en hommage au Professeur Hassan Benhalima

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Transcription de la présentation:

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 15-16 avril 2005

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

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 2004 - 2007 Colloque international Fès 15-16 avril 2005

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 15-16 avril 2005

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 15-16 avril 2005

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 15-16 avril 2005

NOAA-AVHRR et SPOT-VEGETATION : bandes spectrales NOAA AHVRR SPOT VEGETATION Bleu 0.43 - 0.47 Vert Rouge (0.55) - 0.68 0.61 - 0.68 Proche infrarouge 0.73 - 1.10 0.78 - 0.89 Infrarouge courtes l o 1.58 - 1.75 (Longueurs d’ondes en µm) Colloque international Fès 15-16 avril 2005

Un indice de végétation : NDVI Normalized Difference Vegetation Index NDVI = (PIR - r) / (PIR + r) Colloque international Fès 15-16 avril 2005

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 15-16 avril 2005

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 15-16 avril 2005

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 15-16 avril 2005

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 1998-2005 positive nulle négative Colloque international Fès 15-16 avril 2005

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 15-16 avril 2005

Colloque international Fès 15-16 avril 2005 Météosat 8 (28-08-2002) MTG  à partir de 2015 SEVIRI (Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager) GERB (Geostationary Earth Radiation Budget Experiment) Colloque international Fès 15-16 avril 2005

MSG-1 SEVIRI : bandes spectrales Spinning Enhanced Visible and Infra Red Imager Canal 01: rouge 0.6  Canal 02: PIR 0.8  Canal 03: IRCL 1.6  Canal 04: MIR 3.9  Canal 05 VE 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  (CO2) Canal 12: HRV (High Resolution Visible) Colloque international Fès 15-16 avril 2005

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 15-16 avril 2005

MSG - SEVIRI : bandes spectrales 1, 2, 3 et 12 (Longueurs d’ondes en µm) Colloque international Fès 15-16 avril 2005

MSG SEVIRI : résolutions 3km et 1km VIS 0.6 HRV 3712 x 3712 pixels 5568 x 11136 pixels Colloque international Fès 15-16 avril 2005

MSG SEVIRI : résolutions 3km et 1km VIS 0.6 HRV 3712 x 3712 pixels 5568 x 11136 pixels Colloque international Fès 15-16 avril 2005

MSG SEVIRI : exemple couverture canal HRV 3712 x 3712 pixels Colloque international Fès 15-16 avril 2005

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 15-16 avril 2005

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

NDVI d’après SPOT VEGETATION Colloque international Fès 15-16 avril 2005

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 15-16 avril 2005

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 15-16 avril 2005

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

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 15-16 avril 2005

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 15-16 avril 2005

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 15-16 avril 2005

Un indice de stress hydrique : MODIS WSI Fensholt, 2004 SENEGAL Colloque international Fès 15-16 avril 2005

Un indice de sècheresse : TVDI Temperature Vegetation Dryness Index TDVI= 1 TDVI = AC /AB TDVI = 0 Colloque international Fès 15-16 avril 2005

Calcul de l’ indice de sècheresse TVDI Sandholt et al., 2002 SENEGAL Colloque international Fès 15-16 avril 2005

Calcul de l’ indice de sècheresse TVDI Colloque international Fès 15-16 avril 2005

Un indice de sècheresse : TVDI Sandholt et al., 2002 SENEGAL Colloque international Fès 15-16 avril 2005

Définition de la fraction évaporative Available Energy Ground heat transfer Net radiation (radiation absorbed on the land) Colloque international Fès 15-16 avril 2005

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 15-16 avril 2005

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 15-16 avril 2005

Suivi du stress hydrique Indice de stress hydrique WSI : facilité de calcul, synthèse 8 - 10 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 15-16 avril 2005

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 15-16 avril 2005

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 2004 - 2007 Colloque international Fès 15-16 avril 2005

Conclusions : prospective SEVIRI Colloque de présentation de résultats prévu à Paris en 2006 http://prodig.univ-paris1.fr/msg/ Colloque international Fès 15-16 avril 2005