L’imagerie satellite à haute résolution spatiale (Landsat, SPOT, Ikonos, Quickbird, etc.) est utilisée dans de nombreuses applications relatives à l'étude de la biosphère terrestre.
L'analyse diachronique d'images haute résolution permet de déceler les changements d'origine naturelle ou anthropique survenus sur un territoire. On peut ainsi surveiller le déboisement, la dégradation et le morcellement des forêts - notamment la déforestation des forêts tropicales humides qui se fait à un rythme alarmant - dus à un fort développement des pratiques agricoles et de l'élevage et une extension urbaine plus ou moins contrôlée (image ci-dessous).
Images du satellite ASTER
En ce qui concerne la cartographie et la lutte contre les feux de forêt, les images sont intégrées aux systèmes d'information géographique et d'aide à la décision, pour simuler la propagation des incendies en fonction de paramètres météorologiques. Cela permet de mieux positionner les équipes de secours sur le terrain et par conséquent, d'accroître l'efficacité de la lutte contre les incendies (image ci-dessous).
Image du satellite IKONOS
La haute résolution est aussi très utilisée pour étudier l'impact des activités humaines sur l'environnement (image ci-dessous). De grands programmes interdisciplinaires de recherche sur l'environnement, à l'instar du programme sur l'homme et la biosphère (MAB) de l'UNESCO, ont d'ailleurs été initiés dès le début des années 70, pour étudier les rapports entre l'homme et la nature. L'objectif recherché étant une gestion plus raisonnée de la biosphère, en définissant des conditions de conservation, de protection, de mise en valeur et d'exploitation des ressources plus rationnelles.
Vue de la station de sports d'hiver de Copper Mountain dans le Colorado (GeoEye)
Avec une pression démographique croissante et la nécessité d'une production agricole accrue, il devient indispensable d'optimiser la gestion des cultures. L'imagerie satellitaire à haute résolution spatiale est devenue incontournable dans de nombreux secteurs du domaine agricole : inventaires, prévisions des rendements, surveillance de l'état phytosanitaire des cultures, suivi des récoltes. L'agriculture de précision est un concept très récent, apparu il y a une quinzaine d'années avec le développement des outils géomatiques (SIG, GPS). Elle a pour objectif d'améliorer les rendements et la qualité des produits agricoles, tout en cherchant à préserver l'environnement. L'imagerie satellitaire à haute résolution spatiale est utilisée au niveau parcellaire pour aider les exploitants à mieux gérer leurs parcelles et optimiser le rendement de leurs cultures. Les images satellites permettent de suivre la croissance des cultures, depuis la plantation des graines jusqu'à la récolte, de suivre les stades phénologiques au fur et à mesure que les saisons progressent et de détecter des anomalies telles que l'invasion par les mauvaises herbes, le compactage du sol, ou encore les problèmes d'arrosage.
Agriculture de précision
En savoir plus
Pour en savoir plus, le lecteur pourra se référer aux travaux de Eric Bappel sur la gestion de la sole cannière à La Réunion, ainsi qu'au service de pilotage des cultures Farmstar, développé à la fin des années 1990 par EADS Astrium et les instituts agronomiques Arvalis, Cetiom et ITB.
Bappel, E., 2005. Apport de la télédétection aérospatiale pour l'aide à la gestion de la sole cannière réunionnaise, Thèse de Doctorat, Université de la Réunion, 278p.
