en hommage au Professeur Hassan Benhalima

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1 en hommage au Professeur Hassan Benhalima
Colloque international « Aménagement du territoire et risques environnementaux» en hommage au Professeur Hassan Benhalima VERS UN SUIVI EN TEMPS REEL DE LA SECHERESSE AU MAROC A PARTIR DES DONNEES METEOSAT SECONDE GENERATION Jean-Claude BERGES & Bernard LACAZE Med Faouzi SMIEJ CNRS PRODIG UMR 8586, Paris CRTS, Rabat Colloque international Fès avril 2005

2 Colloque international Fès 15-16 avril 2005
MSG Géostationnaire (GOES) 1 prise de vues toutes les 15 minutes Colloque international Fès avril 2005

3 Colloque international Fès 15-16 avril 2005
GDR MSG-ATR Groupement de Recherches Météosat Seconde Génération Analyse en Temps Réel Méthodes d’exploitation des données MSG Estimation des précipitations Surfaces continentales et approches multi-scalaires Suivi des catastrophes naturelles Santé et Climat Thèmes de recherche Colloque international Fès avril 2005

4 Le suivi de la sècheresse dans les zones arides et semi-arides
Evaluation de l’impact de la sècheresse sur de vastes surfaces Suivi en temps réel et alerte précoce Archivage et suivi à long terme : surveillance de la désertisation Colloque international Fès avril 2005

5 Utilisation des données NOAA-AVHRR et SPOT-VEGETATION
Estimation de l’abondance de la végétation verte Suivi de l’état hydrique des couverts végétaux Colloque international Fès avril 2005

6 Colloque international Fès 15-16 avril 2005
Satellites et capteurs (basse résolution spatiale , haute répétitivité) NOAA-AVHRR depuis juillet 1981 SPOT-VEGETATION depuis mai 1998 EOS - MODIS depuis décembre 1999, mai 2002 MSG 1-SEVIRI depuis 2003 (Météosat 8) Colloque international Fès avril 2005

7 NOAA-AVHRR et SPOT-VEGETATION : bandes spectrales
NOAA AHVRR SPOT VEGETATION Bleu Vert Rouge (0.55) Proche infrarouge Infrarouge courtes l o (Longueurs d’ondes en µm) Colloque international Fès avril 2005

8 Un indice de végétation : NDVI
Normalized Difference Vegetation Index NDVI = (PIR - r) / (PIR + r) Colloque international Fès avril 2005

9 NOAA-AVHRR et SPOT-VEGETATION : résolutions spatiales et temporelles
NOAA AHVRR SPOT VEGETATION Dimension Tachèle (au nadir) 1.1 km Répétitivité 1 jour Indice de végétation NDVI Synthèse temporelle 10 jours Colloque international Fès avril 2005

10 Colloque international Fès 15-16 avril 2005
L’utilisation opérationnelle des indices de végétation NOAA-AVHRR et SPOT-VEGETATION Exemple 1 : FAO (niveau mondial) Exemple 2 : CRTS (Maroc) Fréquence : décadaire Colloque international Fès avril 2005

11 Colloque international Fès 15-16 avril 2005
L’utilisation opérationnelle des indices de végétation SPOT-VEGETATION par la FAO (ARTEMIS) 1 – 10 mars 2005 Juillet 2004 Mars 2005 Colloque international Fès avril 2005

12 Colloque international Fès 15-16 avril 2005
L’utilisation opérationnelle des indices de végétation SPOT-VEGETATION par la FAO (ARTEMIS) 1 – 10 mars 2005 Différence par rapport à la moyenne positive nulle négative Colloque international Fès avril 2005

13 Colloque international Fès 15-16 avril 2005
L’utilisation opérationnelle des indices de végétation NOAA-AVHRR et SPOT VEGETATION par le CRTS 21 – 30 avril 2004 Profils d‘indices de végétation moyens de la région de Rabat Zemmour Zaïr Colloque international Fès avril 2005

14 Colloque international Fès 15-16 avril 2005
Météosat 8 ( ) MTG  à partir de 2015 SEVIRI (Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager) GERB (Geostationary Earth Radiation Budget Experiment) Colloque international Fès avril 2005

15 MSG-1 SEVIRI : bandes spectrales
Spinning Enhanced Visible and Infra Red Imager Canal 01: rouge  Canal 02: PIR  Canal 03: IRCL  Canal 04: MIR  Canal 05 VE  Canal 06: VE  Canal 07: IR  Canal 08: IR  (Ozone) Canal 09: IR  Canal 10: IR  Canal 11: IR  (CO2) Canal 12: HRV (High Resolution Visible) Colloque international Fès avril 2005

16 MSG SEVIRI : bandes spectrales 1, 2, 3 et 12
Canal Domaine spectral cen min - max Dimension tachèle (au nadir) 01 Vert - Rouge 0.635 0.56 – 0.71 3 km 02 Proche infrarouge 0.810 0.74 – 0.88 03 Infrarouge de courtes l. o. 1.640 1.50 – 1.78 12 HRV - ~ 0.40 – 1.10 1 km (Longueurs d’ondes en µm) Colloque international Fès avril 2005

17 MSG - SEVIRI : bandes spectrales 1, 2, 3 et 12
(Longueurs d’ondes en µm) Colloque international Fès avril 2005

18 MSG SEVIRI : résolutions 3km et 1km
VIS 0.6 HRV 3712 x 3712 pixels 5568 x pixels Colloque international Fès avril 2005

19 MSG SEVIRI : résolutions 3km et 1km
VIS 0.6 HRV 3712 x 3712 pixels 5568 x pixels Colloque international Fès avril 2005

