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Télédétection des Océans : quels défis pour le futur ? René GARELLO, Bertrand CHAPRON.

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1 Télédétection des Océans : quels défis pour le futur ? René GARELLO, Bertrand CHAPRON

2 René Garello JST'08_CETMEF 9 Déc Page 2 Défis Objectifs principaux Estimation précise des paramètres géophysiques Prédictions en temps et en espace Amélioration des modèles Objectifs spécifiques Intégration de la physique des capteurs et du comportement électromagnétique, Analyse combinée des données satellites(+ rejeux) Amélioration des simulations numériques, des observations et analyse statistiques. Page 2

3 René Garello A Global Earth Observation System of Systems GEOSS JST'08_CETMEF 9 Déc Page 3

4 René Garello GEOSS JST'08_CETMEF 9 Déc Page 4

5 René Garello Manque daccès aux données et aux bénéfices associés dans les pays en développement. Besoin dexpansion des infrastructures techniques. Trous spatiaux et temporels dans les données. Intégration des données et interopérabilité limitées. Incertitude sur la continuité des observations. Implication des utilisateurs inadéquate. Besoin damélioration des systèmes de traitement afin de transformer les données en information utile. Enjeux JST'08_CETMEF 9 Déc Page 5

6 René Garello JST'08_CETMEF 9 Déc Page 6 Problèmes principaux Gigantesque flux de données Imagerie (SAR), mesures satellites (diffusiomètres, altimètres, …) et in situ fournissent des petabytes (10^ 15 ) de données. Résolution spatiale inadaptée Besoin de mieux définir la résolution spatiale en fonction des phénomènes observés. Résolution temporelle Temps de revisite trop long Mais plus de satellite à venir plus de données…

7 René Garello JST'08_CETMEF 9 Déc Page 7 Données disponibles et besoins ans dobservations continues Observation globale de la SST, des vents de surface, de la topographie de locéan, de létat de mer, des productions primaires, … Utilisation combinée et mélange (« blending ») des données actuelles et passées Correction entre capteurs Divergence entre les données Trous dus aux conditions dacquisition Echelle des données vs paramètres Acquisitions combinées (multi-capteurs)

8 René Garello JST'08_CETMEF 9 Déc Page 8 Exemple de combinaison Cercles bleus : estimation de la direction de propagation de la houle à partir du SAR Lignes : trajectoires depuis la source (et depuis la génération de la houle); codage couleur fonction du temps de propagation. Fournit une co- localisation facilitée pour les autres capteurs (altimètres, bouées, …)

9 René Garello JST'08_CETMEF 9 Déc Page 9 Besoin de haute résolution Problème : les altimètres fournissent des mesures excellentes (et très précises) mais la fauchée est très étroite. Les événements meso-échelles ne sont pas couverts correctement. Solutions : altimètres multiple. Altimètres multi- faisceaux. Coût très élevé. Utilisation de SAR (en service) meilleure solution: très haute résolution spatiale, utilisation dinformation polarimétrique, interferométrie, …

10 René Garello JST'08_CETMEF 9 Déc Page 10 Exemple haute résolution (1) Image SAR + intensité du vent Couleur de locéan (concentration de chlorophylle ) Convergence & divergence

11 René Garello JST'08_CETMEF 9 Déc Page 11 Exemple haute résolution (2) Image SAR + intensité du vent SST (température de surface) Fronts

12 René Garello JST'08_CETMEF 9 Déc Page 12 Exemple de mesure de courants Vitesses radiales à partir de la mission SRTM (topographie radar navette spatiale) vs modèle.

13 René Garello JST'08_CETMEF 9 Déc Page 13 Nouveaux développements SSSS (Sea surface salinity from space) – ESA SMOS ; NASA Aquarius ESSP (L-Band) Défis dus à la précision (0.1 psu), Paramètres liés à la SST, TB, rugosité de surface dans le modèle. Mesures en zones côtières Schémas de courants de surface très complexes, Prise en compte de la bathymétrie, du cycle des marées, du vent local et de létat de mer, Interférométrie le long de la trace (along-track) ; techniques de fréquence instantanée, Très haute résolution spatiale, mais sur une seule composante, Combinaison avec des données in situ et du radar HF (résolution temporelle), Détection et suivi de pollutions.

14 René Garello Surveillance - Sécurité JST'08_CETMEF 9 Déc Page 14

15 René Garello Surface éclairée par GPS, … Galileo, émissions VHF, … Signaux dopportunité JST'08_CETMEF 9 Déc Page 15 Réflectivité dépend des paramètres de surface, de la géométrie, des mouvements, … Satellite Signal direct Signal réfléchi

16 René Garello JST'08_CETMEF 9 Déc Page 16 Conclusions Interactions entre ondes électromagnétiques et surface de locéan pilotées par les phénomènes physiques. Actuellement seuls des modèles empiriques (algorithmes dinversion) peuvent retrouver ces paramètres. Compréhension de la physique des couches supérieures de locéan à améliorer. Télédétection seul moyen pour fournir des indications entre les interactions air-mer et les processus biologiques ou physiques. Surveillance temps-réel Analyses à grande échelle Page 16

17 René Garello JST'08_CETMEF 9 Déc Page 17 Futur Mesures combinées de capteurs différents (Optique, radar, infra-rouge, …) Produits géophysiques multi-capteurs Gestion de données Analyse de données Fouille de données


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