Estimations satellitales de la couleur de l'eau lagonaire à l'aide des produits Sentinel-2

Type Mémoire
Date 2020
Langue(s) Français
Référence Rapport de stage de 2ème année AgroParisTech
Auteur(s) Rintz Cam Ly1, 2
Contributeur(s) Le Gendre RomainORCID, Soulard BenoitORCID, Bourassin Emmanuel, Bruyere Oriane, Royer Florence, Brouquier Armelle, Le Pen Mael
Mot-Clé(s) Couleur de l’eau, turbidité, satellite, télédétection, réflectance, lagon, Nouvelle-Calédonie, Sentinel-2
Résumé

Le lagon de Nouvelle-Calédonie est soumis à diverses pressions, notamment liées aux apports fluviatiles terrigènes. Le devenir (étendue, intensité) de celles-ci peut être étudié à l’aide de paramètres tels que la couleur de l’eau dépendant de sa turbidité ou de la concentration en phytoplancton. L’utilisation d’imagerie satellite à ces fins est de plus en plus répandue. Avec le lancement récent de la mission Sentinel-2 (S2) et ses satellites offrant des images à 10 mètres de résolution, nous nous sommes penchés sur la caractérisation de la couleur de l’eau du lagon à partir de ces produits. Bien que les deux paramètres cités précédemment aient été étudiés dans un premier temps, ce rapport se concentre sur la turbidité de l’eau. Après avoir testé la performance d’algorithmes déjà existants pour la Nouvelle-Calédonie, mais initialement appliqués à des satellites autres que S2, nous avons cherché à établir un algorithme d’estimation de la turbidité en nous basant sur des données récoltées au cours de campagnes en mer (dans le lagon Sud-Ouest de la Nouvelle-Calédonie et le lagon autour de Koumac en province Nord). Le meilleur algorithme obtenu est un algorithme basé sur trois bandes spectrales, exprimant, par un polynôme du troisième degré, la turbidité en fonction de la réflectance de l’eau (combinaison de réflectances Rrs492.Rrs665/Rrs443). Ce travail a permis d’obtenir des premiers résultats déjà très satisfaisants et prometteurs, et qui nous laissent espérer quelques améliorations telles que la compréhension des biais observés qui reste à affiner, et la base de données à compléter afin de pouvoir aboutir à un algorithme plus robuste.

Résumé en anglais

The lagoon of New Caledonia is subject to various pressures, including terrigenous stream inputs. Their evolution – extent, intensity – can be studied through parameters such as ocean color, depending on turbidity or phytoplankton concentration. Satellite imagery is more and more used for this purpose. As the Sentinel-2 (S2) mission, with its satellites providing ten meters-resolution images, has been recently launched, we worked on the characterisation of lagoon color using these products. After testing the performance of existing algorithms for New Caledonia, initially applied to satellites other than S2, we tried to establish a new turbidity algorithm based on field data (measures in the South-West lagoon of New Caledonia and the lagoon near Koumac in North Province). The best result is obtained with a three-bands algorithm, a third-degree polynomial which gives turbidity given the water reflectance (combination of reflectances Rrs492.Rrs665/Rrs443). Through this work, we got very satisfying and promising results, which offer the prospect of improvements such as refining our understanding of the observed bias and completing the data base in order to build a more robust algorithm.

Texte intégral
Fichier Pages Taille Accès
Version officielle éditeur 45 37 MB Libre accès
Haut de la page

Comment citer 

Rintz Cam Ly (2020). Estimations satellitales de la couleur de l'eau lagonaire à l'aide des produits Sentinel-2. Rapport de stage de 2ème année AgroParisTech. https://archimer.ifremer.fr/doc/00645/75752/