GMES Initial Operations Land Monitoring Services: Couches HR - Caractéristiques de 5 types d occupation des sols Lots 2+3

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1 GMES Initial Operations Land Monitoring Services: Couches HR - Caractéristiques de 5 types d occupation des sols Lots 2+3 Christophe Sannier Responsable Recherche et Développement à SIRS

2 Qu est-ce que GMES? Un système indépendant d Observation de la Terre pour l Europe La plus grande flotte de satellites et d instruments de suivis de l atmosphère et de l environnement Un programme de services focalisé sur les utilisateurs finaux pour l environnement et la sécurité Informations conjointes pour les décideurs, scientifiques, le secteur privé et le grand public La réponse européenne au besoin global en matière de surveillance de l environnement et du climat Plus d infos sur:

3 GMES en détails Services d information: Suivi des terres émergées Suivi de l environnement marin Suivi de l atmosphère Gestion des catastrophes Sécurité Changements climatiques Implication de SIRS Contexte de GMES Land: Développement des services dans le cadre de projets R&D 7 ième PCRD: GeoLand puis GeoLand2 Services opérationnels précurseurs: Couche imperméabilisation des sols 2006 et 2009 Couche Forest Map 2006 Urban Atlas : cartographie d occupation des sols détaillée des 305 zones urbaines principales de l UE27 3

4 Phase opérationnelle de GMES GMES Initial Operations (GIO): Première ligne de budget opérationnelle pour GMES : 150m GIO Land 26m pour: Mise à jour de CORINE LC Production de 5 couches HR (EEA-39), Budget 6m Support aux Activités nationales, Cartographie de Hot Spot, Accès aux données de référence, Monitoring Global 4

5 Finalité des 5 couches HR pour l UE Imperméabilisation: Rapport sur l état de l environnement de l AEE, suivi de la tâche urbaine Forêt: Rapport sur l état de l environnement de l AEE, plan d action sur les forêts Prairies: Directive sur les habitats naturels, changements climatiques, PAC Zones humides: Première base de donnée paneuropéenne Plans d eau: Directive sur les inondations, changements climatiques, convention d Aarhus, PAC GAF AG 5

6 GIO Land HR layers Spécifications des produits: Produit Résolution Projection Année Classification Imperméabilisation Degré d'imperméabilisation 20m 20x20m National/LAEA % Degré d'imperméabilisation 100m 100x100m LAEA % Série temporelle x100m LAEA % Forêt Service Elément 1 Densité du couvert arboré 20m 20x20m National/LAEA % Type de forêt 20m 20x20m National/LAEA 2012 Conifère/Feuillu Densité du couvert arboré 100m 100x100m LAEA % Type de forêt 100m 100x100m LAEA 2012 Conifère/Feuillu Densité du couvert arboré (rééchantilloné de 20m à 25m) 25x25m LAEA % Type de forêt (rééchantilloné de 20m à 25m) 25x25m LAEA 2012 Conifère/Feuillu Forêt Service Elément 2 Présence/absence forêt 25x25m LAEA 2012 Binaire Type de forêt 25x25m LAEA 2012 Conifère/Feuillu Prairies Présence de prairie permanente 20x20m National/LAEA Binaire Densité de prairie permanente 100x100m LAEA % Zones humides Inventaire de zones humides 20m 20x20m National/LAEA 2012 Degré d'humidité (variabilité saisonière) Inventaire de zones humides 100m 100x100m LAEA 2012 Degré d'humidité (variabilité saisonière) Plans d'eau Plans d'eau permanents 20m 20x20m National/LAEA Binaire Plans d'eau permanents 100m 100x100m LAEA Binaire 6

7 Mise en oeuvre des GIO LandHR Layers Appel d offres sur 6 Lots en Août/Septembre 2011: Lot 1-5 répartis géographiquement sur la forêt et l imperméabilisation des sols: Lot 2 et 3: mise en œuvre par un consortium unique Produits: HRL Forêt+ Imperméabilisation Durée du projet: 3 ans ( ) 20 pays, dont certains impliqués dans la vérification et l amélioration des produits Lot 6: HRLs Prairies, Zones humides et plans d eau (EEA-39) Lot 2 Lot 3 Lot 1 Consortium lots 2 & 3: Lot 4 Lot 5 7

