[Stage 6 mois GEOSYS R&D] Complémentarité radar/optique pour le suivi agricole (Toulouse)

Structure d’accueil :
GEOSYS, société leader international des systèmes d’aide à la décision pour les professionnels du monde agricole, s’appuie sur les technologies satellites, SIG (Systèmes d’Information Géographiques) et web.
Les domaines d’activités de GEOSYS s’étendent depuis le suivi mondial des conditions des cultures, aux outils d’aide aux opérations culturales ainsi que l’évaluation des risques culturaux à la parcelle. Cette capacité à travailler sous différentes échelles est un élément-clé de nos systèmes d’information culturale.Le siège social de GEOSYS est à Balma – proche périphérie de Toulouse – (lieu du stage), la société possède une filiale aux Etats-Unis (Minneapolis), Australie (Région de Sydney) et au Brésil (San Paolo).

Mission :
GEOSYS recherche un(e) stagiaire qui sera en charge d’analyser la complémentarité des observations satellite radar et optique pour le suivi des zones agricoles. Ainsi, après une synthèse bibliographique, le stagiaire définira, à partir d’un jeu de test, un plan d’expérience et analysera, en collaboration avec l’équipe Recherche et Développement, les apports des observations radar Sentinel-1 pour le suivi du développement des cultures. Ces analyses s’appuieront sur des prototypes Matlab développés par le stagiaire.
Le stagiaire aura pour objectif de fournir un rapport d’étude complet sur l’apport des données radar et sur les contraintes liées à leur utilisation dans le contexte des applications de l’entreprise.

Profil :
– Stage de fin d’études Master ou équivalent en géophysique / observation de la Terre.
– Compétences en traitement du signal radar.
– Connaissance en langage de programmation.
– Dynamique et rigueur, capacité à s’adapter rapidement et s’approprier une problématique.
– Des connaissances en agronomie sont un plus.

Conditions :
Stage de 6 mois à partir de mars / avril 2017 (période à convenir avec le stagiaire) au siège social de GEOSYS (Balma, France).
Gratifications conventionnelles de stage.

Postuler :
Merci d’envoyer CV et lettre de motivation à careers@geosys.com

Les satellites et l’environnement

Les satellites sont des outils qui offrent de nombreuses perspectives en termes de compréhension et de protection de l’environnement. Ils peuvent nous fournir une image avec une large couverture, pour observer un phénomène global par exemple, ou au contraire se focaliser sur une petite zone du globe afin d’obtenir une vue détaillée d’une région spécifique. Le suivi de l’évolution des phénomènes, qu’ils soient naturels ou non, est rendu possible grâce à la capacité de revisite des satellites. Nous pouvons ainsi étudier dans le temps des phénomènes tels que la dégradation de la couche d’ozone, le réchauffement climatique, ou encore l’évolution de l’effet de serre.

Les données fournies par les satellites nous permettent donc de mettre en place des mesures protectrices ou correctives, voire même sécuritaires dans certains cas.

 

Lancement du satellite Merlin en 2021 pour mesurer la concentration du méthane dans l’atmosphère

 

C’est en 2021 que le satellite Merlin (Methane Remote Sensing Lidar Mission), développé par le CNES et la DLR (centre de recherche allemand pour l’aéronatique et l’astronautique)  sera mis en orbite. Il aura pour principale mission de mesurer précisément la concentration du méthane atmosphérique, de localiser les sources d’émission et de quantifier les variations d’émission. Ces sources d’émission peuvent être naturelles, comme lors de la fonte du permafrost en Arctique, ou bien d’origine anthropique. L’enjeu est important étant donné que l’impact négatif du méthane sur le réchauffement climatique n’est plus à démontrer.

Merlin effectuera ses mesures grâce au LIDAR Methane Integrated Path Differential Absorption (IPDA). L’instrument utilise des tirs laser pointés vers la surface terrestre pour analyser le signal réfléchi et ainsi déterminer la concentration du méthane dans la partie de l’atmosphère traversée par les rayons.

Pour plus d’informations sur les différents projets du CNES :
https://merlin.cnes.fr/fr/fiches_mission_alpha

 

Les 10 ans du satellite météorologique d’Airbus, MetOp-A

 

Lancé le 19 octobre 2006, le premier satellite européen en orbite polaire, construit par Airbus Defence and Space, nous fournit encore des données météorologiques et climatiques. Sa durée de vie initialement prévue était de 5 ans, mais son grand âge ne l’empêche pas de rester parmi les satellites météorologiques les plus complexes au monde : ses 12 instruments lui permettent de mesurer des paramètres océaniques, terrestres et atmosphériques très précis.

