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4 décembre 2016 7 04 /12 /décembre /2016 09:17

 

WorldView-4 - Satellite - First image - Première image - Tokyo - Yoyogi National Gymnasium - 30 cm resolution - Digital Globe

La première image du satellite WorldView-4 : A Tokyo, le Yoyogi National Gymnasium, dans le
parc Yoyogi. Image acquise le 26 novembre 2016. Crédit image : DigitalGlobe 2016

 

Première image rendue publique

Une nouvelle image pour ma collection des premières images de satellites d'observation : Digital Globe a publié le 2 décembre la première image du tout nouveau satellite WorldView-4, lancé par une fusée Atlas 5 le 11 novembre 2016.

Acquise le 26 novembre (une bonne date !), l’image montre le Yoyogi National Gymnasium à Tokyo. Construit pour les jeux olympiques d’été de 1964, son toit suspendu a une forme remarquable. Pour la petit histoire, c’est dans cette salle de près de 14000 places que le groupe Queen a donné son dernier concert au Japon en 1986. Aujourd’hui, le palais des sports de Yoyogi est surtout utilisé pour les compétitions de hockey sur glace et de basket-ball.

En 2010, il accueillait les championnats du monde de Judo remportés par Teddy Riner dans la catégorie poids lourds. Rendez-vous en 2020 pour de nouveaux Jeux Olympiques...

 

Y a eu le feu, y a plus le feu…

Digital Globe n’a pas cherché à battre le record de vitesse pour acquérir la première image de son dernier satellite : presque trois semaines se sont écoulées depuis le lancement. Il est vrai qu’il a fallu mettre le satellite sur son orbite définitive et les travaux de calibration à mener sont complexes.

Le lancement lui-même, initialement prévu mi-septembre avait été reporté à plusieurs reprises, notamment après l’incendie Canyon qui avait menacé le site de lancement de la base Vandenberg de l’US Air Force (VAFB). Coïncidence ou conséquence de l’incendie, des photos étonnantes montrent des ratons laveurs qui avaient trouvé refuge dans la tour de lancement ! Aux premières loges pour assister au lancement...

 

Lancement - satellite WorldView-4 - Atlas 5 - Ratons laveurs - Racoons - ULA - VAFB - DigitalGlobe

Aux premières loges : des visiteurs inhabituels dans la tour de lancement de la fusée Vandenberg,
juste avant le décollage de la fusée Atlas 5 emportant le satellite WorldView-4.
J'espère qu'ils vont bien : ils ont vu un beau spectacle ! Crédit image : Digital Globe

 

Frère jumeau ? Non, plutôt un cousin…

WorldView-4 rejoint les quatre autres satellites de la constellation opérée par la société Digital Globe, certains très récents, d'autres en fin de vie : GeoEye-1, WorldView-1, WorldView-2 et WorldView-3.

En fournissant des images de 31 cm de résolution au sol depuis son orbite à 617 km d’altitude, WorldView-4 va plus que doubler la capacité d’acquisition dans cette gamme de résolution, alimentée jusqu'à présent par WorldView-3.

Contrairement à ce que le nom de baptême pourrait laisser penser, WorldView-4 n’est pas le frère jumeau de WorldView-3 : il s’appelle à l’origine GeoEye-2. L’article du blog Un autre regard sur la Terre sur le lancement de WorldView-4 explique comment la famille s’est agrandie après la fusion entre les sociétés Geoeye et DigitalGlobe.

 

Constellation satellites - Digital Globe - EO - WorldView-4 - GeoEye - Très haute résolution - Caractéristiques

La constellation de satellites à très haute résolution de la société Digital Globe
et leurs principales caractéristiques. Crédit image : DigitalGlobe

 

30 cm, c’est le pied…

L’instrument de WorldView-4 est une caméra SpaceView 110TM développée par la société Harris Corporation. A 617 km d’altitude, il fournit des images à 31 cm de résolution en mode panchromatique et 1,24 mètre de résolution en mode multispectral.

Les caractéristiques des bandes multispectrales, représentées dans la figure suivante, montrent bien que les satellites WordView-3 et WorldView-4 sont issus de deux familles différentes. A titre de comparaison, j’ai mis également les bandes spectrales des satellites Pléiades 1A et 1B et celles de SPOT-6 et SPOT-7.

 

WorldView-4 - Spectral bands - Bandes spectrales - Comparaison WorldView-3 - Pleiades - SPOT - Digital Globe - Airbus

Caractéristiques des bandes spectrales des satellites WorldView-3 et WorldView-4.
Les satellites Pléiades et SPOT 6/7 sont donnés à titre de comparaison. Crédit image : Gédéon

 

Le choix de la première l’image

Comment choisit-on la première image d’un satellite d’observation ? C’est tout sauf le hasard…

Les opérateurs des satellites d’observation cherchent à illustrer les performances de leur nouveau bébé, la résolution, la fauchée ou la richesse spectrale par exemple.

Dans le cas de WorldView-4, le choix du Yoyogi National Gymnasium, avec son toit aérien, les marquages au sol des terrains de sport, les parkings, les ombres portées des personnes qu’on peut compter individuellement permet de montrer la très haute résolution des images. Les couleurs de la végétation, en cette fin d’automne, valorisent les bandes spectrales du nouveau satellite de Digital Globe.

 

WorldView-4 - First image - Première image - Tokyo - Digital Globe

Extrait de la première image du satellite WorldView-4 acquise le 26 novembre 2016.
Crédit image : DigitalGlobe 2016.

 

L'évolution de marché de l'observation de la Terre à très haute résolution

Personnellement, si j’avais été responsable du choix, j’aurais probablement préféré un site dans l’hémisphère sud, mieux éclairé en cette fin de printemps austral. Si Digital Globe a retenu Tokyo, ce n’est certainement pas parce qu’il n’y a avait pas de meilleure image : il y a probablement des enjeux commerciaux avec des clients commerciaux ou gouvernementaux au Japon.

A l’époque du lancement du premier satellite Pléiades en décembre 2011, le CNES avait choisi de publier une image du centre de Paris, avec des conditions d’éclairage qui n’étaient pas exceptionnelles fin décembre. C’était également justifié par la dimension symbolique : la première image du satellite dual français montrait des sites du gouvernement français.

En septembre 2016, le société Airbus Defence and Space dont la branche géo-intelligence est le principal concurrent de Digital Globe a annoncé le développement d'une constellation de 4 satellites à très haute résolution, destinée à remplacer à partir de 2020 les deux satellites Pléiades. Sans dévoiler les détails techniques, Airbus Defence and Space parle de performances au moins équivalente à celles des concurrents.

Il va être très intéressant de suivre l'évolution du marché de l'observation de la Terre dans les années qui viennent et aux positions respectives des acteurs présents sur ce marché, non seulement les "usual suspects" mais aussi les "space invaders", les startups du New Space, des sociétés principalement américaines, qui se lancent dans le domaine de l'observation de la Terre avec des approches disruptives. C'est par exemple le cas de Terrabella, ex Skybox, désormais filiale de Google, qui a lancé récemment quatre nouveaux satellites Skysat.

Si vous vous intéressez à ce sujet, je vous recommande un papier présenté à Guadalajara pendant la conférence IAC 2016 qui propose un tour d'horizon des nouveaux développements et des impacts possibles sur le marché. J'y reviendrai de manière plus détaillée dans un prochain article...

 

En savoir plus :

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5 octobre 2016 3 05 /10 /octobre /2016 11:18

 

Perùsat - PeruSAT-1 - First image - Première image - satellite péruvien - Mine cuivre - Copper mine - Cuajone - CONIDA

Une des premières images acquises par le satellite PerúSAT-1 en septembre 2016 :
la mine de cuivre à ciel ouvert de Cuajone dans le sud du Pérou
Crédit image : CONIDA

 

T'as bonne mine !

Lancé le 16 septembre 2016 par une fusée Vega (VV07) depuis le centre spatial guyanais, le satellite PerúSAT-1 a fourni ses premières images.

Elles ont été publiées par la CONIDA (National Commission for Aerospace Research and Development) et montrent que le premier satellite d’observation péruvien est en pleine forme.

Les premières images ont été reçues le 20 septembre. Depuis cette date, une centaine d’images ont été acquises, principalement au-dessus du Pérou mais aussi dans d’autres régions du monde (Emirats Arabes Unis, Maroc, Corée du Sud).

La première image qui illustre cet article montre la mine de cuivre de Cuajone, dans la région de Moquegua. Notez la forme qui ressemble à un cœur et qui pourrait devenir un bon candidat pour la prochaine Saint-Valentin !

 

Les géoglyphes de Nazca vus de l’espace

Parmi les images publiées aujourd’hui, on trouve les géoglyphes de Nazca (ou Nasca lines), de grandes figures tracées sur le sol, dans le désert de Nazca, également au sud du Pérou (région d’Ica). Découvertes en 1927, les lignes de Nazca sont inscrites, sous la désignation « Lignes et Géoglyphes au Nasca et Palpa », sur la liste du patrimoine mondial de l’Unesco depuis 1994. Ces marques étonnantes ont été créées par la civilisation Nazca, une culture pré-incaïque, pour la plupart entre les années 400 et 650 de notre ère.

Le sol sur lequel se dessinent ces géoglyphes est couvert de cailloux que l'oxyde de fer a colorés en rouge. En les enlevant, les Nazcas ont fait apparaître un sol gypseux grisâtre, découpant les contours de leurs figures.

 

Perùsat - Premières images - First images - Nasca lines - géoglyphes de Nazca Perùsat - PeruSAT-1 - First image - satellite péruvien - CONIDAPerùsat-1 - NASCA lines - Perùsat - PeruSAT-1 - First image - Première image - satellite péruvien - CONIDA

Au sud du Pérou, les géoglyphes de Nazca vu par le tout nouveau satellite PerúSAT-1.
Crédit image : CONIDA

 

Misti en couleurs : ça change du Misti gris…

D’autres images montrent le volcan Misti dans la région d’Arequipa ou la ville d’Ayacucho.

A 16°17 de latitude sud, à 1300 kilomètres au sud de Lima, le volcan Misti culmine à 5825 mètres d’altitude, au-dessus de l’Altiplano. Considéré comme le volcan le plus dangereux du Pérou, c’est un des volcans actifs les plus hauts du monde : en janvier 2016, son réveil a "inquiété" la population de la ville d’Arequipa.

 

Perùsat - Première image - First image - Volcan Misti - Pérou - Perù - satellite - CONIDA

Au Pérou, Le volcan Misti vu par le satellite PerúSAT-1 dans les jours qui ont suivi son lancement.
Crédit image : CONIDA

 

Ayacucho est la capitale de la province de Huamanga, à près de 2800 mètres d'altitude dans la cordillère des Andes occidentales, bordée par les rivières Mantaro, Pampas et Apurímac. Cette dernière image, même si la résolution est dégradée par rapport à l'image d'origine, permet d’apprécier la finesse des détails de l’image.

 

La ville d’Ayacucho : une des premières images acquises par le satellite PerúSAT-1.
Crédit image : CONIDA

 

Recette en vol

Construit en un temps record (moins de 24 mois) par Airbus Defence and Space à Toulouse, PerúSAT-1 est le satellite le plus sophistiqué d’Amérique latine : en orbite à 695 km d’altitude, il est équipé d’un instrument en carbure de silicium (SiC) qui fournit des images à très haute résolution (70 cm).

Opéré par la CONIDA, PerúSAT-1 sera utilisé pour des missions très variées, dans les domaines de l’agriculture, la planification urbaine, la surveillance des frontières, la lutte contre le trafic de drogue, le soutien aux opérations de secours humanitaire et la réponse d’urgence après les catastrophes naturelles (en particulier déclenchés par les épisodes El Niño ou les tremblements de terre). En phase opérationnelles, il pourra fournir environ 300 images par jour.

