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Exploiter pleinement le potentiel de surveillance terrestre des satellites Copernicus de l’UE

Les informations sur l’occupation et l’utilisation des sols fournies par les satellites Sentinel profitent à tous, des agriculteurs aux exploitants forestiers et aux décideurs politiques. La recherche européenne vient de montrer comment encore mieux exploiter ces données, avec des perspectives d’applications nouvelles pour la surveillance des terres à l’échelle continentale et mondiale.

Technologies industrielles

La flotte croissante de satellites Sentinel balaye en permanence les terres, les mers et les airs de notre planète pour comprendre leur état et leurs changements. Exploités par l’Agence spatiale européenne dans le cadre de Copernicus, le programme phare d’observation de la Terre (OT) de l’UE, ces satellites génèrent quotidiennement plus de 10 téraoctets de précieuses données. Le service Copernicus de surveillance des terres (CLMS) fournit, entre autres, des informations spatiales basées sur l’OT concernant des variables biogéophysiques telles que la productivité de la végétation, la couverture neigeuse et terrestre et les caractéristiques de l’utilisation des sols. Cela offre aux gens la possibilité de voir comment les caractéristiques changent au fil du temps. Une enquête du projet ECoLaSS financé par l’UE a révélé que de nombreux utilisateurs ont des exigences plus élevées, pour l’ensemble des différentes applications. Ils requièrent une surveillance paneuropéenne de la phénologie de la végétation, des stocks de carbone des forêts et de l’intensité de l’utilisation des herbages et des terres arables. Ces informations peuvent aider à déterminer l’impact des contributions de l’Europe aux politiques internationales d’atténuation du changement climatique. «Conjointement aux observations au sol, Sentinel-1 et Sentinel-2 peuvent répondre à ces besoins en constante évolution, grâce à leur couverture régulière du globe. Ils fournissent des données entièrement gratuites et ouvertes», déclare Markus Probeck, coordinateur d’ECoLaSS. «Nous pouvons désormais suivre l’évolution de la couverture des sols sur des saisons entières ou d’une année à l’autre. Cela signifie que nous pouvons les identifier non seulement par leur couleur et leur texture, mais aussi par leur “empreinte” temporelle.»

Une couverture satellite largement étendue

Avant les Sentinels, il était difficile d’obtenir des images satellitaires optiques fréquentes et sans nuages avec une haute résolution spatiale. La couverture annuelle limitée des pays signifiait que tous les types de classification de la couverture et de l’utilisation des sols étaient basés sur des informations spectrales provenant d’une imagerie “mono-temporelle”, représentant un seul état dans le temps. «L’une de nos principales innovations a consisté à intégrer de manière automatisée les images radar Sentinel-1 et optiques Sentinel-2. Nous avons également appliqué des techniques d’analyse de mégadonnées et de traitement en nuage à la série chronologique complète de Sentinel-1/-2», explique Markus Probeck, responsable du programme Copernicus chez GAF, en Allemagne. «La dimension temporelle supplémentaire a permis d’améliorer la qualité, le détail et la profondeur des classifications de la couverture et de l’utilisation des sols en Europe et dans le monde», ajoute-t-il. Cela est crucial pour l’observation du développement de la végétation et des pratiques de gestion, à une résolution spatiale élevée de 10 m.

Les services terrestres de Copernicus de demain

Le projet du consortium de cinq sociétés de services d’OT et institutions scientifiques a analysé six grands thèmes: l’agriculture, la sylviculture, les herbages, les zones imperméables telles que les implantations et les infrastructures de trafic, la phénologie des cultures, et la nouvelle norme européenne de classification de l’occupation des sols CLC+. Des produits de démonstration ont été mis en œuvre dans huit sites représentatifs en Europe et en Afrique, chacun d’une superficie de 60 000 à 90 000 km2. Parmi ceux-ci, certains ont été recommandés comme étant les plus prometteurs pour un déploiement opérationnel dans le cadre de l’évolution du portefeuille CLMS. Markus Probeck conclut: «ECoLaSS a été le pionnier de l’investigation systématique et de la démonstration pratique du potentiel des vastes volumes de données Sentinel avec leurs hautes résolutions spatiales, radiométriques et temporelles. Cela favorisera de nouvelles applications de surveillance des terres à l’échelle continentale et mondiale, à une fréquence temporelle sans précédent, et contribuera à une “économie Copernicus” en pleine croissance.»

Mots‑clés

ECoLaSS, CLC+, service Copernicus de surveillance des terres, CLMS, culture, démonstrateur, observation de la Terre, herbages, phénologie, satellites Sentinel, séries temporelles

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