Groupe de Travail Hyperspectral - février 2024
Groupe de Travail Hyperspectral - fev. 2024
ORGANISATION: Audrey Minghelli (Université de Toulon/LIS)
DATE : 27 février 2024
LIEU : en visioconférence
Un groupe de travail «d’imagerie hyperspectrale » s’est formé à la suite d'un atelier du CES Couleur de l’eau en 2022 pour permettre aux chercheurs intéressés par les données issues des capteurs hyperspectraux, de partager, comparer des méthodes d’inversion originales et de discuter des résultats obtenus. Avec de nouveaux capteurs en vol, combinés à des hautes résolutions spatiales, les données hyperspectrales ouvrent de nouvelles possibilités d'explorer les données satellitaires sur la couleur de l'eau. Une 1ère réunion de ce groupe de travail s'était déroulée en décembre 2022 (consultez cette page ici).
Objectifs du groupe de travail :
- Fédérer la communauté hyperspectrale française pour des applications liées au milieu aquatique,
- Faire connaître les travaux de cette communauté,
- Proposer des méthodes de traitement pour les données hyperspectrales satellitaires,
- Lister les besoins de la communauté sur les spécifications que devrait avoir un futur capteur hyperspectral.
Objectifs de la réunion du 27 février 2024:
- Informations générales et actualités sur l’hyperspectral en zones aquatiques
- Présentation de 3 projets
- Discuter des besoins actuels en Hyperspectral appliqué aux milieux aquatiques
Les présentations de cet atelier sont accessibles via des liens vers des documents pdf. Le compte-rendu intégral de cet atelier, est accessible depuis l'onglet "Compte-rendu" sur cette même page.
- Audrey Minghelli (Université de Toulon/LIS), a rappelé les objectifs du groupe de travail à savoir, fédérer la communauté hyperspectrale française pour des applications liées au milieu aquatique, faire connaitre les travaux de cette communauté, faciliter l’accès aux données hyperspectrales satellitaires et recenser les besoins de la communauté sur les spécifications que devrait avoir un futur capteur hyperspectral. Elle a également présenté les succès du capteur hyperspectral du DLR ENMAP, à 30 m de résolution qui a acquis plus de 40 000 images depuis son lancement en 2022 pour plus de 1500 utilisateurs qui ont déposé 350 demandes d’acquisition. Elle a aussi annoncé le lancement réussi de PACE le capteur satellitaire hyperspectral de la NASA à 1 km de résolution. Le projet de mission spatiale GALENE à l’ESA, associant 50 contributeurs internationaux est toujours en cours d’évaluation, qui est attendue pour fin avril 2024. Elle a également présenté la page du site ODATIS mise en place par le GT pour faciliter l’accès à la donnée hyperspectrale et les collaborations en cours en hyperspectral en milieux aquatiques: "Faciliter l’accès à l’hyperspectral pour des applications en milieu aquatique". Elle a également présenté une cartographie des thématiques en France qui utilise l’hyperspectral. Un article Briottet et al. (2024), qui vient d’ailleurs d’être accepté par la revue ISPRS, présente les résultats de simulation d’images pour optimiser les spécifications d’un capteur hyperspectral dédié à domaines d’application différents (https://doi.org/10.1016/j.ophoto.2024.100060 ). Elle a également annoncé le 9ème colloque du groupe hyperspectral de la SFPT qui aura lieu à Rennes les 30 et 31 mai 2024. Pour terminer elle a rappelé les principaux guichets susceptibles de financer des études en hyperspectral.
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Camille Desjardins (CNES) a rappelé les activités du CNES en ce qui concerne l’étalonnage radiométrique sur le site de Lacrau utilisé entre autres pour la calibration radiométrique de PRISMA et ENMAP. Elle a également présenté les études pour une mission hyperspectrales françaises depuis 2007 et le projet dual HYSP qui s’est arrêté fin 2023 en raison d’une réaffectation du budget de la DGA vers d'autres missions de défense nationale. Elle a précisé que l’intérêt de la défense pour l’hyperspectral reste fort, mais qu’il n’est plus porté que par le New Space, par exemple à travers le démonstrateur nano satellite Hyp4Uses (Sophia Engineering). Pour la suite, le CNES poursuit les développements technologiques sur les filtres hyperspectraux en proposant une feuille de route technologique sur 3 ans pour soutenir les missions nanosatellites hyperspectrales nationales en cours de développement, sélectionner et monter en maturité des composants (détecteurs SWIR, machine cryo, électroniques …) susceptibles d’être proposés aux différents acteurs. Au séminaire de prospective scientifique du CNES SPS de 2024 une nouvelle proposition « BIODIVERSITY » impliquant plus de 50 scientifiques dans 28 laboratoires nationaux a été soumise.