Dans les deux mois qui viennent, PerúSAT-1  sera soumis à une série d’essais destinés à prononcer la recette en orbite et consistant à vérifier le bon fonctionnement de tous les sous-systèmes. Ces essais sont réalisés  par le centre opérationnel CNOIS (Centro Nacional de Operaciones de Imágenes Satelitales) à Pucusana, au sud de Lima.

Après cette phase de qualification, l’ensemble du système PerúSAT-1, satellite et moyens sols, sera mis en service opérationnel et remis aux ingénieurs et techniciens du CONIDA.

 

Terra Bella aussi...

La société Terra Bella, anciennement Skybox Imaging avant son rachat par Google a également publié les premières images des quatre nouveaux satellites Skysat 4 à 7, lancés en même temps que PerùSAT-1. En voici un exemple, au hasard le siège de Google à Mountain View en Californie. Notez le halo coloré très bien visible autour des véhicules en mouvement. C'est un phénomène normal sur les satellites défilants, accentué ici par la structure du plan focal des satellites Skysat (push-frame).

D'autres images (Amsterdam, Vatican, Algesiras) sont visibles ici.

 

Terra Bella - Skysat 4-7 - First images - Premières images - Google - Mountain View - California - Silicon Valley - Googleplex - satellite d'observation - Skybox - MTV

Une des premières images prises par les satellites Skysat 4-7 : le siège de Google à Mountain View
en Californie. Image acquise le 23/09/2016. Crédit image: Terra Bella

 

En savoir plus :

 

 

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15 septembre 2016 4 15 /09 /septembre /2016 13:59

Airbus Defence and Space - Constellation - Très haute résolution - 4 satellite - après Pléiades - post pleiades - THR - VHR - Earth observation - agile - capacity - OneAtlas

Après Pléiades, continuité et amélioration des performances : Airbus Defence and Space annonce
sa future constellation de satellites à Très haute résolution. Note : l'illustration utilise une vue d'artiste
des satellites Pléiades actuels. Infographie : Gédeon

 

Dans le domaine de l’observation de la Terre commerciale, la continuité de la fourniture d’images et l’amélioration des performances sont deux éléments majeurs pour assurer la satisfaction et la fidélité des clients, première condition pour en séduire de nouveaux.

A l’occasion de la conférence « World Satellite Business Week » organisée en septembre 2016 par Euroconsult à Paris, Airbus Defence and Space a annoncé un plan d’investissement dans l’imagerie satellite à très haute résolution à l’horizon 2020.

 

Le plein de pixels

Nicolas Chamussy, le patron de la division Space Systems, et Bernhard Brenner, le responsable de l’activité intelligence et géo-information, ont dévoilé les premiers détails du projet d’Airbus Defence and Space :

  • Une constellation de quatre satellites identiques à très haute résolution (ou VHR pour Very High Resolution en anglais) et très agiles (capables de s'orienter rapidement et précisément pour viser une région d'intérêt), lancés en 2020 et 2021, afin d’assurer la continuité des missions Pléiades, dont les images sont commercialisées par Airbus Defence and Space. Les deux Pléiades sont en pleine forme mais il faut préparer la relève...
  • Un système très réactif qui fournira des services haut de gamme à tous les utilisateurs de l’imagerie à très haute résolution pour la décennie à venir.
  • Les caractéristiques opérationnelles du système Pléiades actuel seront améliorées pour correspondre à l’évolution attendue du marché de l’observation de la Terre et de l’offre de la concurrence.

 

Innovation dans l’espace, innovation au sol

L’annonce met l’accent sur l’importance des performances du segment sol, avec une capacité multi-missions, du traitement d’image à grande échelle et un accès facile aux images et aux informations des services associés.

Parmi les technologies mentionnées, il est question de big data, cloud computing et de data analytics (je garde la terminologie anglaise). Airbus Defence and Space cherche ainsi à améliorer son offre de services pour ses marchés et applications actuels mais aussi à percer dans de nouveaux services, utilisant les satellites d’observation de la Terre.

 

Réactivité et capacité d'acquisition

La très haute résolution n'est pas tout... Le nouveau système permettra de couvrir n’importe quelle région de la Terre plus d’une fois par jour (“intraday revisit”). La capacité d’acquisition annoncée est de plusieurs millions de km2 par jour.

Comme SPOT 6 et SPOT 7, ce nouveau système (le nom n’a pas encore été divulgué) est entièrement financé par un investissement privé. Le développement et le lancement seront réalisés dans le cadre de la loi spatiale française et des réglementations associées.

 

Airbus annonce une constellation de satellites à très haute résolution - VHR - THR - siège d'Airbus - Pléiades - Euroconsult - Suite - Earth observation - agile - financement privé - continuité et amélioration des performances

Le nouveau siège d'Airbus à Toulouse vu par le satellite Pleiades.
Copyright CNES - Distribution Airbus Defence and Space

 

En savoir plus :

 

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28 juin 2016 2 28 /06 /juin /2016 11:02

 

FAST - radiotélescope - satellite radar - SAR imagerie - visée latérale - TerraSAR-X - Chine - 500 mètres - trés haute résolution - DLR - Airbus Defence and Space - Mode Staring Spotlight - Slant range geometry  –  BAFA reference n° SO66336_0001 415-12.00-1114170

En chine, le radiotélescope géant FAST vu par le satellite TerraSAR-X. Extrait d’une image acquise
le 12-06-2016 à 10:52 UTC. Mode « Staring Spotlight ». Géométrie « Slant range ».
Crédit image : DLR – Distribution Airbus DS. BAFA reference n° SO66336_0001 415-12.00-1114170

 

Wok in progress

Dans un article récent, j’ai publié une image du tout nouveau radio télescope chinois vu par le satellite optique Pléiades.

La taille de l’instrument, 500 mètres de diamètre, a beaucoup impressionné les lecteurs du blog Un autre regard sur la Terre, même ceux qui ont cru reconnaître davantage un wok géant plutôt qu’un télescope.

Voici une nouvelle image qui m’a été communiquée par les équipes allemandes de la branche Geo-Intelligence d’Airbus Defence and Space.

 

FAST : de l’astronomie, pas de gastronomie

Cette image est une image SAR (Synthetic Aperture Radar) acquise par le satellite allemand TerraSAR-X. La visée oblique donne un point de vue très complémentaire de l’image optique du satellite Pléiades. L’imagerie radar à très haute résolution met particulièrement bien en évidence le relief de la scène et les détails des superstructures du radiotélescope géant.

L’image SAR confirme qu’il s’agit donc bien d’une installation scientifique et non d’un instrument culinaire géant.

 

FAST - radiotélescope - satellite radar - SAR imagerie - visée latérale - TerraSAR-X - Chine - 500 mètres - trés haute résolution - DLR - Airbus Defence and Space - Mode Staring Spotlight - Slant range geometry  –  BAFA reference n° SO66336_0001 415-12.00-1114170

Le radiotélescope géant FAST vu par le satellite TerraSAR-X. un second extrait
en champ plus large de image TerraSAR-X. Crédit image : DLR – Distribution Airbus DS.
BAFA reference n° SO66336_0001 415-12.00-1114170

 

TerraSAR-X et TanDEM-X : les jumeaux de la bande X

TerraSAR-X et TanDEM-X sont deux satellites allemands d’observation de la Terre radar (SAR pour Synthetic Aperture Radar) lancés respectivement en juin 2007 et juin 2010. Prévue pour une durée de vie nominale de 5 ans, ils sont en pleine forme, avec des instruments fonctionnant parfaitement et des batteries dans un état exceptionnel malgré le cycle orbital court qui les soumet à rude épreuve. La durée de mission a donc été prolongée au moins jusqu’en 2018.

A une altitude de 514 km, les deux satellites parcourent leur orbite en « vol en formation », séparés par une distance qui peut descendre à quelques centaines de mètres.

 

TerraSAR-X - satellite - SAR - radar - vue d'artiste - TanDEM-X - DLR - Airbus DS - Airbus Defence and Space

Vue d'artiste du satellite allemand TerraSAR-X. Crédit image : Airbus Defence and Space

 

Ce fonctionnement permet en particulier l’acquisition de données d’interférométrie. C’est ainsi qu’à été construit WorldDEMTM, le modèle numérique d’élévation de très haute précision à l’échelle mondiale.

Dans ma liste des « choses à faire », j’ai toujours l’idée d’écrire un article pédagogique sur l’imagerie satellite radar. Ce ne sera pas pour aujourd’hui...

Je vais me contenter ici de tenter d’expliquer deux termes mentionnés dans la légende de l’image SAR du radiotélescope FAST :

  • La géométrie « Slant range »
  • Le mode « Staring Spotlight »

Même avec le Brexit, l'anglais va rester la langue la plus pratiquée en Europe, notamment dans le domaine de l'observation de la Terre. Un peu de terminologie spatiale, ça vous tente ?

 

La géométrie des images radar : visée oblique et distorsions des distances au sol

« Slant range », la portée inclinée… Le premier terme n’est pas une caractéristique du satellite TerraSAR-X mais s’applique à tous les satellites radar.

Contrairement aux instruments optiques, la visée latérale est une condition impérative de l’imagerie radar : l’antenne d’émission oriente le faisceau d’hyperfréquences dans une direction décalée par rapport à la trace au sol du satellite (nadir).

L'angle d'incidence est l'angle entre la direction du faisceau du radar et la normale à la surface du sol.

La distance en portée est mesurée perpendiculairement à la direction de l’orbite alors que la distance en azimut correspond à un axe parallèle à la direction de l’orbite.

Le radar mesurant un temps de parcours, les distances mesurées en portée varient selon l’angle d’incidence : pour chaque incidence, l'antenne du radar mesure la distance radiale entre le radar et chaque point au sol. C'est la distance oblique ou distance-temps.

L’illustration suivante montre ainsi que la parcelle P2, plus éloignée de la verticale que P1, mais de surface identique, est vue par le radar comme étant plus petite que P1. Tout se passe comme si l’échelle de l’image variait avec l’angle d’incidence

Les traitements effectués au sol sur les données brutes permettent de corriger cet effet de distorsion (slant-range scale distortion en anglais) et de reconstituer une géométrie permettant de superposer l’image à une carte.

Ce n’est pas toujours le cas, comme avec cette image du radiotélescope FAST qui donne ainsi une impression de perspective. Techniquement, ce produit « presque brut », qui permet aussi d’éviter certains artefacts liés au traitement de géocodage et de correction géométrique, est souvent utilisés par les photo-interprètes militaires.

 

Satellite - Radar - SAR - Synthetic Aperture radar - Visée oblique - Slant range - Géométrie - Portée - Azimut - Distorsion - distance oblique - distance au sol

Un des principes de base de l’image radar aéroportée ou spatiale : la visée latérale oblique et la
distorsion des distances au sol. Illustration : Gédéon. L’image utilisée est un extrait de la première
image du satellite TerraSAR-X. Crédit image : DLR / Airbus Defence and Space

 

Il y a beaucoup d’autres effets amusants de l’imagerie radar, notamment en présence de relief. Ces effets ne sont pas toujours intuitifs pour quelqu’un habitué à la vision humaine et méritent un article plus complet…

 

Le mode image “Staring SpotLight” : une grand antenne pour voir une grande antenne

En français, il faut traduire « faisceau concentré / yeux fixes ».

Le balayage électronique de l’antenne SAR est configuré pour maintenir le faisceau orienté en azimuth vers une cible précise. L’augmentation de la durée d’illumination revient à créer une antenne synthétique de grande longueur. Comme pour le radiotélescope FAST, l’augmentation de la taille de l’antenne radar améliore la résolution angulaire et donc la finesse des détails visibles.

Le mode d’acquisition Staring SpotLight de TerraSAR-X est destiné à l’origine au renseignement : il permet la détection et la reconnaissance d’objets pour les militaires et les applications de renseignement d’origine image (ROIM) et géographique (GEOINT) à une toute nouvelle échelle : la résolution au sol peut atteindre 25 centimètres avec une excellente qualité radiométrique.