Les satellites à travers le monde

Les satellites font indirectement partie de notre vie quotidienne, que ce soit à travers un GPS ou un bulletin météo. De nouveaux appareils font régulièrement leur apparition dans le ciel afin d’améliorer la quantité et la qualité des informations recueillies. Voici quelques nouveautés internationales concernant cette technologie.

 

Côté Europe

Quatre nouveaux satellites pour Galileo :

Le 17 Novembre 2016, quatre satellites ont rejoint le système Galileo qui en comptait déjà 12, dont 11 opérationnels. Galileo devrait commencer à fournir des services d’ici fin 2016  et sera peu à peu complété par de nouveaux lancements. L’objectif européen est d’arriver à une constellation de 30 satellites afin de  fournir un service complet et concurrencer le GPS américain. Ce système pourra ainsi être utilisé en agriculture, notamment grâce aux smartphones.

A noter que l’Union européenne se prépare à lancer un nouveau satellite d’observation dans le cadre du programme Copernicus. Il s’agit de Sentinel-2B, qui devrait rejoindre son jumeau Sentinelle-2 au printemps 2017.

 

Côté Amériques

Lancement du satellite américain GOES-16 (ancien GOES-R) :

La NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) a lancé le 19 Novembre 2016 son satellite GOES-16 (Geostationary Operational Environment Satellite) afin d’observer les phénomènes météorologiques. Il est l’une des plateformes d’observation de la Terre les plus sophistiquées, notamment grâce à son détecteur de foudre (« lightning mapper ») lui permettant de mieux détecter la lumière et donc les orages. En ajoutant à cela sa capacité à sonder la Terre 5 fois plus rapidement et sa résolution 4 fois plus importante que les satellites actuels, GOES-16 devrait permettre d’obtenir des prédictions plus précises en fournissant davantage de données pour les modèles météorologiques. GOES-16 a atteint son orbite le 30 Novembre 2016 mais ne sera opérationnel que dans un an.

 

Premières images du satellite péruvien PerúSAT-1 :

Le 5 Octobre 2016, le satellite PerúSAT-1 a acquis ses premières images pour l’agence spatiale péruvienne CONIDA. Il a été construit par Airbus Defence and Space grâce à un accord bilatéral entre la France et le Pérou. Ce satellite d’observation de la Terre est actuellement le plus puissant d’Amérique Latine avec sa résolution de 70cm. Il devrait notamment être utilisé en agriculture et pour l’évaluation des catastrophes naturelles.

 

Côté Asie

Consortium autour des micro-satellites :

Le 18 Novembre 2016 a eu lieu l’AMC (Asian Micro-satellite Consortium), un Consortium asiatique concernant les micro-satellites. Il a regroupé 16 agences spatiales et universités de 9 pays différents. Celui-ci a pour but de développer des micro-satellites, plus rapides à développer et moins chers grâce à un coût équivalent à 1% du prix d’un satellite standard. Les participants espèrent ainsi développer une cinquantaine de micro-satellites afin de collecter et partager des données environnementales. Celles-ci seront notamment utilisées pour l’agriculture et la foresterie, mais aussi pour déterminer la pollution de l’air et de l’eau. De plus, de telles informations pourront servir à la prévention des catastrophes naturelles, ces pays étant régulièrement confrontés à des épisodes climatiques désastreux.

Liste des pays participants : Bangladesh, Indonésie, Malaisie, Mongolie, Myanmar, Philippines, Thaïlande, Vietnam, Japon.

 

Les TIC au service des océans

Le Vendée Globe est l’une des courses à voile les plus intenses par sa difficulté. En effet, cette course, qui a pour but de faire le tour du monde, se fait en solitaire, sans assistance et sans escale. Cependant, elle reste tout de même sous haute surveillance grâce aux technologies de l’information et de la communication développées par le CLS (Collecte Location Satellites).

Les satellites sont par exemple utilisés afin de prévenir les impacts avec les icebergs. En effet, les données radar (issues par exemple de SARAL ou JASON-3), altimétriques (RADARSAT-2 et SENTINEL-1) et la modélisation des courants sont utilisées afin de prédire la dérive des icebergs en Antarctique.

Dans le cadre de cette course plusieurs balises sont mises à disposition des skippers :

  • la balise MAR YI : donne la position GPS des skippeurs toutes les 10 à 30 minutes,
  • la balise MAR VR : utilise le système Argos pour signaler le retournement du voilier,
  • la balise COSPAS SARSAT : balise de demande de secours utilisant le GPS.

