Vincent GODARD

Département de Géographie

Université de Paris 8

V.2.9 - Dernière mise à jour : 31/08/2023

Fiche Mémo n°3.3. du cours de Télédétection niveau 2 :

Quelques missions de télédétection satellitale

Choix non exhaustif parmi les historiques et celles que nous utilisons le plus dans ce cours...

1. Quelques missions à moyenne et basse résolution spatiale

1.1. La série des NOAA

- Les missions satellitales de la NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) sont principalement orientées vers :

- l'observation des phénomènes météorologiques ;

- la structure thermique superficielle des océans ;

Mais aussi,

- l'agro-météorologie

- Plusieurs capteurs sont embarqués sur ces satellites dont les AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer)

- Lancé à partir des Tiros N (oct. 78) et NOAA 6 (juin 79) pour une série qui en est au 16^e

c'est un capteur pour les grands ensembles régionaux

- Depuis NOAA 7 (nov. 81 - janv. 85) jusqu'à NOAA 14 (mars 95 - ) => AVHRR/2

Angle de balayage au sol : 112°

tab. 1 - Caractéristiques de l'AVHRR/2

AVHRR/2 (Advanced Very High Resolution Radiometer)
Résolution	0.5 km (visible) 1.0 km (infrarouge)
Fauchée	2600 km
Bandes (microns)	0.58-0.68 (visible) 0.725-1.10 (proche IR) 3.55-3.93 (thermique) 10.3-11.3 (thermique) 11.5-12.4 (thermique)

Source : CEOS

- Depuis NOAA 15 ( oct. 98 - juil. 00) => AVHRR/3

Actuellement NOAA 16 (avril 01 - )

tab. 2 - Caractéristiques de l'AVHRR/3

AVHRR/3 (Advanced Very High Resolution Radiometer)
Résolution	0.5 km (visible) 1.0 km (infrarouge)
Fauchée	2940 km
Bandes (microns)	1) 0.58-0.68 2) 0.72-1.00 3A) 1.58-1.64 (jour) 3B) 3.55-3.93 (nuit) 4) 10.3-11.3 5) 11.5-12.5 Les bandes 3A et 3B fonctionnent à temps partagé

Source : CEOS

- Comparable au capteur Végétation de SPOT

- L'ensemble des missions de la NOAA

- historique ;

- les autres capteurs, ...

est très bien décrit sur le site du Centre Canadien de Télédétection à la rubrique concernant le satellite NOAA.

- Parmi les missions qui ont succédé aux satellites de la NOAA, il y a AQUA.

fig. 0 - Les alizés du NE au-dessus du Cap-Vert vus sur une  image du satellite AQUA

Sources : Météo-France

Commentaires Météo-France : Image du satellite AQUA, le 13/05/19 à 15h30 UTC : au milieu de l'Atlantique, le vent de nord-est file librement au-dessus de la surface océanique. Mais de temps en temps, quelques îles viennent perturber son écoulement laminaire. Ici, c'est le relief de l'archipel du Cap-Vert qui vient jouer les trouble-fêtes. A son contact, le flot d'air se déstabilise pour former d'étranges figures dans la couche de stratocumulus. Dans le sillage immédiat des îles, ils disparaissent complètement. Plus loin, ils s'entortillent en allées de tourbillons de Von Karman qui s'étirent sur près de 1 000 km de long.

1.2. La série des Météosat

- Réalisée par l'ESA (Agence Spatiale Européenne) et mis en place dans le cadre de l'Expérience Météorologique Mondiale

Les Météosat ne sont pas à proprement parler des satellites d'observation de la Terre

- Ils suivent la situation

- météorologique ;

et

- atmosphérique sur des aires importantes.

- Météosat 1 a été lancé en novembre 1977 par les américains

Il y en a eu 7 (à partir du 3^e les lancements ont été effectués par Ariane 4 puis 5)

On est maintenant sur des satellites Météosat dit de seconde génération (2002-2015),

 en attendant la troisième génération (2021- )

tab. 3 - Caractéristiques des capteurs de Météosat 1 à 7

Bande	en	Pixel (en km)	Fauchée (en km)
C	0,4 à 1,1	2,5 * 2,5	12 500
E	5,7 à 7,1	5 * 5	"
D	10,5 à 12,5	"	"

 Source : CEOS

1.3. Le capteur Spot 4 et 5 - VEGETATION

- Le programme VEGETATION est :

- cofinancé par l'Union Européenne, la Belgique, la France, l'Italie et la Suède

- réalisé sous la maîtrise d'oeuvre du CNES.

- destiné à l'étude de la biosphère continentale et le suivi des cultures.