Utilisé pour des applications civiles, le mode Staring Spotlight est destiné aux professionnels ayant besoin d’informations extrêmement détaillées et fiables pour leur processus décisionnel, quelles que soient les conditions météorologiques.

Bien entendu, cela se traduit par une réduction du champ couvert : la taille de la scène est réduite et dépend de l’angle d’incidence, par exemple environ 4 km de largeur et 3,7 km de longueur pour une incidence de 60° ou 7,5 km sur 2,5 km pour un angle d’incidence de 20°.

 

TerraSAR-X - Image acquisition modes - satellite - Radar - SAR - modes d'acquistion - Staring Spotlight - Très haute résolution - ROIM - ScanSAR - StripMap - visée latérale - slant range

Les différents modes d’acquisition du satellite TerraSAR-X.
Crédit image : Airbus Defence and Space

 

 

BAFA ? Spécialisation allemand...

Les lecteurs attentifs ont également noté la référence BAFA en dessous du crédit image. C’est la première fois qu’elle est mentionnée dans un article du blog Un autre regard sur la Terre.

BAFA ? Rien à voir avec le diplôme des animateurs des centres de vacances de Planète Sciences Midi-Pyrénées.

Il s’agit de l’abréviation du nom de l’Office Fédéral Allemand des affaires économiques et du contrôle des exportations, une entité qui dépend du Ministère Fédéral de l’Economie et de l’Energie (BMWi alias Bundesministerium für Wirtschaft und Energie).

En allemand, le sigle BAFA signifie « Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle ». Installé à Eschborn, le BAFA remplit des fonctions administratives fédérales majeures dans les domaines du commerce extérieur, de la promotion économique et de l'énergie.

L'une de ses missions est, dans le domaine du commerce extérieur, le contrôle des exportations et, en particulier, l’exportation de données issues des satellites d’observation de la Terre à très haute résolution.

Comme d’autres puissances spatiales, l’Allemagne cherche à s’assurer que la distribution des données spatiales ne porte pas atteinte à ses intérêts fondamentaux. En effet, les satellites d’observation de la Terre commerciaux ont désormais des performances proches de celles des satellites militaires.

La loi sur la sécurité des données satellites (Satellitendatensicherheitsgesetz ou SatDSiG), devenue effective en décembre 2007, fournit le cadre légal aux activités commerciales dans le domaine de l’observation de la Terre. La référence BAFA indique donc que l’image TerraSAR-X présentée ici peut être publiée sans restriction.

 

En savoir plus :

 

 

 

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3 juin 2016 5 03 /06 /juin /2016 01:02

 

Paris - Crue - Inondations - Mai et juin 2016 - Sentinel-1A - Copernicus - ESA - satellite radar

La ville de Paris vue par le radar du satellite Sentinel-1A le 31 mai à 17h40 UTC. Crédit image : ESA / Copernicus / Commission européenne.

 

Des images en noir et blanc ? Déçu. Moi aussi, je préfère les belles images en couleurs sans nuages des satellites optiques. Mais c’est le problème quand il pleut plusieurs jours : la couverture nuageuse ne permet pas d’acquérir des images optiques.

 

MODIS pluie… Aqua ça sert ? ça a le MERIS d’exister

L’image suivante a été acquise le 1er juin 2016 par l’instrument MODIS du satellite Aqua (c’est vraiment son nom !). Le 31 mai, c’était pire… Aucune chance de produire une bonne image optique.

 

France - Pluies exceptionnelles - épisode pluvieux - Mai 2016 - satellite - Aqua - MODIS - Nuages

La France vue par l’instrument MODIS du satellite Aqua le 1er juin 2016.
Les nuages tirent la couverture. Crédit image : NASA / GSFC / MODIS Rapid Respons
e

 

C’est dans ces conditions que les satellites radar (SAR pour Synthetic Aperture Radar ou Radar à Synthèse d’Ouverture) montrent toutes leur utilité et, en particulier, leur capacité à percer les nuages.

Toutes les extraits d‘images radar illustrant cet article proviennent d’une image acquise le 31 mai 2016 à 17h40 UTC par le satellite européen Sentinel-1A. Avec son frère jumeau Sentinel-1B, il fait partie du programme européen Copernicus. Je n’ai pas souvent montré des images satellites radar. Cette situation d’inondations est une bonne occasion… L’image complète couvre une large zone.

 

France - Inondations - Crues - Juin 2016 - Satellite - Sentinel-1A - floods - Copernicus - ESA

L'image SAR acquise par le satellite Sentinel-1A le 31 mai 2016, presque complète
et très fortement sous-échantillonnée. Elle donne un idée de la zone géographique couverte
pr le satellite : Crédit image : ESA / Copernicus / Commission européenne

 

Des crues exceptionnelles

L’épisode pluvieux du début de semaine a causé des cumuls de précipitations très importants sur la partie nord du pays, sur des sols déjà très humides. Les cours d'eau du bassin parisien et de la région Centre sont en crue, avec une crue d'ampleur exceptionnelle sur le Loing et une crue importante est en cours sur la Seine moyenne et sur la Seine à Paris.

La Sauldre connaît également une crue exceptionnelle, d'ampleur supérieure à celle de mars 2001. Des crues importantes touchent le Cher, l’Indre et leurs affluents.

Même si le Loiret est repassé en alerte orange, les inondations qui touchent l’Ile de France et le Centre n’ont pas encore atteint leur pic. Jeudi, à 16 heures, le département de Seine-et-Marne était toujours en alerte rouge et douze autres départements en vigilance orange.

 

Carte de vigilance - Crues - Inondations - France - Juin 2016 - Météo France -Vigicrues

Carte de vigilance - Crues - Inondations - France - Juin 2016 - Météo France -Vigicrues

Carte de vigilance météorologique du jeudi 2 juin 2016 à 16h00. En bas, illustration extraite du bulletin national d’information Vigicrues. Source : Météo France – Vigicrues

 

Le prochain conseil des ministres devrait reconnaître l’état de catastrophe naturelles pour les communes les plus touchées. Les dégâts sont importants et des quartiers entiers, comme à Nemours, Montargis ou Viry-Châtillon, ont été évacués en urgence.

 

Nemours - Montargis - Inondations - Juin 2016 - Sentinel-1A - Satellite - ESA - Copernicus

Seine - Orly - Viry-Chatillon - Ris-Orangis - Grigny - Corbeil-Essonne - Inondations - Juin 2016 - Sentinel-1A - Satellite - ESA - Copernicus

Paris - Crues - Inondations - Seine - Berges - Zouave - Alma - Satellite - Sentinel-1A - SAR - Copernicus - ESA

Quelques extraits de l’image acquise par le satellite SAR Sentinel-1A le mardi 31 mai 2016.
Crédit image : ESA / Copernicus / Commission européenne.

 

A Paris, le niveau de la Seine est loin des 8,40 mètres atteints au moment de la crue catastrophique de 1910. Mais il a dépassé jeudi après-midi les 5 mètres et pourrait encore monter dans la journée du vendredi 3 juin. Les voies sur berge sont partiellement fermées, la circulation du RER C est interrompue et le musée du Louvre sera fermé pour mettre à l’abris les collections stockées en sous-sol.

 

Inondations - France - Juin 2016 - Paris - Seine - Zouave - Statue de la liberté - Crue - Palais de Tokyo - Pont de Bir Hakeim

La crue de la Seine à Paris : quelques images inhabituelles... Le zouave ne fait pas le mariole
Crédit photo : Catherine Le Cochennec

 

Copernicus ? Pour faire quoi ?

Comment sont utilisées les images satellites produites par le programme Copernicus ? Pour produire des informations concernant notre environnement et notre sécurité. En temps normal ou en situation de crise. Dans ce deuxième cas, il y a par exemple le service Copernicus de cartographie d’urgence (Emergency Mapping Service ou EMS dans le jargon Copernicus). En Europe, son rôle est d’aider les équipes de la protection civile (les « first responders ») dans le cadre des opérations de secours après un évènement grave ou une catastrophe naturelle, comme les inondations en cours

Le service Copernicus EMS a été activé par le gouvernement français.

Voici quelques exemples de cartes produites en urgence sur la zone de Montargis. Les images utilisées par cartographier rapidement les zones inondées et suivre l’évolution des crues proviennent de plusieurs satellites Radar. Sentinel-1A a été utilisé, comme d’autres satellites à plus haute résolution (Radarsat, Cosmo Skymed ou TerraSAR-X).

 

Copernicus - EMS - Emergency - EMSR165 - France - floods - Inondations - Juin 2016

Copernicus - EMS - Emergency - EMSR165 - France - floods - Inondations - Juin 2016

Exemples de produits de cartographie rapide réalisés par
le service « Emergency Mapping » de Copernicus après les crues en France
.

 

La France n’est pas le seul pays européen touché par des inondations causées par un épisode remarquable de pluies diluviennes : il y a au moins 9 morts et plusieurs personnes portées disparues en Allemagne. Le village de Simbach am Inn, proche de l’Autriche est le plus gravement atteint.

 

En savoir plus :

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3 mai 2016 2 03 /05 /mai /2016 07:00

 

Sentinel-1B - First image - Première image - Radar - Svalbard - Norvège - Norway - ESA - Copernicus - Commission européenne

Sentinel-1B - First image - Première image - Glacier Ausfonna - Svalbard - Norvège - Norway - ESA - Copernicus

Deux extraits d’une des premières images acquises par le satellite Sentinel-1B :
en Norvège,dans l’archipel de Svalbard, l’île de Nordauslandet.
Crédit image : ESA / Commission européenne / Copernicus

 

Le satellite Sentinel-1B est en bonne santé ! Quelques après son lancement, l’Agence Spatiale Européenne vient de publier les premières images acquises par l’instrument SAR (pour Synthetic Aperture Radar ou Radar à Synthèse d’ouverture).

Après trois reports de lancement, à cause des conditions météorologiques en Guyane et d’une avarie de la centrale inertielle de la fusée Soyouz, Le satellite Sentinel-1B a été lancé le 25 avril 2016 par la mission Soyouz VS14. Passager principal de ce vol, il était accompagné dans son périple par le satellite Microscope du CNES et par trois cubesats réalisés par des étudiants dans le cadre du programme FlyYour Satellite de l’ESA.

 

Arianespace - décollage Soyouz - lancment VS14 - Sentinel-1B - Licroscope - FlyYourSatellite - CSG - Guyane - CNES - ESA

Au Centre Spatial Guyanais, décollage de la fusée Soyouz VS14 emportant
les satellites Sentinel-1B et microscope et les trois nano-satellites FlyMySatellite.
Crédit image : Arianespace / ESA / Centre Spatial Guyanais

 

Jumeaux en orbite : C ma bande

Sentinel-1B est le quatrième satellite du programme européen Copernicus mis en orbite, le troisième en moins d’un an après Sentinel-2A et Sentinel-3A. Sentinel-1A a été le premier satellite de la famille Copernicus à rejoindre l’orbite terrestre. Comme pour A1 alias Astérix, les gens du spatial manquent parfois d’imagination pour baptiser leurs satellites…

Après la recette de vol qui va durer quelques mois, ce sera aussi la première fois que deux exemplaires d’un même type de mission Sentinel seront en exploitation simultanément.

Comme pour Sentinel-2A, le satellite optique dont les images illustrent le calendrier 2016, ces opération en tandem permettent d’abord de réduire la période de revisite, le laps de temps entre deux survol d’une même région de la Terre.

Lorsque Sentinel-1B sera déclaré bon pour le service, il sera sur la même orbite que Sentinel-1A, décalé de 180°. Les deux jumeaux survoleront ainsi chaque région de la Terre tous les six jours.

Dans le cas d’un instrument radar comme celui des satellites Sentinel-1, cette configuration est également un moyen de réaliser des produits interférométriques permettant par exemple d’étudier les déplacements de la surface terrestre après un tremblement de Terre ou une éruption volcanique ou les effets de subsidence (dans le cas de grands chantiers de travaux publics : train, métro, etc.)

