Télédétection satellitaire - Contexte
Le laboratoire de télédétection de l’Institut Maurice-Lamontagne opère trois stations de réception d’images satellitaires (Mont-Joli, Victoria et Resolute Bay) qui lui permettent d’acquérir les données en provenance des satellites météorologiques de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) offrant une couverture complète des trois océans entourant le Canada.
Ces données servent à calculer la température de surface de la mer et sont utilisées dans le cadre de projets de recherche océanographiques ainsi que pour le monitorage des écosystèmes. Ces images peuvent ainsi permettre de suivre l’évolution de divers phénomènes physiques et leur couplage à des processus biologiques. Les images acquises lors de chaque passage d’un satellite sont utilisées afin de générer une couverture nationale complète moyenne pour chaque journée ainsi que des moyennes sur des périodes de plusieurs jours.
Traitement des images (passes)
Après leur acquisition, les images sont filtrées pour la présence de nuages et de glace et un masque couvrant la terre est appliqué. Les images sont géoréférencées à l’aide d’une première correction basée sur les paramètres orbitaux du satellite puis une correspondance automatique entre des amers extraits des traits de côtes visibles sur les images et une carte numérique est appliquée afin de raffiner la première approximation. De façon générale, la précision du géoréférencement est de l’ordre de un pixel (1,1 km). Le calcul des températures de surface s’effectue au moyen d’un algorithme de type « split-window » utilisant les canaux thermiques du capteur Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR). Des algorithmes différents sont utilisés pour le calcul des températures selon que l’image est captée de nuit ou de jour. Le logiciel Terascan (Seaspace Corporation) est utilisé pour la navigation des images et le calcul des températures. Les produits générés par la chaîne de traitement d’images sont validés à l’aide de données in situ en provenance du réseau de thermographes.
Moyennes temporelles
Comme la présence de nuages empêche l’observation de la surface de la mer, il est courant de générer une image composite afin d’obtenir un produit sans nuages. La technique la plus utilisée est celle de la composite temporelle sur une période plus ou moins longue qui dépend des caractéristiques de la couverture nuageuse locale. Pour les produits canadiens, nous avons opté pour la génération de composites sur une journée comme produit de base. Ces composites journalières sont ensuite utilisées afin de générer des composites n-jours. Cette stratégie permet à la fois d’obtenir un bon niveau de résolution temporelle tout en maintenant un pourcentage de couverture nuageuse bas. Les images pour lesquelles la qualité du géoréférencement n’est pas acceptable ne sont pas prises en compte dans le calcul des moyennes. Les moyennes sont générées au moyen de la totalité des données disponibles en provenance de tous les satellites opérationnels et incluent tant les données de jour que de nuit.
Activités du laboratoire
Outre les activités opérationnelles de production d’images de température de surface de la mer, le laboratoire de télédétection est engagé dans divers programmes de recherche utilisant les données satellitaires pour la compréhension des écosystèmes. Le laboratoire est ainsi le maître d’oeuvre d’un programme de recherche en optique marine visant à comprendre la variabilité tant spatiale que temporelle des divers paramètres affectant la couleur de la mer (matières dissoutes, matières en suspension, phytoplancton).
Ce programme, débuté en 1997, a pour objectifs la validation des algorithmes actuels de calcul de la chlorophylle par télédétection et le développement d’algorithmes mieux adaptés aux conditions particulières de l’estuaire et du golfe du Saint-Laurent. Une fois ces objectifs atteints, il sera alors possible de mieux utiliser les images satellitaires de couleur de la mer pour l’évaluation et le suivi de la biomasse de phytoplancton. Le programme est effectué en collaboration avec les partenaires suivants : l’Université de Sherbrooke, l’Institut des sciences de la mer de Rimouski et l’Université York. Le réseau de bouées océanographiques fait aussi partie de ce programme de recherche puisque les bouées sont équipées de radiomètres permettant de mesurer la réflectance de la mer simultanément aux mesures effectuées par les satellites.
Répertoire de publications : pour obtenir une copie, prière de contacter Pierre.Larouche@dfo-mpo.gc.ca