- La couverture mondiale quasi-quotidienne, la fauchée de 2 250 km et la résolution de 1 kilomètre destine l'instrument VEGETATION à observer l'évolution de l'environnement :

- sur le long terme

- au niveau régional et mondial.

fig. 1 - Fauchée de VEGETATION

Sources : Spot Image

- Les références géométriques et les bandes spectrales de VEGETATION sont identiques à celles du HRVIR de SPOT 4 ou HRG de SPOT 5

=> analyse à plusieurs échelles spatiales

tab. 4 - Caractéristiques spectrales de l'instrument VEGETATION

Bandes spectrales	en µm
B0 - Bleu	0.45 - 0.52
B2 - Rouge	0.61 - 0.68
B3 - PIR	0.78 - 0.89
B4 - MIR	1.58 - 1.75

Sources : Spot Image

- Combinaison des hautes fréquences temporelles de VEGETATION et de la haute résolution spatiale du HRVIR ou HRG.

=> mesures simultanées des deux instruments pour :

- stratégies d'échantillonnage multi-échelle

- élaboration de modèles plus complexes.

- Intégration de données haute résolution (du HRVIR par exemple) plus facile qu'avec NOAA

- VEGETATION fonctionne indépendamment du HRVIR et du HRG.

- Il comprend un instrument de prises de vues radiométriques grand angle avec une résolution spatiale de 1 kilomètre.

- Il est doté d'une mémoire de masse dont la capacité d'enregistrement de données est de 90 minutes.

- Un outil d'étalonnage embarqué contrôle les performances radiométriques des prises de vue.

- VEGETATION a été conçu pour l'étude du couvert végétal.

Présence de bandes spectrales :

- rouge, PIR, MIR ;

- plus une bande bleue pour les corrections atmosphériques.

fig. 2 - Répartition des bandes spectrales de VEGETATION par rapport à la réflectance des sols et de la végétation

Sources : Spot Image

- Il existe des produits VEGETATION en accès libre pour des utilisations scientifiques ou des démonstrations :

- synthèses décadaires archivés depuis plus de trois mois ;

- en projection plate carrée ;

- résolution à un km.

Pour en savoir plus : spot-vegetation.com

Ou sur le site de la Vito : www.vito.be et free.vgt.vito.be

 

2. Quelques missions à moyenne et haute résolution spatiale

2.1. La série des Landsat

fig. 2bis - La "timeline" de la série des Landsat

Sources : USGS

2.1.1. Les Landsat 1, 2 et 3

- Lancement du 1^er satellite d'observation de la Terre

Landsat 1 le 23 juillet 1972 (nom d'origine ERTS-A ou ERTS-1 : Earth Resources Technology Satellite)

- cycle orbital de 18 jours

Il est :

- américain ;

- équipé de 2 systèmes d'observation (capteurs : sensors).

tab. 5 - Caractéristiques des capteurs de Landsat 1 et 2

	RBV (Return Beam Vidicon)	MSS (Multispectral Scanner)
Résolution	80 m	57 x 79 m
Fauchée	(170 x) 185 km	(170 x) 185 km
Bandes (en )	RBV 1 (bleu) - 0.475-0.575 RBV 2 (vert) - 0.58-0.68 RBV 3 (rouge) - 0.69-0.83	MSS 4 (bleu) - 0.5-0.6 MSS 5 (vert) - 0.6-0.7 MSS 6 (rouge) - 0.7-0.8 MSS 7 (PIR) - 0.8-1.1

Sources : USGS

- Le capteur RBV (Return Beam Vidicon)

=> sorte de caméra de TV

3 capteurs numérotés 1, 2, et 3

=> la dernière version (Landsat 3) était constituée d'un seul capteur panchro (0,5 - 0,8 )

- résolution spatial au nadir : 40 m

- champs total d'observation : 98 * 98 km

- Le capteur MSS (Multi spectral Scanner)

=> Radiomètre multibande à balayage par miroir oscillant

4 capteurs numérotés 4, 5, 6 et 7

=> la dernière version (Landsat 3) avait en plus une bande thermique (10.4-12.6 , résolution 120 m)

- Durée des missions

- Landsat 1 (juillet 1972 - juin 1978)

Soit 6 ans de fonctionnement et 271 757 scènes en 27 930 révolutions

- Landsat 2 (connu aussi sous le nom ERTS-B) a fonctionné 8 ans (janv. 75 - mars 83), soit 615 720 scènes

- Landsat 3 (connu aussi sous le nom Landsat-C) a fonctionné 5 ans (mars 78 - mars 83), soit 324 655 scènes

pour des durées de fonctionnement initialement prévues de 2 ans

2.1.2. Les Landsat 4 et 5

- Nouvelle génération de satellites d'observation de la Terre

- cycle orbital de 16 jours (orbite en 99 min.)

- meilleure aptitude à se positionner

- résolution spatiale accrue grâce au capteur TM

- Conserve le capteur MSS

dont la numérotation devient 1, 2, 3 et 4 (il n'y a plus de RBV)

- Le capteur TM

tab. 6 - Caractéristiques du capteur TM de Landsat 4 et 5

	TM (Thematic Mapper)
Résolution	30 m (bande 6 à 120 m)
Fauchée	(170 x) 185 km
Bandes (en )	TM1 (bleu) - 0.45-0.52 TM2 (vert) - 0.52-0.60 TM3 (rouge) - 0.63-0.69 TM4 (PIR) - 0.76-0.90 TM5 (MIR1) - 1.55-1.75 TM6 (IRTh) - 10.4-12.5 TM7 (MIR2) - 2.08-2.35

Source : CEOS

- Durée des missions

- Landsat 4 (juillet 1982 - décembre 1993 - désarmé en 2001)

Soit 11 ans de fonctionnement

 - Landsat 5 (mars 1984 - janvier 2013)

Soit 29 ans de fonctionnement !