Il y a beaucoup d’autres utilisations des satellites radar : la cartographie des forêts, la détection des nappes d’hydrocarbure, la gestion de l’eau et de sols, l’agriculture…

 

Record de vitesse pour un radar

Le premier bilan de santé de Sentinel-1B est très satisfaisant : il a acquis ses premières images seulement deux heures après la mise sous tension de l’instrument SAR, deux jours après le lancement, le 28 avril 2016 à 5:37 UTC.

Entre l’injection en orbite et l’acquisition des premières images, une longue série de contrôle et d’opérations initiales en orbite (LEOP) a été effectuée au cours des premières orbites, supervisées et pilotées par les équipes de l’ESOC, le centre de contrôle de l’ESA à Darmstadt en Allemagne : alimentation électrique, contrôle thermique, système de contrôle d’attitude… Parmi le plus critiques, le déploiement des deux panneaux solaires de 10 mètres de longueur et l’ouverture de l’antenne SAR de 12 mètres.

 

Pole position et grand angle

24,30° : Une région tropicale ? Presque, sauf que c’est la longitude est. La latitude est 79,45°N, bien au-delà du cercle polaire…

L’ESA a choisi une première image d’une région proche du pôle nord : l’occasion de rappeler qu’une des applications principales des instruments radar embarqués à bord de satellite est de surveiller les glaces, aussi bien pour l’étude des conséquences du changement climatiques que pour la sécurité maritime et la surveillance des icebergs. 

Sur une largeur de 250 kilomètres, la première image montre l’archipel norvégien de Svalbard. Le glacier Astfonna et l’île Edgeøya (Edge Island) sont bien visibles.

 

Le glacier de l’est

L'Austfonna est une calotte glaciaire Nordaustlandet, une île norvégienne de l’archipel Svalbard. L'Austfonna est la plus grande calotte glaciaire d'Europe avant le Vatnajökull en Islande et la septième du monde. Les plus grands icebergs du Svalbard naissent ici.

 

Sentinel-1B - Première image - First image - Auslanded - Svalbard - ESA - Copernicus

Un autre extrait de l’image acquise par le satellite Sentinel-1B :
le glacier Ausfonna dans l’archipel de Svalbard
Crédit image : ESA / Commission européenne / Copernicus

 

Ours  et étoiles du berger

D’une surface de 5074 km2, L’île Edgeøya est située à l’est du Spitzberg et au sud de l’île de Barents. Elle est inhabitée, mais on y trouve des ours polaires et des rennes.

Cette image du Svalbard permet aussi de rappeler l’importance des zones polaires pour les systèmes d’observation de la Terre. C’est bien d’avoir un satellite, c’est encore mieux de bien exploiter les données qu’il transmet.

Les satellites d’observation occupent souvent des orbites polaires ou quasi-polaires. Ils survolent ainsi plusieurs fois par jour les deux régions polaires. Ces régions sont donc des endroits idéaux pour installer des stations de contrôle et de réception des satellites d’observation. Il y en a justement une à Svalbard, à Platåberget, près de Longyearbyen. Créée en 1997, elle est opérée par la société KSAT (Kongsberg Satellite Services). L’ESA, Eumetsat, la NASA ou la NOAA y ont également leurs propres installations.   

Si vous voulez être définitivement convaincu de l’intérêt des satellites radar, essayez de trouver une image optique sans nuage…

 

Sentinel-1B - Première image - First image - Edge island - Edgoya - ESA - Copernicus - SAR - Bande C

Un autre extrait de l’image acquise par le satellite Sentinel-1B :
l’île Edge Island ou
Edgeøya dans l’archipel de Svalbard
Crédit image : ESA / Commission européenne / Copernicus

 

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10 mars 2016 4 10 /03 /mars /2016 17:20

 

30 ans de SPOT - Toulouse - Ville rose - Capitale européenne du spatial - évolution - Spot 5 - Juin 2002 - Après AZF - CNES - Airbus DS

La ville de Toulouse. Extrait d’une image acquise par le satellite SPOT 5 en juin 2002, moins d'un an
après l'explosion de l'usine AZF. Copyright CNES 2002 - Distribution Airbus DS

 

30 ans de SPOT ! Je joue un peu les prolongations pour l’anniversaire d’un évènement qui a vraiment été structurant pour le spatial en France et à Toulouse. J’avais écrit un premier article sur le développement de la ville rose à travers le regard des satellites SPOT et Pléiades à l’occasion des 25 ans du lancement de SPOT 1. Voici une mise à jour avec quelques nouvelles images et des chiffres plus récents sur l’évolution de la ville et sa population...

 

Toulouse, capitale européenne de l'espace et berceau des satellites d’observation de la Terre

On ne passe pas sa vie entière dans un berceau, comme disait Konstantin Tsiolkovski… Par contre, il est intéressant de voir comment évolue le lieu où on est né…

Tous les satellites SPOT et Pléiades ont vu le jour à Toulouse. Depuis 30 ans, ils scrutent l’évolution de la capitale européenne du spatial. Les images qu’ils fournissent apportent des informations très utiles sur l’évolution de la ville et de ses environs.

 

SPOT ou encore ? Suivre les évolutions dans la durée, un atout des satellites d’observation

Un des avantages des satellites d’observation est de repasser régulièrement au-dessus de chaque région du monde, indépendamment des frontières ou des contraintes politiques. Seuls les nuages leur compliquent un peu la vie…

En 2016, l’archive d’images satellites soigneusement conservée dans la ville rose retrace 30 ans d’histoire du développement de notre planète : développement urbain, occupation des sols, déforestation, évolution du littoral ou des calottes glaciaires, réchauffement climatique

Changement local ou global : les satellites sont irremplaçables pour surveiller notre environnement.

Dans le cas de Toulouse, entre l’image SPOT de 1986 et celle acquise par Pléiades en 2014, d’autres images prises par les satellites SPOT témoignent du dynamisme de Toulouse et de ses environs.

L’image SPOT 5 présentée au début de cet article a été prise neuf mois après l’explosion de l’usine AZF : la cicatrice est visible depuis l’espace. Ailleurs, c’est le développement des surfaces construites qui est le plus spectaculaire, comme dans l’ancien bois de Limayrac, autour de la zone verte de la Ramée ou dans les communes autour de Toulouse. En comparant les images de 1986 à 2014, on est frappé par la diminution des surfaces agricoles au fil du temps.

Un observateur attentif notera également les grands travaux qui ont accompagné le développement de la ville :

  • La boucle complète du périphérique achevée en 1995, l’extension de la zone de l’aéroport, la rocade arc-en-ciel mise en service en 1997, la Cité de l'espace qui ouvre ses portes en 1997 ou le zénith de Toulouse inauguré en 1999.
  • La ligne A du métro est mise en service en 1993 après cinq ans de travaux. Son extension vers Balma-Gramont ouvre en 2003 et la seconde ligne est inaugurée en 2007.
  • Au cœur de la ville, le centre de congrès Pierre-Baudis, le Théâtre National de Toulouse, les Abattoirs et la médiathèque José-Cabanis.
  • Et, plus de 50 ans après, le retour du tramway à Toulouse : après des travaux démarrés pendant l'été 2007, la ligne reliant Beauzelle et Blagnac à Toulouse a été mise en service en décembre 2010.

 

30 ans de SPOT - Toulouse - Ville rose - Capitale européenne du spatial - évolution - Spot 1 - Mai 1986 - CNES - Airbus DS

Extrait d’une image de la ville de Toulouse vue par le satellite Spot 1 le 22 mai 1986.
La rocade est n'est pas encore en service. L’image présentée ici est de taille réduite.
La résolution de l’image d’origine est de 20 mètres.
Copyright CNES – Distribution Airbus DS

 

De 1986 à 2012 : les satellites témoins de plus de 25 ans d’évolution de la ville de Toulouse

 

  Toulouse._Tramways_sur_le_Capitole._16_juin_1899_-1899-_-_5.jpg Avant les satellites... Le tramway place du Capitole à Toulouse. Phographie du fonds
Eugène Trutat. Source : Wikimedia commons, mis à disposition
par les archives municipales de Toulouse.

 

De 1986 à 2016 : les satellites témoins de plus de 30 ans d’évolution de la ville de Toulouse

Sur un période de 30 ans, la ville de Toulouse s’est profondément transformée, avec le développement de la ville et de sa périphérie, en particulier depuis le début des années 90, pendant la période dont ont été témoins les satellites d’observation de la Terre.

Pour illustrer une toute petite partie de ces changements, les images suivantes mettent l’accent sur 3 lieux emblématiques des évolutions de la ville :

  • Le Zénith de Toulouse, le quartier des Ponts-Jumeaux, au confluent du canal du Midi, du canal de Brienne et du canal Latéral.
  • L’aménagement de l’ancien bois de Limayrac, la Cité de l’espace et la zone d’activités de la Plaine.
  • La zone de l’aéroport de Blagnac, Aéroconstellation, les usines Airbus et le réseau routier des environs.

Dans les trois cas, l’article écrit pour les 25 ans de SPOT illustraient ces évolutions avec des vignettes extraites d’une image Pléiades de janvier 2012 et d’images acquises par Spot 5 le 17 juin 2002, le 1er mars 2005 et avril 2011. Deux autres images étaient utilisées : une acquise par Spot 3 le 28 juillet 1995 et une par le satellite Spot 4 le 21 novembre 1998. Je complète avec des images publiées par le CNES et Airbus Defence and Space à l’occasion de l’exposition sur les 30 ans de SPOT.

Pour ce travail sur l'évolution d'un site particulier, c’est le fait de disposer d’une longue série temporelle qui est le principal atout de l’image satellite. L’image de Spot 1 de mai 1986 sert de référence, même si sa résolution est très inférieure à celles de Spot 5 et Pléiades : elle ne permet pas de bien identifier les détails au cœur de la ville mais reste très utile, par exemple pour le réseau routier, la disparition des zones vertes ou cultivées progressivement remplacées par les habitations ou la zone de l’aéroport de Blagnac. 

D’autres articles du blog Un autre regard sur la Terre ont déjà traité de deux autres exemples, avec l’évolution de la zone verte de la Ramée, la construction de la rocade Arc-en-Ciel et le développement de la zone de Basso-Cambo et la reconstruction du site de l’usine AZF et la construction du Cancéropole à l’occasion du dixième anniversaire de l’explosion de l’usine AZF.

 

Un satellite au zénith, au-dessus du Zénith de Toulouse, du canal du Midi et du quartier des Ponts-Jumeaux

 

Spot 5 - Toulouse - 2002 - Extrait Garonne Ponts Jumeaux Ze Spot 5 - Toulouse - 2005 - Extrait Garonne Ponts Jumeaux Ze
Spot 5 - Toulouse - 2011 - Extrait Garonne Ponts Jumeaux Ze Pleiades - Toulouse - 2012 - Extrait Garonne Ponts Jumeaux

Du Zénith à la basilique Saint-Sernin et passant par les Ponts-Jumeaux. 3 extraits d’images
acquises par le satellite Spot 5 en 2002, 2005 et 2011 et un extrait de l’image Pléiades
de janvier 2012. Copyright CNES - Distribution Airbus DS

 

Construit de 1997 à 1998, le Zénith de Toulouse a été inauguré en avril 1999. Ses plus grandes dimensions sont de 135 mètres sur 110, pour une hauteur de 26 mètres. Il avait été gravement endommagé par l’explosion de l’usine AZF en septembre 2001.

On peut également voir le musée des abattoirs : les travaux pour la création de l’ « espace d’art moderne et contemporain de Toulouse Midi-Pyrénées » ont débuté en 1997 et Les Abattoirs ouvrent officiellement en 2000.

Parmi les évolutions d’envergure les plus récentes, les toulousains reconnaîtront facilement la ZAC des Ponts-Jumeaux, où 1500 logements ont récemment remplacé 8 hectares de frîches industrielles entre le Boulevard de l'Embouchure, les rues Kruger et Daydé et le Boulevard de Suisse.