8 Rôles du consortium pour les Lots 2+3 GAF: Coordination, HR Forest Layer (SE1+2) SIRS: Paramètres Biophysiques, HR Imperviousness Layer DLR: Pré-traitement des données d OT JR: Support méthodologique Project Coordinator Subcontractors JR DLR Operational Service Providers GAF SIRS Member States (Lots 2+3) Austria Belgium Bulgaria Czech Republic France (incl. DOMs) Germany Denmark Hungary Ireland Liechtenstein Luxemburg Macedonia Netherlands Poland Romania Serbia Slovakia Slovenia Switzerland UK 8

9 Prétraitements radiométriques Correction Atmosphérique Normalisation Topographique Calibration Relative pour la production de blocks d images homogènes de taille significative 9

10 Degré d imperméabilisation HR Layer (1) Définitions des produits Caractérisation des zones imperméabilisées artificialisées Les zones artificialisées comprennent: Terres occupées par des maisons, routes, mines et carrières ainsi qur toute autre infrastructure mise en place pour la conduite d activités humaines Cela inclut les villages, mais les fermes isolées sont normalement exclues Dans le contexte du HR Layer: Les fermes et constructions isolées sont incluses si détectées par le capteur Mines, carrières, lignes ferroviaires et sites de construction sont des surfaces perméables et sont exclues Les plages et roches nues ne sont pas des zones artificialisées et sont exclues 10

11 Degré d imperméabilisation HR Layer (2) Données d entrée Images HR acquises à 2 dates (Printemps/Eté) Application de la correction radiométrique Calage des images meilleur que 0,5 pixel avec les données 2006 et 2009 Calcul du NDVI 11

12 Degré d imperméabilisation HR Layer (3) Méthodologie de cartographie Mise à jour 2012 des couches 2006 et 2009 Erreurs détectées en 2006 et 2009 corrigées Méthodologie fondée sur l extraction du modèle linéaire liant le NDVI à l imperméabilisation des années précédentes Calibration NDVI/Imperméabilisation complétement automatisée Identification et caractérisation des changements fondée sur la combinaison de données auxiliaires avec une approche contextuelle multi-seuils Utilisation des données VHR disponibles pour la vérification des résultats 12

13 Degré d imperméabilisation HR Layer (4) Exemple de récupération du modèle linéaire NDVI/ Imperméabilisation Y = x

14 Degré d imperméabilisation HR Layer (5) Contrôle qualité Photo-interpretation des données THR à partir d une grille de points Encodage binaire de chaque point (perméable/imperméable) Au moins 100 échantillons d 1ha par 100,000 km2 Stratification à partir de CLC2006 afin d assurer 50% en zones artificialisées. 14

15 HR Forest Layer (1) Définitions des produits Forest Service Element-1: Densité du couvert arboré [0(10)-100%] - 20m/25m/100m, projections nat. + LAEA, incl. Tous les arbres indépendamment de la définition de la Forêt. Types de Forêt [Conifères, Feuillus] 20m/25m/100m, projections nat. + LAEA Forest Service Element-2: Forêt Présence / Absence (def.-ccr) 25m projection LAEA Types de Forêt (def.-ccr) - 25m proj. LAEA 15

16 HR Forest Layer (2) Données d entrée Images HR avec canal MIR: Couverture pan-européenne 1 (LISS) Couverture AWiFS unique parallèle à la couverture LISS Scènes THR comme données de référence pour l échantillonnage de calibration et vérification Toute donnée mise à jour de cartographie nationale des forêts disponibles JRC Forest Layer 2006 Modèle Numérique de Terrain pour les corrections topographiques Données LUCAS 16