20 MSG SEVIRI : exemple couverture canal HRV
3712 x 3712 pixels Colloque international Fès avril 2005

21 Méthodes de synthèse temporelle des images NDVI
NOAA-AVHRR et SPOT-VEGETATION : pour chaque pixel, on calcule la maximum de NDVI pour des séquences de 10 jours (1 image/jour) MSG-SEVIRI pour chaque pixel, on détermine l’heure de la température maximum journalière (96 images/jour) et l’on calcule le NDVI pour ce moment là; ensuite on peut appliquer la méthode du maximum de NDVI sur une séquence de n jours Colloque international Fès avril 2005

22 Colloque international Fès 15-16 avril 2005
NDVI d’après MSG Colloque international Fès avril 2005

23 NDVI d’après SPOT VEGETATION
Colloque international Fès avril 2005

24 Colloque international Fès 15-16 avril 2005
Indice de végétation NDVI d’après MSG et SPOT-VEGETATION : synthèse 1-10 juillet 2004 MSG SPOT-V Colloque international Fès avril 2005

25 Colloque international Fès 15-16 avril 2005
Indice de végétation NDVI d’après MSG et SPOT-VEGETATION : synthèse 1-10 juillet 2004 MSG SPOT-V Colloque international Fès avril 2005

26 Colloque international Fès 15-16 avril 2005
Indice de végétation NDVI d’après MSG et canal panchromatique NDVI : 3km Panchro : 1km Colloque international Fès avril 2005

27 Colloque international Fès 15-16 avril 2005
Les données EOS-MODIS et MSG-SEVIRIS : alternative ou complémentarité par rapport à NOAA-AVHRR, SPOT-VEGETATION Estimation de l’abondance de la végétation Suivi de l’état hydrique des couverts végétaux Colloque international Fès avril 2005

28 Suivi de l’état hydrique des couverts végétaux
MODIS, SPOT- VEGETATION, SEVIRI : indice de stress hydrique = f(IRCL, PIR) AVHRR, MODIS, SEVIRI : indice de sécheresse TVDI = f (NDVI, TS) MODIS : calcul de la fraction évaporative Colloque international Fès avril 2005

29 Un indice de stress hydrique : MODIS WSI
MODIS Water Stress Index MODIS WSI = (Canal 6 – Canal 2) / (Canal 6 + Canal 2) Canal 2 : 841 – 876 nm PIR Canal 6 : 1628 – 1652 nm IRCL Colloque international Fès avril 2005

30 Un indice de stress hydrique : MODIS WSI
Fensholt, 2004 SENEGAL Colloque international Fès avril 2005

31 Un indice de sècheresse : TVDI
Temperature Vegetation Dryness Index TDVI= 1 TDVI = AC /AB TDVI = 0 Colloque international Fès avril 2005

32 Calcul de l’ indice de sècheresse TVDI
Sandholt et al., SENEGAL Colloque international Fès avril 2005

33 Calcul de l’ indice de sècheresse TVDI
Colloque international Fès avril 2005

34 Un indice de sècheresse : TVDI
Sandholt et al., 2002 SENEGAL Colloque international Fès avril 2005

35 Définition de la fraction évaporative
Available Energy Ground heat transfer Net radiation (radiation absorbed on the land) Colloque international Fès avril 2005

36 Calcul de la fraction évaporative
Source : AQUA/MODIS Evapotranspiration Project - Temperature of vegetation: Tveg (S) - Incoming solar radiation: PAR (T) - radiative transfer of atmosphere (T) VI-Ts diagram (S) Qveg Qbare EF = fveg  EFveg + (1 – fveg)  EFbare Q Q Evaporative Fraction - Vegetation Index …NDVI or EVI (S) Note: (S) …. Derived from Satellite (T) …. Estimated theoretically Colloque international Fès avril 2005

37 Suivi du couvert végétal
Indice NDVI : facilité d’obtention à partir de NOAA-AVHRR, SPOT-VEGETATION, EOS-MODIS, MSG-SEVIRI Synthèse temporelle meilleure pour MSG grâce au suivi des températures journalières : possibilité de synthèse/4 à 5 jours Fusion panchromatique et canaux à 3 km : produit à évaluer, pourrait être obtenu sur majeure partie du Maroc Colloque international Fès avril 2005

38 Suivi du stress hydrique
Indice de stress hydrique WSI : facilité de calcul, synthèse jours (MODIS, SPOT-VEGETATION) Indice de sècheresse TVDI : niveau journalier (AVHRR, MODIS, SEVIRI), nécessite une interprétation Fraction évaporative : produit à évaluer, MODIS synthèse 8 jours, SEVIRI (journalier) Colloque international Fès avril 2005

39 Conclusions : prospective SEVIRI
maîtrise de l’acquisition directe des données en temps réel, gratuité des images cf. CRTS , Rabat collaboration internationale pour le traitement des données cf. GDR du CNRS « MSG-ATR », SAF groups d’EUMETSAT pérennité des données MSG  2015 Colloque international Fès avril 2005

40 Colloque international Fès 15-16 avril 2005
GDR MSG-ATR Groupement de Recherches Météosat Seconde Génération Analyse en Temps Réel Méthodes d’exploitation des données MSG Estimation des précipitations Surfaces continentales et approches multi-scalaires Suivi des catastrophes naturelles Santé et Climat Thèmes de recherche Colloque international Fès avril 2005

41 Conclusions : prospective SEVIRI
Colloque de présentation de résultats prévu à Paris en 2006 Colloque international Fès avril 2005