 

Toulouse - Pont-Jumeaux - Jean Gueguiner - Juillet 1976 Le quartier des Ponts-Jumeaux en juillet 1976. Photographie prise d'hélicoptère par
Jean Guéguiner (fonds photographiques du Conseil général de Haute-Garonne).
Un oeil exercé peut identifier les subtiles différences avec le même quartier en 2012...

 

Nous n’irons (presque) plus au bois : le quartier de Limayrac, la zone d’activités de la pleine et la Cité de l’espace

 

Spot 5 - Toulouse - 2002 - Extrait Limayrac - Terre Cabade Spot 5 - Toulouse - 2005 - Extrait Limayrac - Terre Cabade
Spot 5 - Toulouse - 2011 - Extrait Limayrac - Terre Cabade Pleiades - Toulouse - 2012 - Extrait Limayrac - Terre Cabad

Le cimetière de Terre Cabade, le quartier de Limayrac, la Cité de l’espace et l’aérodrome de Lasbordes. Extraits d'images acquises par le satellite Spot 5 en 2002, 2005 et 2001 et par
le satellite Pléiades en janvier 2012. Copyright CNES - Distribution Airbus DS

 

Vue de l'espace, la structure du cimetière, à proximité de l’observation de Jolimont contraste avec le reste de la ville.

Les premières habitations du quartier de Limayrac datent de l'an 2000. Sur l’image de 2002, la zone est encore en travaux. Le contraste est impressionnant avec l’ancien bois de Limayrac, visible sur les images satellites acquises jusqu’en 1998. Le contraste est saisissant quand on observe la surface occupée par le bois de Limayrac prise par SPOT 1 en 1986.

Egalement invisible sur l’image de 1986, la Cité de l’espace a ouvert en juillet 1997. Un an plus tard, la station MIR est installée dans le parc. Le nouveau bâtiment Astralia, avec le planétarium et la salle Imax, est inauguré en avril 2005. Pour la petite histoire, deux autres articles du blog Un autre regard sur la Terre vous permettront de découvrir la Cité de l'espace vue par le satellite radar TerraSAR-X et la Cité de l'espace photographiée par un ballon dirigeable dans le cadre d'un atelier proposé par le CNES et Planète Sciences Midi-Pyrénées.

A proximité de la zone verte de l’Hers et dans le prolongement des hangars de Lasbordes, c’est le magasin Leroy-Merlin qui a finalement ouvert en 2004, après une saga juridique de plus de dix ans : terrain acheté en 1991, travaux démarrés en 1993 et stoppés en juin 1994.

 

L’aéroport de Toulouse-Blagnac, Aéroconstellation et l’usine Jean-Luc Lagardère

La série d'images suivante montre l'évolution de la zone de l'aéroport de Toulouse-Blagnac et des environs immédiats.

Les satellites n’ont pas été témoins de toute l’histoire de l’aéroport de Toulouse Blagnac et des usines Airbus. En 1947, la longueur de la piste sud est portée à 1700 m. Entre 1964 et 1968, les pistes sont portées à 3000 puis 3500 mètres pour accueillir tous les types d’avions commerciaux. C’est de là que le Concorde, en mars 1969, et l’Airbus A380, en avril 2005, décolleront pour leurs premiers vols. Les aérogares Blagnac 1 et Blagnac 2 sont respectivement inaugurés en 1953 et 1978.

Jean-Pierre Defoy, qui anime le site japy-collection, m'a aimablement communiqué cette carte postale qui montre l'aérogare de Toulouse-Blagnac. Ici aussi, un oeil exercé pourra jouer au jeu des 7 erreurs entre cette photographie aérienne et la situation actuelle de l'aéroport de Blagnac en 2016.

 

Toulouse---Aeroport-Blagnac---Japy---Editions-Cely---Marce.jpg

Toulouse-Blagnac. Carte postale montrant une vue aérienne de l'aérogare.
Ne cherchez pas les parkings. Photo-reportage YAN.
Editions Cely - Marcel Pendaries - Toulouse. Crédit image : Japy collection

 

Sans remonter aussi loin, les travaux suivants sont visibles sur la série d’images SPOT : une nouvelle extension de l’aérogare et une nouvelle tour de contrôle sont mis en service en 1993. Le parking couvert P3 est inauguré en 2002 et la construction du nouveau hall D a commencé en 2005. Le développement du trafic nécessite l’extension des parkings voyageurs autour de l’aérogare. Cette évolution est très visible sur les images satellite.

Spot 5 - Toulouse - 1986 - Extrait aéroport blagnac Spot 5 - Toulouse - 1995 - Extrait aéroport blagnac - RR2
Spot 5 - Toulouse - 1998 - Extrait aéroport blagnac Spot 5 - Toulouse - 2002 - Extrait aéroport blagnac - RR2
Spot 5 - Toulouse - 2005 - Extrait aéroport blagnac - RR2 Spot 5 - Toulouse - 2011 - Extrait aéroport blagnac - RR2

  Les environs de l’aéroport Toulouse Blagnac. Extraits d’images SPOT acquises en 1986, 1995, 1998,
2002, 2005 et 2011. Copyright CNES – Distribution Airbus DS

 

Le développement des usines Airbus au sud et au nord des pistes est également très spectaculaire.

Conçue pour la construction des avions A380, l’usine Jean-Luc Lagardère, un bâtiment de 500 mètres de longueur sur 250 mètres de largeur et 45 mètres de hauteur pouvant accueillir jusqu’à huit modules d’assemblage de l’A380, est inaugurée en mai 2004 et la zone industrielle Aéroconstellation en octobre 2004. C’est ici qu’ont été transférés les ateliers du site historique de Montaudran, où Air France effectuait des opérations d’entretiens de moyens-porteurs. Avec le développement de la ville, la piste historique s’est retrouvée enclavée au coeur de l’agglomération.

Le quartier de Montaudran fait lui-même désormais l’objet d’un projet d’aménagement important : la ZAC Montaudran et l'Aerospace Campus, avec l’ambition d’installer la plus grande concentration européenne en recherche aéronautique et spatiale.

 

Spot 5 - Toulouse - 1995 - Travaux rocade Arc-en-cielLes travaux de la rocade Arc-en-Ciel sont très visibles sur cet extrait de l'image du satellite
SPOT 3 acquise en 1995. Copyright CNES - Distribution Airbus DS

 

La croissance démographique, moteur du développement de la ville…

Selon l’INSEE, Toulouse Métropole, la communauté urbaine du Grand Toulouse, a vu sa population augmenter de près de 50% entre 1982 et 2013. Les 37 communes comptent aujourd’hui près de 735000 habitants.

 

Aire-Urbaine-Toulouse---Evolution-1990-1999.jpgAire-Urbaine-Toulouse---Evolution-1999-2007.jpgEvolution de la population de l'Aire Urbaine de Tououse. En haut, entre 1990 et 1999.
En bas, entre 1999 et 2007. Notez l'évolution entre la progression centrale et la progression
périphérique. Source : INSEE.

 

En janvier 2009, dans une note intitulée « Toulouse, moteur de la forte poussée démographique en Midi-Pyrénées », l’INSEE indiquait que « Toulouse se place au premier rang des grandes villes françaises en matière d’accroissement démographique, tant pour la ville-centre que pour l’agglomération ».

Pour l’ensemble de la région Midi-Pyrénées, ce sont surtout les nouveaux arrivants qui contribuent au dynamisme de la démographie: en Midi-Pyrénées, les naissances n’ont compté que pour moins de 10% du total des 32000 personnes supplémentaires par an entre 1999 et 2006. Par contraste, pour la commune de Toulouse, le fort excédent naturel explique 42 % de la croissance de la ville.

 

Des écoles à construire ?

Pour ses statistiques, l’INSEE s’intéresse d’abord à la continuité du bâti et utilise plusieurs définitions normalisées : Ville-Centre, l’Unité Urbaine et l’Aire Urbaine). En langage courant, cela correspond respectivement à la ville intra-muros, à la ville et sa banlieue immédiate (agglomération) et à la ville avec sa couronne périurbaine.

De manière générale, je vous recommande de consulter le site de l’INSEE pour comprendre la terminologie et les nouvelles règles liées au changement de méthode de recensement appliquée depuis 2008 (en particulier la notion de population légale millésimée) L’aire urbaine de Toulouse, c’est 342 communes : Toulouse, 71 communes de la banlieue, et 270 dans la couronne périurbaine.

Au 1er janvier 2007, elle compte 1 118 472 habitants, en cinquième position derrière Paris, Lyon, Marseille et Lille mais avec la plus forte croissance annuelle (1,9 %). Sans être un expert des statistiques, la circulation sur la rocade ou les prix de l’immobilier permettent de se faire une bonne idée de cette évolution. La croissance démographique de la couronne périurbaine accélère depuis 1999 (+ 3,1 % par an).

Contrairement à celui de la ville-centre, le dynamisme périurbain est surtout lié à l’afflux de nouvelles populations : l’excédent migratoire y représente 85 % de la croissance. D’après l’INSEE, la commune Toulouse compte 447 000 habitants (population légale en vigueur au 1er janvier 2012).

Quatrième ville de France, elle a vu sa population progresser à un taux annuel moyen supérieur de 1,7 % depuis 1999, soit 56 000 habitants supplémentaires. La banlieue représente un peu moins de la moitié de la population de l’agglomération dans ses limites définies en 1999. Bien qu’encore très soutenue, la croissance de la banlieue ralentit depuis les années 60-70 où elle atteignait des niveaux exceptionnels (+ 8 % par an). La moyenne depuis 1999 est de 1,6 % par an.

Par exemple, la population de L’Union, en croissance de plus de 20 % par an au début des années 60, celles de Ramonville et de Saint-Orens, en hausse de plus de 20 % par an au début des années 70, se stabilisent… Après avoir augmenté à un rythme constant depuis 1975, la croissance démographique de la couronne périurbaine accélère depuis 1999 (+ 3,1 % par an).

Assez naturellement, les communes périurbaines les plus dynamiques se situent souvent près des axes autoroutiers (+ 7,2 % pour Castelnau-d’Estretefonds, + 6,3 % pour Saint-Sulpice, + 4,7 % pour Baziège). Contrairement à celui de la ville-centre, le dynamisme périurbain est surtout lié à l’afflux de nouvelles populations : l’excédent migratoire y représente 85 % de la croissance.

 

Travail à l'école sur les images satellites

Les images publiées par le CNES et Airbus Defence and Space sont d'abord destinées à illustrer des panneaux de l'exposition réalisée pour les 30 ans de SPOT : elles ne sont pas superposables.

Pour permettre un travail pédagogique en calsse sur les séries temporelles et l'évolution des quartiers de Toulouse, je me suis amusé à tenter de les rendre parfaitement superposables.

Ce n'est pas évident à partir de fichiers au format jpeg sans référence cartographique mais, avec un peu de sueur, on y arrive... Il n'est pas non plus conseillé d'enregistrer en jpeg des images jpeg après traitement : ce n'est pas très bon car les effets du codage se cumulent et cela dégrade rapidement les images. Si vous faites des traitements successifs sur des images, sauvegardez toujours votre travail intermédiaire dans un format "sans perte" (TIFF, Raw, etc.)

Mais bon, sans avoir accès aux images au format d'origine, ce bricolage donne une assez bonne idée des changements... Cela permet de comparer plus facilement les différentes images et de localiser ces changements au fil du temps.

Si vous êtes intéressé, contactez-moi, je pourrai vous passer ce "sandwich d'images" au format Gimp-2 ou Paintshop Pro.

 

En savoir plus :

 

Vue générale de Toulouse - Taylor - NeurdeinVue générale de Toulouse. Dessin de Taylor, d'après une photographie de M. Neurdein

 

 

 

 

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23 février 2016 2 23 /02 /février /2016 10:39

 

30 ans SPOT - Anniversaire - Première image - Multispectrale - Djebel Amour au nord du Sahara algérien. Une des premières images du satellite SPOT 1. Image multispectrale - Sahara algérience - Acquise le 23 février 1986 à 10h39 UTC. Copyright CNES 1986. Distribution Airbus DS

Le Djebel Amour au nord du Sahara algérien. Une des premières images du satellite SPOT 1.
Image multispectrale acquise le 23 février 1986 à 10h39 UTC.
Copyright CNES 1986. Distribution Airbus DS

 

Un bon point avec la première image...