Les voiliers du Vendée Globe ne sont pas les seuls à être suivis de près. Des balises Argos sont également utilisées afin de suivre des animaux marins tels que les tortues et les poissons. Le mois dernier, environ 20.000 balises en tout genre étaient déployées dans les océans avec des émissions toutes les heures ou jours. Cependant pour certains animaux ces balises sont trop grosses. C’est pourquoi l’Agence Spatiale Européenne a sollicité le CLS afin de répondre à cette problématique. Ainsi, une miniaturisation de l’émetteur/récepteur Argos a été présentée en octobre 2016. La nouvelle puce, prénommée ARTIC, ne pèse que 1g contre les 160g de la précédente. Cette nouvelle génération de puces devrait permettre d’avoir un coût et une consommation plus faibles tout en gardant une transmission efficace.

Les océans jouent un rôle important au niveau planétaire, tant dans le domaine de la pêche que dans la régulation du climat. Recueillir des informations sur les paramètres physiques et biologiques des océans est une étape obligatoire pour pouvoir les préserver. Les technologies de l’information et de la communication sont un bon moyen de répondre à une partie de ces problématiques.

Pour en savoir plus sur le Vendée Globe :
http://www.vendeeglobe.org/fr/actualites/16405/des-icebergs-menacants-detectes-depuis-l-espace
https://course.cls.fr/comment-ca-marche/

Pour en savoir plus sur les balises Argos :
http://www.argos-system.org/fr/

MOOC sur l’utilisation des données satellitaires appliqué aux océans

EUMETSAT, European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites, propose un cours gratuit en ligne (MOOC) de 5 semaines pour toute personne souhaitant en savoir plus sur l’utilisation de données satellitaires dans le cadre de la surveillance de la santé des océans.

De nombreux sujets seront abordés parmi lesquels :
– le choix des données satellitaires dans la surveillance des océans,
– le climat et les océans,
– la prévision des catastrophes telles que les tempêtes tropicales
– la surveillance de la qualité de l’eau et le déversement d’hydrocarbures.

Ce MOOC commencera le 24 octobre 2016.

Pour plus d’information :
http://www.eumetsat.int/website/home/News/DAT_3171181.html?lang=FR&pState=1

 

Premier pas des nanosatellites en agriculture de précision

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Sources : Houborg and McCabe, (2016)

Les nanosatellites sont des satellites dont la masse n’excède pas 10 kg. Ils ont initialement été conçus pour optimiser le volume des lanceurs. Au cours des dernières années, de nombreux nanosatellites d’observation ont été envoyés dans l’espace, démultipliant ainsi la capacité d’observation de la Terre avec une très haute résolution spatiale et temporelle (quasi-quotidienne). Cette dynamique permet aujourd’hui d’envisager des services opérationnels. Parmi les acteurs majeurs positionnés sur cette technologie, Planète Labs (www.planet.com) exploite la plus grande constellation de satellites en orbite (Houborg and McCabe, 2016). Planete Labs exploite en effet une constellation de plus de 150 satellites « Doves » permettant l’acquisition d’images dans le visible avec une résolution de 3 à 5 m (Houborg and McCabe, 2016). Pour l’agriculture, une telle constellation de satellites offre de nouvelles perspectives puisqu’il devient possible d’acquérir des informations avec une résolution intéressante et une fréquence temporelle sans précédent. Cette source d’information présente toutefois une limite majeure : les bandes spectrales des nanosatellites Planete Labs sont limitées au visible (RGB). Hors, le suivi des cultures (et de la végétation en général) nécessite le calcul d’indices de végétation requérant une information de réflectance dans le proche-infra rouge. C’est pour s’affranchir de cette limite que des chercheurs de la King Abdullah university of Science and Technology (KAUST) (Arabie Saoudite) ont proposé de faire collaborer des mesures de NDVI issues d’images Landsat 8 et MODIS avec des images visibles issues de Nanosatellites. L’approche permet de bénéficier de l’information (gratuite) contenue dans les bandes spectrales proche infra-rouge de ces satellites (Landsat 8 et MODIS) ainsi que de la correction atmosphérique opérée sur leurs images. Les résultats de cette étude viennent d’être publiés. Ils montrent que cette approche est pertinente et permettrait d’envisager des services dédiés à l’agriculture de précision (dans les conditions de l’étude).