Programme Farmstar : http://www.spotimage.com/web/3174-farmstar-une-autre-agriculture-de-precision-image-satellite-et-agriculture.php
Parmi tous les satellites haute résolution utilisés pour l'étude de la végétation, les plus anciens sont ceux de la série Landsat. Le programme américain de télédétection spatiale Landsat a été le premier programme civil d'observation de la Terre par satellite. Il a commencé avec le lancement du premier satellite Landsat-1, appelé à l'origine ERTS (Earth Resources Technology Satellite) en 1972. L'objectif du programme initié par le gouvernement des Etats - Unis et la NASA, était de fournir de façon régulière des images des ressources terrestres sur le long terme, mais également d'estimer le rendement des récoltes céréalières aux Etats - Unis et en Russie, afin d'anticiper l'évolution des cours du marché boursier. A ce jour, sept satellites Landsat ont été lancés depuis juillet 1972, le dernier, Landsat 7, a été mis en orbite le 15 avril 1999 (tableau ci-dessous). Les instruments embarqués sur les satellites Landsat et la continuité exceptionnelle du programme ont permis d'acquérir des milliers d'images de la surface de la planète, utilisées non seulement pour la surveillance des ressources terrestres, mais aussi pour de nombreuses autres applications (cartographie des températures de surface de la mer, gestion de l'habitat, géologie, etc). Tous les satellites de la série sont placés sur des orbites héliosynchrones quasi polaires (inclinaison de 98°2). Les trois premiers satellites tournaient sur une orbite située à environ 900 km d'altitude, avec une répétitivité de 18 jours. A partir de Landsat 4, l'altitude de l'orbite a été ramenée à 705 km, permettant un gain de deux jours pour la répétitivité. Le décalage de phase entre les orbites de Landsat 4 et 5 permet d'abaisser la répétitivité à 8 jours, ce qui est très intéressant pour suivre l'évolution de la dynamique de la végétation. La fauchée des satellites Landsat est de 185 km. Aujourd'hui, deux satellites sont en fonctionnement, les Landsat 5 et 7.
Les satellites du programme américain LANDSAT
| Satellite | Date de lancement | Altitude | Bandes spectrales | Instruments | Répétitivité |
|---|---|---|---|---|---|
| Landsat-1 | 23/07/1972 | 907 km | 4 (2 visibles / 2 proche IR) | Imageur Multispectral (MSS), Caméra Return Beam Vidicon (RBV) | 18 jours |
| Landsat-2 | 22/01/1975 | 908 km | 4 (2 visibles / 2 proche IR) | MSS, RBV | 18 jours |
| Landsat-3 | 05/03/1978 | 915 km | 5 (2 visibles / 2 proche IR / 1 IR thermique) | MSS, RBV | 18 jours |
| Landsat-4 | 16/07/1982 | 705 km | 8 (3 visibles / 3 proche et moyen IR / 1 IR thermique / 1 panchromatique) | Thematic Mapper (TM), MSS | 16 jours |
| Landsat-5 | 01/03/1984 | 705 km | 8 (3 visibles / 3 proche et moyen IR / 1 IR thermique / 1 panchromatique) | TM, MSS | 16 jours |
| Landsat-6 | 05/10/1993 | n/a | 8 (3 visibles / 3 proche et moyen IR / 1 IR thermique / 1 panchromatique) | Échec lors de la mise en orbite | 16 jours |
| Landsat-7 | 1999 | 705 km | 8 (3 visibles / 3 proche et moyen IR / 1 IR thermique / 1 panchromatique) | Enhanced TM (ETM+) | 16 jours |
| Landsat-8 | 2011 (?) | 705 km | 9 (4 visibles / 4 proche et moyen IR / 1 panchromatique) | Operational Land Imager (OLI) | 16 jours |
Il est prévu de lancer un huitième Landsat en 2011 (?) pour assurer la continuité du programme Landsat pendant au moins cinq années supplémentaires. Le LDCM embarquera un instrument très similaire à l'ETM+, l'OLI. L'instrument possèdera deux bandes supplémentaires : une bande 'aérosols côtiers' centrée sur 0,44 μm qui devrait permettre d'améliorer l'observation de la teneur en sédiments des eaux littorales, ainsi qu'une bande 'cirrus' (1,36 μm - 1,39 μm) pour faciliter la détection automatique de la couverture nuageuse sur les images. Les autres différences notables concernent la résolution radiométrique améliorée (12 bits au lieu de 8 bits) et une capacité d'enregistrement plus rapide, permettant l'acquisition d'environ 400 images par jour de la surface terrestre.
Page précédente
Page suivante