculs sont exacts ... (photo : T. Houet)

Hélas, ils n'ont pas vu la station qui est engloutie sous trois à quatre mètres de neige. Nous savions que les capteurs de la station étaient sous la neige grâce à la télé-transmission qui tient bon, mais nous n'imaginions pas qu'elle serait submergée à ce point.

Mesure de densité

Au retour nous avons creusé une fosse pour estimer la densité du manteau neigeux. A cet endroit nous avons mesuré 700 mm d'équivalent en eau.

La station était-elle sous-dimensionnée ? Les habitants du coin nous parlaient de 1 à 2 m de neige en hiver à cette altitude. Le bulletin neige de Météo-France indique que les hauteurs de neige dans les Pyrénées sont actuellement "3 à 4 fois les valeurs normales (...) nettement au-dessus des moyennes dépassent largement les valeurs record des 30 dernières années." Dans Libération le 15 février on pouvait lire : "Dans les Pyrénées, quand trop de neige tue la neige".

Caméra automatique

Caméra automatique et vue sur la vallée de Bassiès (photo: T. Houet)

Outre la station il y a trois caméras automatiques qui dominent la vallée de Bassiès pour suivre l'évolution de l'enneigement dans le paysage en même temps que SPOT4. Ces caméras ont également souffert des conditions météo et vont devoir être réinstallées avant le début de la fonte.

La prochaine fois on monte en hélico !

 

Premières mesures de terrain dans les Alpes pour SPOT4 (Take 5)

Des nouvelles très fraîches de nos collègues du Centre d'Etudes de la Neige, du laboratoire CNRM-GAME à Grenoble, par Marie Dumont.

Mesure d'albédo avec vue sur la Meije (sommet des écrins)

Après une semaine de mauvais temps, les prévisions étaient formelles, ciel dégagé sur le col du Lautaret ce vendredi, un peu de vent et des températures un peu trop de saison (-18°C). Bonne nouvelle car ce vendredi correspond au second passage de SPOT4 au dessus du domaine Alpes.

C’est parti donc pour la première d’une longue série de mesures de terrain simultanément au passage du satellite. Afin de mieux pouvoir interpréter les images du satellite nous mesurons à chacun de ses passages :

1/ le rayonnement solaire incident

2/ la réflectance spectrale de la neige

3/ la taille de grains, le type et la densité proche de la surface.

 

Ces mesures sont effectuées de manière à caractériser la variabilité intrapixellaire et interpixellaire

Caractérisation de la neige

de la surface du manteau neigeux sur le site choisi. Ces images à haute résolution vont nous permettre de mieux comprendre les données des imageurs à plus basse résolution. Elles vont également rendre possible l'évaluation spatiale du modèle détaillé de neige Crocus qui est actuellement utilisé pour la prévision opérationnelle du risque d'avalanche.

 


 

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.