Résumé de l’article : Planet Labs (“Planet”) operate the largest fleet of active nano-satellites in orbit, offering an unprecedented monitoring capacity of daily and global RGB image capture at 3–5 m resolution. However, limitations in spectral resolution and lack of accurate radiometric sensor calibration impact the utility of this rich information source. In this study, Planet’s RGB imagery was translated into a Normalized Difference Vegetation Index (NDVI): a common metric for vegetation growth and condition. Our framework employs a data mining approach to build a set of rule-based regression models that relate RGB data to atmospherically corrected Landsat-8 NDVI. The approach was evaluated over a desert agricultural landscape in Saudi Arabia where the use of near-coincident (within five days) Planet and Landsat-8 acquisitions in the training of the regression models resulted in NDVI predictabilities with an r2 of approximately 0.97 and a Mean Absolute Deviation (MAD) on the order of 0.014 (~9%). The MAD increased to 0.021 (~14%) when the Landsat NDVI training image was further away (i.e., 11–16 days) from the corrected Planet image. In these cases, the use of MODIS observations to inform on the change in NDVI occurring between overpasses was shown to significantly improve prediction accuracies. MAD levels ranged from 0.002 to 0.011 (3.9% to 9.1%) for the best performing 80% of the data. The technique is generic and extendable to any region of interest, increasing the utility of Planet’s dense time-series of RGB imagery.

Références de l’article : Houborg, R., & McCabe, M. F. (2016). High-Resolution NDVI from Planet’s Constellation of Earth Observing Nano-Satellites: A New Data Source for Precision Agriculture. Remote Sensing, 8(9), 768.

Fin de FORMOSAT-2

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Sources : http://www.nspo.org.tw/

Très utilisé pour les applications en agriculture de précision, en particulier pour les débuts de la télédétection appliquée à la vigne, FORMOSAT-2 a été « conçu à l’origine pour une durée opérationnelle de cinq ans. FORMOSAT-2, lancé en mai 2004, a été exploité pendant plus de 12 ans, collectant plus de 2,55 millions d’images, dont les célèbres images acquises avant et après le passage du typhon Morakot qui a dévasté l’île en 2009.
Les images prises par FORMOSAT-2 sont facilement exploitables et d’une aide précieuse pour la surveillance des cultures. Sa bande spectrale bleue a rendu de grands services aux applications agricoles telles que :

L’identification des différents stades de développement des cultures pour l’agriculture de précision
L’aide à la gestion de la production au niveau du rendement des cultures
La détection et la surveillance des cultures illicites
La surveillance des récoltes de riz (revisites quotidiennes)
Le suivi des projets en milieux forestiers (infrastructures, abattage, reconversion),

Désormais considéré comme irréparable, le satellite a atteint sa fin de vie opérationnelle.

Un œil sur le monde en mutation

Dans sa lettre d’information, Airbus Defense and Space présente des exemples d’applications de la constellation de leurs satellites pour la surveillance régulière des ressources naturelles et la gestion des catastrophes naturelles. L’interface cartographique permet de voyager et d’accéder à des exemples documentés et illustrés.

oeilsur lemonde

Geomatys sort cette semaine la plateforme Constellation-SDI

constellationGeomatys sort cette semaine la plateforme Constellation-SDI en version stable. Il s’agit d’un projet openSource qui propose une Infrastructure de Données Spatiale. Constellation-SDI est une solution Open Source qui propose un grand nombre de services interopérables (WMS, WMTS, SOS, CSW, WFS, WCS et WPS) au travers d’une seule plateforme. Elle couvre la gestion des capteurs, des données et des métadonnées. Ainsi, via les différents standards OGC et normes ISO, Constellation-SDI peut diffuser les données sans restriction d’accès ou de mise en oeuvre.

Tous les détails sur le site web de Constellation www.constellation-sdi.org.

 

Premières images de Sentinelle 2

le 29 juin 2015, « tout juste quatre jours après sa mise en orbite, le satellite européen Sentinelle 2A a transmis ses premières images de la Terre, offrant un aperçu de la vision polychrome dont il fera bénéficier le programme de surveillance de l’environnement Copernicus. Pour sa première acquisition de données, le satellite a balayé une bande 290 kilomètres de largeur depuis la Suède jusqu’en Algérie, traversant l’Europe centrale et la Méditerranée.  Les données ont été transmises en temps réel à la station sol de Matera, en Italie, où les équipes attendaient leur arrivée avec impatience afin de pouvoir procéder à leur traitement ». voir les informations sur http://www.esa.int/fre/ESA_in_your_country/France/Premieres_images_de_Sentinelle_2