17 HR Forest Layer (3) Méthodologie de cartographie Stratification des zones d étude pour tenir compte de l hétérogénéité des données spectrales et de la forêt (composition variable et phénologie des peuplements forestiers) Echantillonnage des données de référence en termes de densité de couvert arboré / Type de forêt à partir des données THR Analyse de Régression à partir des échantillons de référence à partir des données HR Application du modèle de régression aux images HR 17

18 (estimated) HR Forest Layer (4) Transfert des régressions de la THR aux images HR (sampled) 18

19 Etat de l acquisition des données (1) Image Datenbedarf 2011/12 LISS und III Datenlage disponibles -1 sur Source: Euromap DA-DWH_CORE_001_first_year_v1.0_ pdf Bonne couverture sur le sud-est de la France et les pays du sud-est de l Europe / Bonnes couverture de plusieurs régions biogéographiques Pour la plupart des autres pays / régions, un degré plus élevé de couverture est nécessaires pour commencer la production 19

20 Etat de l acquisition des données (2) Ref.: B. Hoersch (ESA), GMES Global Land User Workshop, Lisbon, Dec

21 Présentation des produits (1) Exemple de produit : Munich Input Data: Image2012, Cov1 Sensor: IRS-P6 LISS-III Spatial Resolution: 20m (25m) NIR-Red-Green (RGB) Antrix Corporation Limited Distribution by Euromap GmbH, Germany, all rights reserved. Provided under EC/ESA GSC-DA. 21

22 Présentation des produits (2) Exemple de produit : Munich Tree Cover Density Share of trees per pixel [0-100%] Spatial Resolution: 20m No Minimum Mapping Unit applied Tree Cover Density Produced using products Antrix Corporation Limited Distribution by Euromap GmbH, Germany, all rights reserved. Provided under EC/ESA GSC-DA. GIO Land Monitoring Service HR Layers Kickoff Meeting, Copenhagen, 26./

23 Présentation des produits (3) Forest Types 2 Forest Types + Non-Forest Spatial Resolution: 20m Min. Mapping Unit: 0.5 ha (tbc.) Forest Type Coniferous Forest Broadleaved Forest Non-Forest Produced using products Antrix Corporation Limited Distribution by Euromap GmbH, Germany, all rights reserved. Provided under EC/ESA GSC-DA. 23

24 Présentation des produits (4) Exemple de produit : Munich Degree of Imperviousness Degree of Impervious surfaces per pixel [0-100%] Spatial resolution: 20m No Minimum Mapping Unit applied Degree of Imperviousness Produced using products Antrix Corporation Limited Distribution by Euromap GmbH, Germany, all rights reserved. Provided under EC/ESA GSC-DA. GIO Land Monitoring Service HR Layers Kickoff Meeting, Copenhagen, 26./

25 Présentation des produits (5) Superposition des produits : Munich (Pour visualisation seulement, ce n est pas un produit prévu) Overlay: Tree Cover Density / Degree of Imperviousness Tree Cover Density Degree of Imperviousness Produced using products Antrix Corporation Limited Distribution by Euromap GmbH, Germany, all rights reserved. Provided under EC/ESA GSC-DA. 25

26 Présentation des produits (6) Forest Service Element 2 Exemple de produit : Munich Produced using products Antrix Corporation Limited Distribution by Euromap GmbH, Germany, all rights reserved. Provided under EC/ESA GSC-DA. 25m LAEA, no MMU, > 30% density (tbc.) 25m LAEA, no MMU, > 30% density (tbc.) 26

27 Production de l Atlas Urbain sur Barcelone Exemple d Intégration de la couche d imperméabilisation

28 Classification finalisée

29 GIO HR Layers Etat d avancement Contrats cadres signés entre AEE et tous les lots en Decembre er contrats spécifiques pour la production de 1/3 de la zone couverte sur chaque lot: Décembre 2011 Réunion de démarrage les 26/27 Janvier 2012 à Copenhague Phase initiale d harmonisation demandée par l AEE afin d assurer la continuité de la qualité des produits d un Lot à l autre: spécifications techniques définitives, productions tests Premiers résultats intermédiaires prévus au troisième trimestre

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