Publié le 6 septembre 2019
A l’Institut des Sciences naturelles de Belgique, à côté des salles d’expo peuplées de dinosaures, de nombreux scientifiques effectuent des travaux de recherche pour mieux comprendre et gérer notre environnement.
Parmi eux, les chercheurs du projet STEREO PONDER tentent d’améliorer les méthodes permettant de cartographier la turbidité de l’eau, un facteur important pour les organismes marins, et d’estimer l’évolution spatiale des transports de sédiments.
Pour ce type d’applications, les mesures in situ sont très coûteuses. Les chercheurs se tournent donc de plus en plus régulièrement vers les images satellitaires.
A gauche, image Pléiades de l'entrée du port de Zeebrugge. A droite, carte de la turbidité de l'eau.
Des aérosols qui cachent les sédiments
Avant de pouvoir les utiliser, les images satellitaires doivent subir ce qu’on appelle une correction atmosphérique. Les aérosols présents dans l’atmosphère affectent la lumière enregistrée par les capteurs à bord des satellites. Les images doivent donc être ‘nettoyées’ de l’effet de ces fines particules qui réfléchissent et absorbent la lumière.
Dans le cadre du projet PONDER, les chercheurs de l’Institut ont pu développer un algorithme de correction atmosphérique qui permet d'exploiter des données à très haute résolution spatiale, telles que les images Pléiades, pour extraire des informations très détaillées sur la turbidité et le transport de sédiments.
40 ans de données satellites
Il est évidemment très intéressant d'étudier l'évolution à long terme de paramètres comme la turbidité de l'eau.
Durant les 40 dernières années, de nombreux satellites ont récolté des quantités impressionnantes de données ; de longues séries chronologiques sont donc disponibles. Cependant, de Landsat 5 lancé en 1984, à Sentinel-2, en orbite depuis seulement 2 ans, la technologie a fortement évolué. Les capteurs actuels ne sont pas conçus comme ceux d'il y a 20 ans et les formats d’image de ces satellites sont parfois très différents.
Pour aligner ces séries de données dans le temps et les comparer, une méthode de traitement unifié était indispensable.
Chronologie de la turbidité de l'eau du sud de la Mer du Nord, à partir de mesures in situ (trait plein) et dérivée des données satellitaires. Une bonne correspondance est observée sur les 20 ans.
Un traitement unifié
Quinten Vanhellemont, chercheur au sein du groupe Télédétection de l'Institut, a développé un algorithme de correction atmosphérique applicable à tous les types d'image, ainsi qu'un logiciel de traitement automatique et cohérent de ces images. Des séries de données standardisées et facilement interprétables ont pu être obtenues afin d'extraire la réflectivité de l'eau et d'autres paramètres comme la turbidité. Les résultats ont été validés avec de longues séries chronologiques de mesures in situ enregistrées grâce à des bouées instrumentées.
Ces données ont par exemple permis d’observer l’impact de l’extension des ports de Zeebrugge et d’Ostende sur la sédimentation des deux côtés des parois des ports.
Plus d’infos :
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