La « première image » d'un satellite d'observation est un évènement important. Très vite après le lancement, il faut vérifier que le satellite fonctionne bien et montrer au monde entier ce qu’il sait faire. SPOT 1 transmet ses premières images en un temps record.

Le 23 février 1986, le lendemain du lancement de SPOT 1, en fin de matinée, les équipes du CNES et de Spot Image (aujourd’hui Airbus Defence and Space) voient s'afficher à l'écran les premières données transmises en temps réel. Le satellite défile du nord au sud, sur une orbite en visibilité de la station de réception d’Issus-Aussaguel. Le nord de l’Europe et la Scandinavie sont sous les nuages mais, au-dessus de Hambourg, le ciel est dégagé. Une première impression très positive...

Emotion et émerveillement : la résolution de 10 mètres met en évidence des détails remarquables. Impression confirmée au survol de la ville de Nice et de la plaine du Pô en Italie : les routes et les villes se distinguent parfaitement dans la campagne enneigée.

 

30 ans du satellite SPOT - Anniversaire SPOT 1 - Première image - En Italie, la plaine du Pô sous la neige - Mode panchromatique - Copyright CNES 1986. Distribution Airbus DS

En Italie, la plaine du Pô sous la neige. Une des premières images acquises en mode panchromatique
par le satellite SPOT 1 quelques heures après son lancement.
Copyright CNES 1986. Distribution Airbus DS

 

Une image multispectrale, avec une résolution de 20 mètres, est acquise au nord du Sahara algérien, à la verticale du Djebel Amour : la composition colorée des bandes verte, rouge et proche infra-rouge donne une image très esthétique. Elle reste dans les mémoires comme « la première image » de SPOT 1.

 

Extrait de l'image multispectrale du Djebel Amour acquises le 23 février 1986
par le satellite SPOT 1 quelques heures après son lancement.
Copyright CNES 1986. Distribution Airbus DS

 

Les tirages en grand format sont présentés au cours d’une conférence de presse à Paris. Par précaution, deux exemplaires sont partis de Toulouse à bord de deux avions différents (l'un des deux avions était peut-être un train...)

 

Révolution de la résolution

Les partenaires du programme SPOT et tous les spécialistes du spatial comprennent que le marché de l’imagerie satellite, dominé jusqu'à présent par les Etats-Unis avec Landsat, vit une révolution : SPOT 1 est le premier satellite civil à pouvoir livrer des images aussi détaillées. 2 mois plus tard, les images de l'accident de la centrale nucléaire de Tchernobyl confirmeront ce grand changement.

 

Trace au sol du satellite SPOT 1 - 23 février 1986 - Premières images - Hambourg - Plaine du Po -  Nice - Djebel Amour

Illustration montrant la trace au sol du satellite SPOT 1 le 23 février 1986 au moment de
l'acquisition des premières images. Les nostalgiques des années SPOT 1 se souviennent certainement des fameuses grilles de référence SPOT (GRS) et des paramètres KJ utilisés pour localiser une région.
Pour le Djebel Amour, c'est 50-282 qu'on retrouve en en-tête de la première image. Toutes les première
images correspondent à K =50. Crédit image : CNES

 

La "vraie" première image de SPOT 1...

Elle a été prise avant le lancement ! Une blague ? Pas du tout : les lecteurs du blog Un autre regard sur la Terre savent que c'est vrai. Il y a eu des images SPOT prises au sol pendant des essais. J'en avais fait un quiz en septembre 2011 avec une image prise par l'instrument de SPOT 4.

Il y a eu aussi une image de SPOT 1, faite à Toulouse pendant un essai réalisé chez Matra Espace (aujourd'hui Airbus Defence and Space). Si vous habitez à proximité, vous reconnaitrez peut-être les lieux. Ils ont un peu changé et les couleurs sont un peu spéciales...

 

30 ans de Spot - Première image de Spot 1 - Coteaux Saint-Orens - Matra Espace - Airbus - Instrument HRV - Essai au sol - Courtoi - Toulouse.

La "vraie" première image de Spot 1, réalisée à l’occasion d’un essai au sol d’un modèle d’ingénierie
de l’instrument HRV. Extrait d’une photographie scannée aimablement fournie par Philippe Delclaux

 

Michel Courtois, à l’époque chef de projet du programme SPOT 1, se souvient parfaitement des détails de ce test. L'essai a été mené avec le modèle d'ingénierie de l'instrument de SPOT 1 pour ne pas avoir le problème de pollution à l'air qui aurait rendu impossible une telle expérience avec un modèle de vol.

L' instrument a été placé dans le radome de mesure de diagramme d' antenne d' Astrium, le radome avec une face ouverte, le HRV vertical pouvant pivoter en rotation horizontale avec le système prévu normalement pour le déplacement d' antennes. Les barrettes CCD étaient donc verticales et le balayage rotatif horizontal. Un enregistreur du CRIS (centre de rectification des images SPOT) a été couplé au dispositif pour enregistrer les images et les visualiser en "quick look" puis en format impression.

Le résultat est l'’image de la colline de Balma avec le château sur la colline (il s’agit ici d’une photographie papier scannée). Il s’agissait d’un essai « end-to-end » destiné à vérifier la totalité de la chaîne image : acquisition, traitement à bord, enregistrement, télémesure, décommutation et visualisation au sol… Des images ont été enregistrées en position fixe et visualisées chez SEP Image (aujourd’hui Airbus Defence and Space). Deux phénomènes bizarres ont été mis en évidence : le passage d'un train qui en "quick look" montrait des fluctuations de signal, et des réflexions dues à l'absence de masques internes au HRV qui ont été renforcés sur les modèles de vol.

On peut dire que c'est la VRAIE première image de SPOT 1 (ou au moins une copie), un exercice qui aurait réjoui les adeptes de la photographie argentique : reproduction couleur faite par superposition de clichés noir et blanc à travers des filtres colorés et autres petites prouesses informatiques… Le JPEG n'avait pas encore été inventé !

 

La famille SPOT s'agrandit : d'autres photos de famille...

Au moment où SPOT 1 est lancé, on fabrique déjà à Toulouse SPOT 2. SPOT 3, SPOT 4 et SPOT 5 suivront entre 1990 et 2002. Avant les deux satellites à très haute résolution Pléiades-1A et Pléiades-1B puis la nouvelle génération de satellites SPOT avec SPOT 6 et SPOT 7.

A chaque fois, les premières images seront l’occasion d’illustrer les nouvelles caractéristiques techniques et les performances de chaque satellite. Vous pouvez voir ces premières images sur la page « Quand les satellites ouvrent l’œil pour la première fois » mais la famille SPOT mérite à article à part entière. A suivre…

 

La dernière image de SPOT 1 : retour à ses premières amours

Ou plutôt son premier Djebel Amour...

SPOT 1 a eu une durée de vie exceptionnelle. Conçu par une durée de vie nominale de 3 ans, il a fonctionné jusqu’à la fin de l’année 2003 et fourni plus de 2,7 millions d’images. Il est possible que la défaillance rapide des enregistreurs de bord, en limitant la décharge des batteries, ait contribué à cette longévité record mais je n’ai pas pu me faire confirmer cette hypothèse.

La première défaillance importante survient en 2001 : une dégradation brutale du panneau solaire avec une perte de capacité supérieure à 10%, probablement une rupture d’une des connexions entre les différents sous-ensembles de cellules photovoltaïques. L'état du panneau solaire pouvant évoluer de façon imprévisible, il y a un risque de perdre définitivement le contrôle du satellite.

Comme pour les adieux de SPOT 5 à la fin de l’année 2015, le CNES décide alors de procéder à la désorbitation de SPOT 1, en le plaçant sur une orbite plus basse. Les opérations ont lieu du 18 au 28 novembre 2003.

A priori, les recommandations de l’IADC (Inter Agency Space Debris Coordination Committee), qui demandent de prévoir pour tout satellite en orbite basse un retour dans l’atmosphère en moins de 25 ans, ne s’applique pas à SPOT 1 : sa conception est bien antérieure. La plateforme de SPOT ayant été conçue pour servir aussi au futur satellite militaire Hélios, il restait suffisamment d’ergols (hydrazine) dans les réservoirs du satellite pour effectuer cette série de manœuvres : des freinages successifs abaisseront le périgée de l’orbite à 574 km d’altitude.

 

Souvenirs, souvenirs…

Avant de procéder à cette ultime opération dans la vie de SPOT 1, les équipes de Spot Image (aujourd'hui Airbus DS GEO) ont eu l’idée d’acquérir une dernière image « souvenir ». Devinez-où ? Au-dessus du Djebel Amour bien sûr…

La dernière image date du 18 septembre 2003 à 10h37 UTC. Voici une copie du quick-look de la première et de la dernière images prises par SPOT 1 qui m’ont aimablement été communiquées par Philippe Delclaux.

 

30 ans du satellite SPOT - Anniversaire - Première et dernière images - Djebel amour - Février 1986 - Septembre 2003 - CNES - Spot Image

De 1986 à 2003 : une longévité exceptionnelle pour SPOT 1 et 17 années entre la première
et la dernère image du Djebel Amour acquises par le satellite SPOT 1. Version scannée
de deux quicklooks. Crédit image : CNES - Distribution Airbus DS.

 

En savoir plus :

 

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15 février 2016 1 15 /02 /février /2016 08:56

C’était le dernier lancement de l’année 2015. Le 28 décembre 2015, à 16:04 UTC, une fusée chinoise Chang Zheng 3B décollait de Xichang pour mettre en orbite le satellite Gaofen-4.

Un drôle de gros oiseau d'une masse de 4,6 tonnes : un satellite d’observation de la Terre sur une orbite géostationnaire, prévu pour une durée de vie de 8 ans.

 

Gaofen-4 - Everest - Observation de la Terre en orbite géostationnaire - satellite chinois - GEO

Une des premières images du satellite chinois Gaofen-4 : l'Everest vu depuis l'orbite géostationnaire.
Image acquise le 11 janvier 2016
. Crédit image : SASTIND

 

Il est haut le LEO ? Non, il est bas…

La plupart des satellites d’observation optiques sont mis sur des orbites basses, entre 600 et 900 km d’altitude, quasiment polaires et souvent héliosynchrones pour observer la Terre dans les mêmes conditions d’éclairement à chaque passage au-dessus d’une même région. Tous les satellites de la famille Spot, les deux satellites Pleiades, les missions Sentinel de Copernicus, Aqua et Terra, Landsat 8, les satellites Worldview sont sur des orbites LEO (pour Low Earth Orbit).

Ils « défilent » le long de leur orbite à une vitesse de l’ordre de 27000 km/h (7500 m/s) et, comme sur une photocopieuse, c’est le déplacement d’un capteur dans le sens de ce mouvement qui produit l’image.

Les meilleurs instruments des satellites civils, ceux à très haute résolution, produisent ainsi des images avec une résolution de quelques dizaines de centimètres sur un champ assez étroit (de quelques kilomètres à quelques dizaines de kilomètres). Pour d’autres instruments, on privilégie la revisite (la capacité de repasser rapidement au-dessus de la même région) avec un champ plus large et une résolution plus grossière : OLI sur Landsat 8 et MSI sur Sentinel-2 fournissent des images de plusieurs centaines de kilomètres de fauchée et une résolution de quelques dizaines de mètres (de 10 à 60 mètres selon les bandes spectrales).

