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VERS UN SUIVI EN TEMPS REEL DE LA SECHERESSE AU MAROC A PARTIR DES DONNEES METEOSAT SECONDE GENERATION

Jean-Claude BERGES & Bernard LACAZE M ed Faouzi SMIEJ CNRS PRODIG UMR 8586, Paris CRTS, Rabat. VERS UN SUIVI EN TEMPS REEL DE LA SECHERESSE AU MAROC A PARTIR DES DONNEES METEOSAT SECONDE GENERATION.

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VERS UN SUIVI EN TEMPS REEL DE LA SECHERESSE AU MAROC A PARTIR DES DONNEES METEOSAT SECONDE GENERATION

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  1. Jean-Claude BERGES & Bernard LACAZE Med Faouzi SMIEJ CNRS PRODIG UMR 8586, Paris CRTS, Rabat VERS UN SUIVI EN TEMPS REEL DE LA SECHERESSE AU MAROC A PARTIR DES DONNEES METEOSAT SECONDE GENERATION Colloque international « Aménagement du territoire et risques environnementaux» en hommage au Professeur Hassan Benhalima Colloque international Fès 15-16 avril 2005

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

  3. GDR MSG-ATRGroupement 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

  4. 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

  5. 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

  6. 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

  7. NOAA-AVHRR et SPOT-VEGETATION : bandes spectrales (Longueurs d’ondes en µm) Colloque international Fès 15-16 avril 2005

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

  9. NOAA-AVHRR et SPOT-VEGETATION : résolutions spatiales et temporelles Colloque international Fès 15-16 avril 2005

  10. 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

  11. 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

  12. 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 positivenulle négative Colloque international Fès 15-16 avril 2005

  13. 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

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

  15. 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

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

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

  18. 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

  19. 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

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

  21. 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 cemoment là; ensuite on peut appliquer la méthode du maximum de NDVI sur une séquence de n jours Colloque international Fès 15-16 avril 2005

  22. NDVId’aprèsMSG Colloque international Fès 15-16 avril 2005

  23. NDVId’aprèsSPOT VEGETATION Colloque international Fès 15-16 avril 2005

  24. 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

  25. 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

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

  27. 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

  28. 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

  29. 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

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

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

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

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

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

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

  36. 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 QQ Evaporative Fraction - Vegetation Index …NDVI or EVI (S) Note: (S) …. Derived from Satellite (T) …. Estimated theoretically Colloque international Fès 15-16 avril 2005

  37. 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

  38. 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

  39. 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

  40. GDR MSG-ATRGroupement 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

  41. 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

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