- Vona Méléder (Nantes Université) - a proposé un sujet de discussion portant sur un modèle de transfert radiatif afin de cartographier la concentration en Chl a (mg.m-2) du microphytobenthos (MPB) pour estimer la biomasse micro-algale des vasières littorales. La Chlorophylle a est un proxy de la biomasse disponible pour les réseaux trophiques (à marée basse et marée haute) et elle est également responsable de la photosynthèse, elle peut donc être reliée à la production primaire brute et à la capacité à capter du CO2 atmosphérique. Il y a 2 typologies de biofilms : un film composé à 99 % de cellules vivantes sur du sédiment vaseux et un mélange de cellules vivantes et particules organiques et inorganiques (sédiment mixte). Le modèle de transfert radiatif de la première typologie a déjà été développé mais il ne suffit pas à modéliser le 2eme type de biofilm. Une discussion a permis de trouver des pistes de réflexion pour ce nouveau modèle, notamment en s’inspirant d’un modèle de sol composé de mélange existant.
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David Doxaran (LOV) a présenté le réseau de mesures hyperspectrales HYPERNETS et leur exploitation scientifique et les mesures hyperspectrales HyperBOOST (eaux côtières européennes) dans le cadre d’une campagne TARA. Le réseau de mesure Hypernet utilise un nouveau radiomètre hyperspectral ‘low-cost’ autonome dans un réseau international (surfaces aquatiques et terrestres) mis en place pour la validation de la réflectance de surface (toutes missions satellitaires). Chaque partenaire assure la maintenance de 1 à 3 sites, de la validation les réflectances de surface et distribue les données sur Zenodo (https://zenodo.org/records/8057777). Le LOV est responsable de 3 stations en France : Berre, Gironde et Rhône. Ces mesures pourront être utiles pour valider les corrections atmosphériques des capteurs PRISMA, ENMAP et CHIME. Sur Tara, des mesures d’absorption, rétrodiffusion, réflectance hyperspectrales de l’eau ont été réalisées, ainsi que des mesures SPM, Chla, POM, POC à partir de prélèvements.
- Touria Bajjouk (Ifremer) a présenté le projet BIOEOS qui vise à (i) caractériser la dynamique spatiotemporelle de la biodiversité (via des proxy) par analyse de séries temporelles d’images satellite multi capteurs, (ii) coupler les données biologiques-données environnementales et de pression pour mieux comprendre les trajectoires et prédire son évolution et (iii) cartographier les changements et produire des indicateurs multi-échelles pour rendre compte de l’état de la biodiversité. Les écosystèmes vulnérables choisis sont les récifs coralliens et les herbiers sur 4 iles sites pilotes situés dans l’océan Indien : La Réunion, Mayotte, Glorieuses, Bassas Da India. Des séries temporelles d’images multi et hyperpectrales (PRISMA, ENMAP, Pléaides, Sentinel-2) permettront de suivre la dynamique spatiotemporelle d’indicateurs de biodiversité côtière en s’appuyant sur des mesures de terrain (images sous-marines, mesures de turbidité (Chl, MES), température, salinité, niveau de la mer, courant, acidité, oxygène dissout. Un démonstrateur sera réalisé à la fin de ce projet présentant les méthodes et les produits obtenus sur les sites pilotes. Les données seront également mises à disposition sur des portails de données, des gestionnaires, des scientifiques et du grand public.
Compte-rendu de la réunion du 27 février 2024 du Groupe de Travail Hyperspectral, visualisable ci-dessous ou à télécharger ici.
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Touria Bajjouk (Ifremer),
Xavier Briottet (ONERA),
Malik Chami (Sorbonne Université),
Camille Desjardins (CNES),
David Doxaran (LOV),
Patrick Launeau (Nantes Université),
Vona Méléder (Nantes Université),
Romain Jatiaux (Univ-Perpignan),
Guillaume Morin (INRAE/Magelium),
Cécile Dupuy (IRD),
Audrey Minghelli (Université de Toulon)
