La ville de Toulouse en optique par Sentinel-2 (gauche), température de surface (ASTER, 90m, au centre), et température de surface super-résolue (ASTER, 30m, à gauche). Un des enjeux du projet THERMOCITY est de proposer des produits en température de surface les plus qualitatifs possible. Pour ce faire, le CNES et l’ONERA ont apporté des améliorations notables aux produits originaux en affinant la géolocalisation, la détermination de la température et en augmentant la résolution spatiale d’un facteur 3 pour les données ASTER.

Thermocity

Thermocity

Accès

Les produits peuvent être téléchargés
par tuiles sur le site thisme.cines.teledetection.fr

Description

Le projet SCO THERMOCITY consiste à étudier les ilots de chaleur urbains et les déperditions thermiques à partir de thermographies urbaines basées sur des images satellite [1]. La première étape du projet a donc consisté en la génération d’une collection de données thermiques sur 5 grandes métropoles françaises : Aix-Marseille, Montpellier, Paris, Strasbourg et Toulouse. Les métropoles de Montpellier, Strasbourg et Toulouse sont impliquées dans le projet.

Pour chaque ville, une dizaine d’images issues des missions ASTER et ECOSTRESSont été sélectionnées pour couvrir les différentes configurations possibles : été/hiver, jour/nuit [2,3].

La ville de Toulouse en optique par Sentinel-2 (gauche), température de surface (ASTER, 90m, au centre), et température de surface super-résolue (ASTER, 30m, à gauche).
La ville de Toulouse en optique par Sentinel-2 (gauche), température de surface (ASTER, 90m, au centre), et température de surface super-résolue (ASTER, 30m, à gauche). Un des enjeux du projet THERMOCITY est de proposer des produits en température de surface les plus qualitatifs possible. Pour ce faire, le CNES et l’ONERA ont apporté des améliorations notables aux produits originaux en affinant la géolocalisation, la détermination de la température et en augmentant la résolution spatiale d’un facteur 3 pour les données ASTER.

Données et méthodes

Les données sources proviennent des missions américaines de la NASA ASTER et ECOSTRESS et ont été découpées dans une région d’intérêt de 100 km autour des 5 métropoles étudiées.

Les traitements appliqués aux données sont décrits dans les rapports [4,5] et peuvent se résumer aux étapes suivantes :

  • Recalage géométrique sur Sentinel-2 pour assurer une bonne géolocalisation absolue, une bonne superposabilité multi-temporelle et des possibilités de croisements de données multi-missions et données exogènes.
  • Correction atmosphérique en utilisant des profils météo Météo-France issues des dernières ré-analyses
  • Séparation émissivité/température avec un algorithme TES spécialement entrainé pour le milieu urbain
  • Super-résolution : amélioration de la résolution spatiale des données thermiques par une approche statistique pour ASTER

Les produits thermiques obtenus en température de surface sont assortis d’un masque de qualité afin pouvoir écarter certaines valeurs selon les analyses. En effet, la structure 3D, les matériaux métalliques sont des potentielles sources d’erreurs.  L’amélioration de la séparation température émissivité ainsi que de la résolution spatiale permet d’ores et déjà d’utiliser les produits thermiques pour des études approfondies et orientées en fonction besoins des métropoles – ce qui constitue la seconde phase du projet SCO THERMOCITY, qui se finit en 2022.

Contact

Laure Roupioz
Ingénieure de recherche à l’Onera
@L.Roupioz

Aurélie Michel
Onera | DOTA
ResearchGate

Vincent Lonjou
CNES
@V.Lonjou

Références

[1] Description du projet sur le site du SCO : https://www.spaceclimateobservatory.org/fr/thermocity-toulouse

[2] ASTER : https://asterweb.jpl.nasa.gov/

[3] ECOSTRESS : https://ecostress.jpl.nasa.gov/

[4] Note technique CNES sur les corrections géométriques www.theia-land.fr/wp-content/uploads/2021/12/CORRECTION_GEO_THERMOCITY_TN_V1.pdf

[5] Note technique ONERA sur les corrections radiométriques et la super-résolution www.theia-land.fr/wp-content/uploads/2022/01/RT_THERMOCITY_pourCES.pdf

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