 

Gaofen-4 - Pékin - Beijing - Smog- Observation de la Terre en orbite géostationnaire - satellite chinois - GEO - Janvier 2016

Deux images de la région de Pékin (Beijing) prise par le satellite Gaofen-4.
A gauche, une image prise le 21 janvier 2016, avec une épaisse couverture dans smog.
A droite, une image du 25 janvier, avec une atmosphère plus claire. Crédit image : SASTIND

 

GEO c’est cool aussi…

Il existe déjà des instruments d’observation embarqués sur des satellites géostationnaires, à une altitude d’environ 35800 km,  la verticale de l’équateur, la seule orbite qui donne une position apparemment fixe par rapport à la Terre. Ce sont surtout des instruments de météorologie comme ceux des satellites Meteosat d’Eumetsat ou des GOES américains.

Il y a aussi l’instrument GOCI à bord du satellite coréen COMS, un instrument de mesure de la couleur de l’eau (GOCI = Global Ocean Color Imager). Dans les deux cas, la résolution reste assez moyenne, entre 250 mètres et 1000 mètres.

A ma connaissance, Gaofen-4 est le premier satellite d’observation de la Terre depuis l’orbite géostationnaire (GEO) dont les images ont une résolution de l’ordre de 50 mètres.

 

Gaofen-4, l’observation permanente à 50 mètres de résolution

Cela peut paraître très modeste mais c’est une première : le grand avantage de l’orbite géostationnaire est l’observation permanente ou à une fréquence très élevée. Il est possible qu’il puisse faire des séquences vidéo ou des pseudo-vidéos, sans changement de point de vue (impossible avec un satellite sur une orbite à défilement). La Chine annonce pouvoir prendre des images toutes les minutes.

Evidemment, la résolution se dégrade quand on s’éloigne de l’équateur. Elle est inexploitable aux latitudes élevées. La résolution de dégrade également quand on dépointe l’axe de visée vers l’ouest ou vers l’est.

D’après ce que j’ai pu lire, Gaofen-4 serait positionné à la longitude 110°E, pratiquement à la verticale de singapour, permettant ainsi de couvrir toute la Chine (sauf la partie nord) et l’Asie du sud-est mais aussi l’Inde, l’Australie et une partie de l’Océan Indien et de l’Océan Pacifique.

Au cours de la journée, Gaofen-4 fournit des images en couleurs à 50 mètres de résolution. Il embarque aussi un instrument infrarouge thermique pour l’observation nocturne (par exemple pour le suivi des grands incendies). Dans ce cas, la résolution des images est de 400 mètres.

L’exemple suivant, même si la qualité de l’image publiée n’est pas très bonne, illustre à la fois la capacité d’observation nocturne et l’observation répétée à cadence élevée.

 

Gaofen-4 - Série temporelle - Revisite - Incendies en Australie - Observation de la Terre en orbite géostationnaire - satellite chinois - GEO - Janvier 2016

Les incendies en Australie au mois de janvier 2016 : séquence d’images au-dessus d’une même
zone prises dans l’infrarouge thermique par le satellite Gaofen-4. Les images sont acquises toutes
les 5 minutes. Crédit image : SASTIND

 

7000 km : c’est long à pied, surtout par la Chine…

Depuis son poste d’observation Gaofen-4 peut s’orienter et pointer son télescope pour couvrir une région d’environ 7000 km sur 7000 km. 49 millions de km2 en Asie, qu’il s’agisse de terres émergées ou d’océan.

Chacune des images couvre un champ de 400 km de côté (160000 km2). Elles seraient donc acquises par un détecteur ou plutôt un assemblage de détecteurs de 8000 par 8000 pixels, soit l’équivalent d’un très bel appareil photo de 64 mégapixels ? Plus probablement, les images sont elles-mêmes construites par mosaïquage de vignettes élémentaires de taille plus réduite (par exemple 1000 x 1000 ou 2000 x 2000 pixels).

Les images illustrant cet article ont été publiées début février par le SASTIND (State Administration of Science, Technology and Industry for National Defence).

Le satellite est développé par le consortium CASC (China Aerospace Science & Technology Corporation) et les moyens sols sont sous la responsabilité du CRESDA (Centre for Resources Satellite Data and Application).

Les applications annoncées concernent les affaires civiles, les forêts, les tremblements de Terre et la gestion des catastrophes naturelles, la prévision du temps.

Les lecteurs du blog Un autre regard sur la Terre savent bien que, dans le cas des catastrophes naturelles, une des contraintes d’utilisation des satellites en orbites basse est la difficulté à garantir l’acquisition d’images avec un délai très court. Les services opérationnels comme la Charte Internationale Espace et Catastrophe Majeures ou le Copernicus Emergency Mapping Service (EMS) contournent les lois de la mécanique spatiale en multipliant le nombre de satellites utilisés.

Même si la résolution de Gaofen-4 est insuffisante pour fournir des images utiles en zone urbaine (la résolution métrique ou submétrique est nécessaire), ce satellite d’observation depuis l’orbite géostationnaire est un premier élément de réponse à l’observation réactive. C’est aussi un excellent outil de surveillance et il ne fait aucun doute que, malgré la résolution encore modeste, Gaofen-4 sera utilisé pour des missions de surveillance voire de défense, par exemple pour observer les déplacements de gros navires ou le sillage de navires rapides, ou de détection de changement.

 

Gaofen-4 - Delta du fleuve jaune - Observation de la Terre en orbite géostationnaire - satellite chinois - GEO - Janvier 2016 Gaofen-4 - Zhu Jiang - Rivière des perles - Delta - Observation de la Terre en orbite géostationnaire - satellite chinois - GEO - Janvier 2016

Le delta du fleuve jaune et celui du Zhu Jiang (la rivière des perles) vus par le satellite
d’observation géostationnaire Gaofen-4. Crédit image : SASTIND

 

En famille

Gaofen-4 fait partie du programme CHEOS (China High-Resolution Earth Observation System), présenté par la Chine comme un programme dual, servant à la fois des utilisateurs civils et militaires.

Les satellites Gaofen-1, 2, 3 , 5 et 8 ont déjà été lancés et mis en orbite basse. Ils emportent différents instruments, optiques ou radar.

Ils sont complétés par la famille des satellites Jilin à plus haute résolution (80 cm pour Jilin-1 lancé en octobre 2015). La Chine a annoncé vouloir lancer 138 petits satellites  d’ici 2030, pouvant survoler chaque point de la Terre toutes les 10 minutes : mettre en place une constellation massive est la seconde possibilité d’augmenter la fréquence de passage au-dessus de n’importe quel point de la surface terrestre.

 

Gaofen-4 - Tibet - Namtso Lake - Observation de la Terre en orbite géostationnaire - satellite chinois - GEO

Au Tibet, le lac Nmatso vu depuis l'orbite géostationnaire par le satellite chinois Gaofen-4.
Image acquise le 11 janvier 2016

 

Et après…

Le critère de Rayleigh, présenté dans un article sur la résolution des satellites d’observation, décrit comment le phénomène de diffraction limite la performance d’un instrument d’observation. Cette formule simple indique que pour augmenter la résolution angulaire, il faut augmenter le diamètre de l’instrument. La finesse des détails visibles décroit aussi quand la longueur d’onde augmente, par exemple dans l’infrarouge thermique.

En appliquant la formule de Rayleigh, on peut estimer que, à  35800 km d’altitude, l’instrument de Gaofen-4 doit avoir un miroir de l’ordre de 100 à 110 cm de diamètre (pour fournir une résolution de 20 mètres à 0,5 µm de longueur d’onde).

C’est certainement une première étape avant de réaliser un miroir de plus grande taille. Dans certains papiers présentés par des chinois, on parle même d’un miroir de 20 mètres de diamètre. Beaucoup plus que Hubble (2,4 mètres) où même que le James Webb Space Telescope alias JWST (6,5 mètres environ de diamètres composé de dix-huit segment de 1,30 mètres) dont on vient d’assembler le dernier segment. Est-ce réaliste ?

En Europe Airbus Defence and Space, travaille sur GO3S, un concept de système d’observation en orbite géostationnaire utilisant un miroir d’environ 4 mètres de diamètre et permettant de produire des images avec 3 mètres de résolution au-dessus de l’équateur.

 

Gaofen-4 - Barrage de Xiaolangdi - reservoir - Observation de la Terre en orbite géostationnaire - satellite chinois - GEO - Janvier 2016 Gaofen-4 - Dunhuang - Province de Gansu - Observation de la Terre en orbite géostationnaire - satellite chinois - GEO - Janvier 2016

A gauche, le barrage de Xiaolangdi sur le fleuve Jaune vu depuis l'orbite géostationnaire par le satellite
chinois Gaofen-4. A droite, Dunhuang dans la province de Gansu,
sur la route de la soie, à l'est du désert du Taklamakan. image acquise le janvier 2016 
Crédit image: SASTIND

 

Le choix des premières images publiées, avec l'Australie, le Tibet et l'Everest, n'est certainement pas anodin.

 

En savoir plus :

 

 

 

 

 

 

 

 

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16 septembre 2015 3 16 /09 /septembre /2015 08:29

 

Avezzano - Abruzzes - L'Aquila - Fucino - Sentinel-2 - Agriculture - Copernicus - ESA - Satellites d'observation - Europe - Satellite

Parcelles agricoles à l’est de la ville d’Avezzano en Italie. Représentation en fausses couleurs d’une image
prise par le satellite Sentinel-2A en juillet 2015. Crédit image : European Space Agency (ESA)

 

Un échiquier géant

Voici une image à la géométrie étonnante : une myriade de parcelles rectangulaires couvrant une surface dont la forme rappelle, au choix, celle de l’Australie (inversée) ou la tête d'un cheval, avec un joli petit nuage et son ombre en guise d'oeil.

Nous sommes en Italie dans la région des Abruzzes. La capitale, L’Aquila, partiellement détruite par un tremblement de terre en avril 2009, est à 40 kilomètres au nord. Sur une image satellite plus large ou sur Google Earth, vous verrez le contraste entre cet échiquier géant parfaitement plat et le relief voisin.

Ces champs sont situés à l’est de la ville d’Avezzano. A l’origine, c’est le lac de Fucino ou lac de Celano, le troisième plus grand lac d’Italie. Dès l’antiquité, les romains, à l’époque de César, Claude, Trajan et Adrien, ont tenté de protéger les terres fertiles qui l’entouraient ou de l’assécher complétement.

 

Des pipes et un pape

C’est en 1862 que le prince Alessandro Torlonia confia à un ingénieur suisse la tâche de le drainer complètement. Il creusa un canal de 6,3 kilomètres de longueur et 21 mètre de largeur, bien visible au centre de l’image. Aujourd’hui c’est une des plaines les plus fertiles d’Italie. Pour la petite histoire, le spatial n’est pas loin : en bas à droite de l’image se Fucino où Telespazio a installé sur 37 hectares un des plus grands centres d’opérations spatiales au monde : Il Centro Spazila « Piero Fanti » del Fucino. Il est impossible de les distinguer sur cette image mais il y a au moins une centaine d’antennes. Le centre héberge notamment la station de contrôle des satellites Cosmo-Skymed. A ma connaissance, c’est le seul site spatial visité par un pape : c’était Jean-Paul II en mars 1985.

 

Rouge, Vert, Bleu ?

Les couleurs de base pour former une image sur votre écran de télévision ? Le drapeau de la Gambie ou de la République d’Azerbaïdjan ?

Non, je vais vous parler aujourd’hui d’agriculture et tenter de répondre à trois questions qui vous brûlent les lèvres :

  • Pourquoi voyons-nous la végétation en vert ?
  • Pourquoi est-elle souvent représentée en rouge sur les images provenant des satellites, comme celle de la région d’Avezzano prise par Sentinel-2 ?
  • Pourquoi n’y avait-il pas de bande bleue sur l’instrument des premiers satellites SPOT et Landsat ?

 

Pourquoi voyons-nous la végétation en vert ?

L’œil humain perçoit la lumière pour les longueurs d’onde comprises entre 0,39 µm (bleu) et 0,78 µm (rouge), avec un maximum de sensibilité autour de 0,555 µm, l’équivalent d’un vert jaunâtre.

