Accès à la donnée
Présentation
Le LSCE, un des Centre d’Expertise de Postel, a mis au point une nouvelle méthode de sélection des FDRBs Polder 3/Parasol acquises entre novembre 2005 et octobre 2006 afin de bâtir 4 bases de FDRB :
- 2 bases mensuelles rassemblant les meilleures FDRBs pour chaque mois indépendamment : l’une repose sur la classification IGBP, l’autre sur la classification GLC2000.
- 2 bases annuelles élaborées pour suivre le cycle annuel de la signature directionnelle des surfaces. La sélection des meilleurs pixels se fait sur l’année entière. La première base repose sur la classification IGBP, la seconde sur la classification GLC2000.
La sélection des pixels se fait en 3 étapes :
- une sélection des pixels thématiquement homogènes en fonction des classifications (IGBP ou GLC2000)
- une pré-sélection d’un nombre fixe de pixels en fonction de la qualité de l’inversion d’un modèle de réflectance sur un mois de données. Ce critère permet d’éliminer les FDRBs les plus bruitées et celles possédant peu d’observations.
- la sélection finale des meilleures FDRBs. Pour cette dernière étape, on considère la qualité de l’inversion du modèle de réflectance sur chaque orbite, ce qui permet d’éliminer les plus perturbées qui pourraient dégrader la qualité des FDRBs.
Les étapes 2 et 3 sont appliquées aux réflectances acquises à 670nm qui permettent de sélectionner des FDRBs de bonne qualité dans toutes les longueurs d’onde.
Au final, on obtient :
- une base mensuelle qui contient 20 985 FDRBs réparties en 22 classes GLC2000
- une base annuelle qui contient 20 907 FDRBs réparties en 22 classes GLC2000
- une base mensuelle qui contient 13 879 FDRBs réparties en 16 classes IGBP.
- une base annuelle qui contient 13 166 FDRBs réparties en 16 classes IGBP.
Ces bases contiennent également la Fonction de Distribution de la réflectance Polarisée Bidirectionnelle (FDPB) mesurée à 865nm pour chaque pixel sélectionné.
Comparées aux bases POLDER-1 et POLDER-2 existantes, les bases de FDRB Polder 3/Parasol présentent quelques avantages. Le critère de sélection, qui repose sur la qualité de l’inversion d’un modèle de rélfectance, favorise les FDRBs les plus lisses. Un an d’acquisition permet le suivi des variations de la FDRB sur un cycle végétal complet. Le cycle orbital de Parasol, plus long que celui d’Adeos-2, fournit un meilleur échantillonnage angulaire de la FDRB. Les mesures acquises sous de grands angles de visée (jusqu’à 60°) offrent l’opportunité d’étudier la capacité des modèles à simuler les bords de la FDRB.
Dans toute publication présentant des travaux utilisant les bases de FDRBs Polder 3/Parasol, veuillez inclure la citation suivante : « The POLDER-3/PARASOL BRDFs databases have been elaborated by the LSCE, and provided by the POSTEL Service Centre. The POLDER-3/PARASOL data are from Cnes. »
Les FDRBs multi-temporelles des bases annuelles (exemple ci-dessous) permettent le suivi de l’amplitude des réflectances (%) et de la forme des FDRBs en fonction des changements de la surface et de l’évolution du cycle végétal. Une utilisation potentielle de ces données est l’élaboration de FDRBs standard (Bacour and Bréon, 2005) qui peuvent ensuite être utilisées pour corriger les effets directionnels de séries temporelles telles qu’AVHRR (Bacour et al., 2006).
Les bases mensuelles fournissent les meilleures FDRBs pour chaque mois. Les graphes ci-dessous représentent les réflectances bi-directionnelles (%) à 670 nm (à gauche) et 865 nm (à droite) dans l’espace angulaire pour divers écosystèmes et à différentes périodes de l’année. Les principaux caractères des FDRBs sont un pic de réflectance en diffusion arrière quand les angles d’éclairement et d’observation coïncident (l’effet de hot spot) et un minimum de réflectance en diffusion avant. Ces caractéristiques sont mises en évidence sur les signatures acquises dans le plan principal. La FDRB de la neige montre d’autres spécificités : réflectance à 670nm plus forte que dans le proche infra-rouge, forme de bol de la FDRB avec une augmentation de la réflectance en diffusion avant, qui traduit la présence d’une fine couche d’eau sur la surface.
La forme des FDPB (Fonction de Distribution de la réflectance Polarisée Bidirectionnelle) est similaire quelque soit le type de surface (exemples ci-dessous) : pour un angle solaire donné, la réflectance polarisée, faible en diffusion arrière, augmente en diffusion avant. Le minimum autour de la direction anti-spéculaire est due au fait que la polarisation est essentiellement générée par la réflection spéculaire du rayonnement sur la surface. Pour des conditions angulaires semblables, l’intensité de la réflectance polarisée est supérieure sur du sol nu que sur de la végétation couvrante. Lorsque des éléments très polarisants, tels que des points d’eau sont présents sur le pixel, on observe un effet « glitter » très prononcé dans la direction spéculaire. Nadal et Bréon (1999) ont utilisé les réflectances polarisées mesurées par POLDER-1 pour générer des FDRP empiriques pour 11 types de surface définis par leur NDVI et leur classe IGBP. Ces FDRP sont utilisées, par exemple, pour corriger la reflectance polarisée TOA qui sert à estimer les caractéristiques des aérosols troposphériques au dessus des terres. Cette méthode est un des tests de l’algorithme de correction atmosphérique appliqué dans la chaîne de traitement opérationnelle de la filière « Terres Emergées » pour réaliser la correction des effets des aérosols troposphériques et restituer la réflectance de surface.
Format
Un Manuel Utilisateur détaille l’algorithme, analyse les bases et décrit le format des fichiers.
L’outil Visu_BRDF_PARASOL, développé par le LSCE, permet de visualiser les FDRBs, de tester 6 modèles de réflectances, linéaires ou pas, et de comparer les résultats des inversions aux mesures.
Références
Bacour, C. and F.M. Bréon, Variability of biome reflectance directional signature as seen by POLDER, Remote Sensing of Environment, 98, 80-95, 2005. Bacour and Bréon, RSE, 2005
Bacour, C., FM. Bréon, and F. Maignan, Normalisation of the directional effect on NOAA-AVHRR reflectances measurements for an improved monitoring of vegetation cycles, Remote Sensing of Environment, 102, 402-413, 2006. Bacour et al., RSE, 2006 {PDF}
Bréon, F.M., E. Fédèle, F. Maignan, and R. Lacaze, A database of directional reflectance signature (GLC2000) with an analysis tool, A-Train Symposium, Lille, 22-25 October 2007 Poster BRDF PARASOL GLC2000 {PDF}
Bréon, F.M., E. Fédèle, F. Maignan, and R. Lacaze, A database of directional reflectance signature (IGBP) with an analysis tool, A-Train Symposium, Lille, 22-25 October 2007 Poster BRDF PARASOL IGBP {PDF}
Nadal, F. et F.M. Bréon, Parametrization of surface polarized reflectance derived ffrom POLDER spaceborne measurements, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 37, 1709-1718, 1999.