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Colloque international Fès 15-16 avril 2005 1 VERS UN SUIVI EN TEMPS REEL DE LA SECHERESSE AU MAROC A PARTIR DES DONNEES METEOSAT SECONDE GENERATION Jean-Claude.

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

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

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

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

5 Colloque international Fès avril Utilisation des données NOAA-AVHRR et SPOT- VEGETATION Estimation de labondance de la végétation verte Suivi de létat hydrique des couverts végétaux

6 Colloque international Fès avril 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)

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

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

9 Colloque international Fès avril NOAA-AVHRR et SPOT-VEGETATION : résolutions spatiales et temporelles NOAA AHVRR SPOT VEGETATION Dimension Tachèle (au nadir) 1.1 km Répétitivité1 jour Indice de végétation NDVI Synthèse temporelle 10 jours

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

11 Colloque international Fès avril Lutilisation opérationnelle des indices de végétation SPOT-VEGETATION par la FAO (ARTEMIS) Juillet – 10 mars 2005 Mars 2005

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

13 Colloque international Fès avril Lutilisation opérationnelle des indices de végétation NOAA-AVHRR et SPOT VEGETATION par le CRTS 21 – 30 avril 2004 Profils dindices de végétation moyens de la région de Rabat Zemmour Zaïr

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

15 Colloque international Fès avril MSG-1 SEVIRI : bandes spectrales Canal 01:rouge 0.6 Canal 02:PIR 0.8 Canal 03:IRCL 1.6 Canal 04:MIR 3.9 Canal 05VE 6.2 Canal 06:VE 7.3 Canal 07:IR 8.7 Canal 08:IR 9.7 ( Ozone ) Canal 09:IR 10.8 Canal 10:IR 12.0 Canal 11:IR 13.4 (CO 2 ) Canal 12:HRV (High Resolution Visible) Spinning Enhanced Visible and Infra Red Imager

16 Colloque international Fès avril MSG SEVIRI : bandes spectrales 1, 2, 3 et 12 Canal Domaine spectral cen min - max Dimension tachèle (au nadir) 01Vert - Rouge – km 02 Proche infrarouge – km 03 Infrarouge de courtes l. o – km 12HRV - ~ 0.40 – km (Longueurs dondes en µm)

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

18 Colloque international Fès avril MSG SEVIRI : résolutions 3km et 1km 3712 x 3712 pixels5568 x pixels VIS 0.6HRV

19 Colloque international Fès avril MSG SEVIRI : résolutions 3km et 1km 3712 x 3712 pixels5568 x pixels VIS 0.6HRV

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

21 Colloque international Fès avril 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 lheure de la température maximum journalière (96 images/jour) et lon calcule le NDVI pour ce moment là; ensuite on peut appliquer la méthode du maximum de NDVI sur une séquence de n jours

22 Colloque international Fès avril NDVI daprès MSG

23 Colloque international Fès avril NDVI daprès SPOT VEGETATION

24 Colloque international Fès avril Indice de végétation NDVI daprès MSG et SPOT- VEGETATION : synthèse 1-10 juillet 2004 MSG SPOT-V

25 Colloque international Fès avril Indice de végétation NDVI daprès MSG et SPOT- VEGETATION : synthèse 1-10 juillet 2004 MSG SPOT-V

26 Colloque international Fès avril Indice de végétation NDVI daprès MSG et canal panchromatique NDVI : 3kmPanchro : 1km

27 Colloque international Fès avril Les données EOS-MODIS et MSG-SEVIRIS : alternative ou complémentarité par rapport à NOAA-AVHRR, SPOT-VEGETATION Estimation de labondance de la végétation Suivi de létat hydrique des couverts végétaux

28 Colloque international Fès avril 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 Suivi de létat hydrique des couverts végétaux

29 Colloque international Fès avril 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

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

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

32 Colloque international Fès avril Calcul de l indice de sècheresse TVDI Sandholt et al., 2002 SENEGAL

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

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

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

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

37 Colloque international Fès avril Suivi du couvert végétal Indice NDVI : facilité dobtention 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

38 Colloque international Fès avril 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)

39 Colloque international Fès avril Conclusions : prospective SEVIRI maîtrise de lacquisition 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 dEUMETSAT pérennité des données MSG 2015

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

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


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