C’est la photosynthèse qui est responsable de la couleur verte des plantes, perçue par l’œil humain.

Les feuilles des végétaux contiennent de la chlorophylle. Celle-ci absorbe une partie de l’énergie lumineuse du soleil pour transformer eau et dioxyde de carbone (CO2) en sucre (glucose), dont les plantes se nourrissent et oxygène, relâché dans l’atmosphère. Pratiquement le contraire de l’activité humaine qui rejette trop de CO2 depuis le début de l’ère industrielle…

 

Absorption : vert à moitié plein ou vert à moitié vide

Cette réaction a lieu au cœur des cellules de la feuille, dans les chloroplastes qui contiennent la fameuse chlorophylle. Celle-ci absorbe pratiquement toutes les longueurs d’onde du spectre visible, sauf le vert un peu moins absorbé (10% à 50% du vert est réfléchi) et qui correspond aussi à la couleur que l’œil voit le mieux.
C’est pour cette raison que les feuilles nous apparaissent vertes.

En dehors du spectre visible, c’est très différent : presque la moitié du rayonnement proche infrarouge, qui n’est pas affecté par les pigments des feuilles, est réfléchi. Cette partie du spectre lumineux traverse la feuille jusqu’à une couche de cellules irrégulières et d’espaces intercellulaires dans lesquels les gaz échangés avec l’atmosphère sont stockés. A ce niveau, le proche infrarouge est fortement réfléchi.

Au-delà du proche infrarouge, dans les longueurs d’onde dites SWIR (infrarouge à courte longueur d’onde entre 1,4 µm et 3 µm), la teneur en eau de la végétation influence fortement la signature spectrale de la végétation.

Plus la teneur en eau est forte, plus la réflectance de la végétation diminue, en particulier aux deux bandes d’absorption de l’eau, à 1,45 µm et 1,9 µm. Cette plage de longueur d'onde est très utilisée en observation de la Terre pour détecter un état de stress hydrique de la végétation.

Si vous voulez en savoir plus, je vous recommande les liens cités à la fin de cet article : vous découvrirez des noms nouveaux comme le parenchyme palissadique, le parenchyme lacuneux ou mesophylle. Pas évident à placer au scrabble mais ça impressionnera vos amis.

 

L’absorption au tableau noir

Un petit dessin pour résumer tout cela : voici une courbe typique montrant l’évolution approximative de la réflectance d’une végétation en bonne santé en fonction de la longueur d’onde.

 

Courbe de réflectance - végétation - visible - proche infrarouge - NIR - PIR - SWIR - stress hydrique - synthèse chlorophyllienne - photosynthèse - red edge - satellite - télédétection

Synthèse chlorophyllienne et stress hydrique : variation de la réflectance de la végétation en fonction
de la longueur d’onde (visible, proche infrarouge et SWIR). Crédit image : Gédéon
(d'après une illustration originale de Mark R. Elowitz sur l'imagerie hyperspectrale)

 

C’est le moment de parler du « Red Edge », un anglicisme qui désigne la région de changement rapide de réflectance de la chlorophylle entre le rouge et le proche infrarouge.

 

Red edge : plus ou moins raide

Assez récemment, les satellites d’observation ont commencé à embarquer des capteurs permettant de mesurer finement la réflectance dans cette bande de longueur d’onde. Plusieurs études ont montré que cette information aidait à caractériser le type de végétation, son stade de développement et son état de santé. Par exemple, une augmentation la concentration en chlorophylle entraîne un décalage du Red Edge vers le proche infrarouge.

Les satellites Rapid Eye, lancés en août 2008, sont parmi les premiers à embarquer un instrument possédant une bande particulière pour le Red Edge, entre 0,69 µm et 0,73 µm.

Sur Sentinel-2, deux bandes couvrent cette partie du spectre : la bande 5 (entre 0,697 et 0,713 µm) et la bande 6 (entre 0,733 µm et 0,748 µm)

 

Bientôt l’automne ? Le rouge qui tâche…

En plus de la chlorophylle, les cellules végétales contiennent d'autres pigments comme les caroténoïdes ou les anthocyanes qui absorbent différentes longueurs d’onde. La concentration relative de ces différents pigments explique aussi le changement de couleur des feuilles au fil des saisons.

Au cours de la vie d’une plante, de la maturation jusqu’à la sénescence, de manière naturelle ou à la suite d’un stress ou d’une maladie, la signature spectrale va évoluer.  L’augmentation de la concentration des pigments visibles et la baisse de l’activité chlorophyllienne va réduire l’amplitude du red edge : la courbe présentée plus haut devient beaucoup plus “plate”.

L'estimation de la concentration en chlorophylle est aussi un bon indicateur des besoins en azote des cultures. C'est le principe de base de l'agriculture de précision par satellite, comme le service Farmstar pour les céréales ou Oenoview pour la vigne, déjà évoqués sur le blog Un autre regard sur la Terre.

 

L’index de végétation : c’est majeur…

La combinaison d'une faible réflectance dans le visible et d'une réflectance élevée dans le proche infrarouge est une caractéristique de la végétation active. On parle de signature spectrale de la végétation et des indices (index) de végétation ont été définis pour la caractériser sur les images des satellites d’observation de la Terre.

Un des plus connus, le NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) est calculé à partir des canaux rouge et proche infrarouge. Il met en valeur la différence entre la bande visible du rouge et celle du proche infrarouge.

 

NDVI : ne pas se mettre le doigt dans l'oeil

Cet indice est sensible à la vigueur et à la quantité de la végétation. Les valeurs les plus élevées de cet indice correspondent aux végétations avec un fort niveau de photosynthèse.

Voici un autre exemple d’image prise en juillet 2015, il s’agit de l'île de France au sud-est de Melun (en haut à gauche de l’image). On reconnaît facilement la Seine, le confluent avec l'Yonne et les nombreux plans d'eau : l’eau absorbe très fortement le proche infrarouge et, un peu moins, le rouge. Le vert disparaît presque totalement au-delà de 30-50 mètres de profondeur. L’intérêt de cette image, prise au milieu de l’été, est de présenter plusieurs types de végétations et de cultures : forêts, parcelles de céréales déjà fauchées (moins de chlorophylle) et prairies et cultures encore en croissance (par exemple maïs) pour lesquelles l’activité chlorophyllienne est encore importante. Notez le contraste entre les parcelles cultivées et les forêts en rouge plus sombres (Fontainebleau, Melun, etc.) et la "lisibilité" des cours d'eau et des plans d'eau. La ville de Sens est juste à l'extérieur de l'image "en bas à droite".

 

La région parisienne vue par satellite - Ile de France - Sentinel-2 - Agriculture - Seine - Marne - Copernicus - Parcelles agricoles - Maturation et sénescence - Végétation - Fausses couleurs - ESA - Copernicus

Le sud-est de la région parisienne vue par le satellite Sentinel-2A en juillet 2015.
Crédit image : European Space Agency (ESA)

 

La végétation en rouge sur les images des satellites : la vérité sur les fausses couleurs

La technique de « fausses couleurs » consiste à représenter une série de mesures (cela peut être une image en niveaux de gris) avec des couleurs pour rendre les différences plus visibles. C’est par exemple le cas avec les cartes de température pour bien mettre en évidence les gradients thermiques.

Dans le cas d’images multispectrales, il vaudrait mieux parler de représentation colorée ou de composition colorée. Mais le terme « fausses couleurs » reste très répandu en observation de la Terre pour exprimer la différence avec une représentation en couleurs naturelles.

Votre écran de télévision ou d’ordinateur utilise trois couleurs de base (le rouge, le vert et le bleu, alias RVB ou RGB dans la langue de Shakespeare) pour afficher toutes les nuances colorées d’une image.

Tout se passe bien quand on représente des images dans le spectre visible en couleurs naturelles. Cela se complique un peu avec les satellites d'observation qui ont des bandes spectrales en dehors du spectre visible.

En observation de la Terre, quand il s’agit de combiner d’autres bandes spectrales, la manière de les affecter aux couleurs de base RVB définit une composition colorée.

 

Je suis une bande de jaune à moi tout seul…

Une des compositions colorées les plus utilisées en télédétection consiste à effectuer une translation (décalage) de spectre :

  • La bande proche infrarouge est représentée en rouge.
  • La bande rouge est représentée en vert.
  • La bande verte en bleu.

Il existe beaucoup d’autres représentations colorées. Evidemment, elles sont possibles uniquement si l’instrument embarqué au bord du satellite fournit un nombre important de bandes spectrales (comme MERIS sur Envisat, MODIS sur Terra et Aqua, OLI sur Landsat 8 et désormais MSI sur Sentinel-2). Le blog Un autre regard sur la Terre a souvent publié des images MODIS avec différentes représentations colorées mettant en évidence la neige et les nuages ou la végétation détruite par les incendies.

 

Après l'échiquier, le jeu de Pacman géant...

Tout s’éclaire ? Voilà pourquoi un champ irrigué, par exemple par pivot central comme sur l’image qui suit, ou une prairie avec une herbe bien grasse prennent cette couleur rouge vif. L’eau est noire, bleu sombre ou prend des nuances plus colorées selon la concentration en sédiments et en phytoplancton.

Voici un autre d'exemple très spectaculaire d'agriculture irriguée. Après les rectangles, des cercles parfaits. Des centaines. En fait, des parcelles irriguées par un système d'irrigation à pivot central. Une belle collection  de CD parmi lesquels se cachent quelques pacmans... Sur son site Internet, le CNES a proposé de les compter. Combien en voyez-vous ?

 

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Des parcelles irriguées par pivot central en Arabie Saoudite dans la région de Turbajal.
Composition colorée avec la bande proche infrarouge à partir d’une
image prise par le satellite Sentinel-2A en juillet 2015. En bas, extrait de l’image.
Crédit image :
European Space Agency (ESA)

 

Pourquoi n’y avait-il pas de bande bleue sur l’instrument des premiers satellites SPOT et Landsat ?

Sur un satellite d’observation, le choix des bandes spectrales, comme la résolution et la fauchée, fait partie  des caractéristiques essentielles, dictées par la mission et les applications visées, les possibilités techniques et l’enveloppe budgétaire.

Comme son nom l'indique, le premier satellite civil d'observation américain, Landsat (alias ERTS), avait pour mission l'étude des terres émergées à moyenne résolution.

Par opposition aux premiers Landsat à résolution moyenne qui visaient les domaines de l’agriculture, la forêt, la géologie, la mission des premiers satellites SPOT comprend dès le départ la cartographie à plus grande échelle.

D’où le choix d’un instrument double, permettant soit la vision stéréoscopique soit la double fauchée (120km), à plus haute résolution (10 mètres pour la bande panchromatique).

Pour l’instrument multispectral, il faut faire un choix : la technologie et la complexité de la séparation des longueurs d’onde limitent  le nombre de canaux à 3 : les bandes spectrales choisies ciblent explicitement l’agriculture et l’étude de la végétation.

 

Décalage vers le rouge…

Donc, pas de bande couvrant la partie bleue du spectre. On a vu plus haut que cela n’empêchait pas de travailler sur l’océanographie côtière, le littoral et les estuaires de fleuves (sédiments, phytoplancton) mais il faut par contre un peu de gymnastique pour produire des images en « pseudo couleurs naturelles ».

Il faudra attendre Spot 6 et Pléiades pour voir l’arrivée d’une bande bleue. Dans la famille Landsat, elle apparaît sur avec l’instrument Thematic Mapper (30 mètres de résolution) de Landsat 4 et Landat 5 lancés en 1983 et 1984.

 

Bandes spectrales - Spectral bands - Spot - Landsat - Pleiades - Pléiades - Rapid Eye - Sentinel-2 - Red edge - VIS - NIR - SWIR - télédétection - remote sensing

Comparaison des bandes spectrales des satellites Spot 5, Pleiades, Rapid Eye, Landsat 8
et Sentinel- 2A. Crédit image : Gédéon.

 

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  • Ingénieur dans le domaine de l'observation de la Terre.
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