2.1.3. Les Landsat 6 et 7

- 3^e génération de satellites d'observation de la Terre

- cycle orbital de 16 jours

- disparition du capteur MSS

- nouveau capteur TM dit ETM+ (Enhanced Thematic Mapper plus)

tab. 7a - Caractéristiques du capteur ETM+ de Landsat 6 et 7

Satellite	Capteur	Bande	en	Amplitude	Résolution spatiale
Landsat 6 et 7	ETM+	TM1 - Bleu	0,45 à 0,52	0,07	30
		TM2 - Vert	0,52 à 0,60	0,08	30
		TM3 - Rouge	0,63 à 0,69	0,06	30
		TM4 - PIR	0,76 à 0,90	0,14	30
		TM5 - MIR 1	1,55 à 1,75	0,20	30
		TM7 - MIR 2	2,08 à 2,35	0,27	30
		Panchro	0,50 à 0,90	0,40	15
		TM6 - Thermique	10,4 à 12,5	2,10	60

Source : CEOS

- Durée des missions

- Landsat 6 (mars 1993) perte de contrôle à la mise en orbite

- Landsat 7 (juillet 1999 - mai 2003) à partir de mai 2003 l'instrument ETM+ fournit des données dégradées

2.1.4. La mission Landsat 8

- 4^e génération de satellites d'observation de la Terre

- cycle orbital de 16 jours (orbite en 98,9 min.)

- 2 nouveaux capteurs :

- Operational Land Imager (OLI) ;

- Thermal Infrared Sensor (TIRS)

tab. 7b - Caractéristiques du capteur OLI et TIRS de Landsat 8

Satellite	Capteur	Bande	en	Amplitude	Résolution spatiale
Landsat 8	OLI	Band 1 Visible	0.43 - 0.45	0,02	30
		Band 2 Visible	0.45 - 0.51	0,06	30
		Band 3 Visible	0.53 - 0.59	0,06	30
		Band 4 Red	0.64 - 0.67	0,03	30
		Band 5 Near-Infrared	0.85 - 0.88	0,03	30
		Band 6 SWIR 1	1.57 - 1.65	0,08	30
		Band 7 SWIR 2	2.11 - 2.29	0,18	30
		Band 8 Panchromatic (PAN)	0.50 - 0.68	0,18	15
		Band 9 Cirrus	1.36 - 1.38	0,02	30
	TIRS	Band 10 TIRS 1	10.60 - 11.19	0,59	100
		Band 11 TIRS 2	11.50 - 12.51	10,01	100

Sources : USGS

- Durée des missions

- Landsat 8 (février 2013 - ???)

- Informations sur les orbites

- système de référence des orbites => Worldwide Reference System-2 (cliquer ici pour agrandir la vue ci-dessous => WRS-2) path/row system

Il est possible de télécharger les grilles d'indexation (comme celles de la fig. 2 ter) ici : Landsat Shapefiles and KML Files

fig. 2 ter - Le système WRS-2 des Landsat

Sources : USGS

- orbite héliosynchrone à 705 km

- 233 révolutions par cycle orbitale couvrant le globe en 16 jours (à l'exception des hautes latitudes polaires)

- inclinaison de l'orbite 98.2° (légèrement rétrograde)

- un tour de Terre en 98.9 minutes

- passage à l'Equateur à 10:00 locale +/- 15 minutes

- autres caractéristiques

- taille d'une scène => 170 km x 185 km

- durée de vie nominale => 5 ans

fig. 2 quart - Comparaison des bandes des Landsat 5 TM, 7 ETM+ et Landsat 8 OLI et TIRS

Sources : USGS

Où se procurer des données Landsat : http://earthexplorer.usgs.gov/

GEOSUD a recensé des outils gratuits de traitement pour faciliter l'utilisation et le traitement des images Landsat8 : http://www.geosage.com/highview/features_landsat8.html

2.2. La série des SPOT

- Cinq satellites ont été prévus pour cette mission

- cycle orbital de 26 jours

- orbite nominale à 832 km

- heure locale 10 h 15 au noeud descendant

- 1^ère génération des Satellites Pour l'Observation de la Terre (SPOT)

tab. 8 - Caractéristiques des capteurs HRV 1 et 2 des SPOT1, 2 et 3

Satellite	Capteur	Bande	en	Résolution spatiale (en m)
SPOT1, 2 et 3	HRV 1 et 2	XS1 - Vert	0,5 à 0,59	20
		XS2 - Rouge	0,61 à 0,68	20
		XS3 - PIR	0,79 à 0,89	20
		Panchro	0,51 à 0,73	10

Sources : Spot Image

- SPOT 1

- lancé en février 86 ;

- mis en veilleuse en 90 ;

- réactivé en mars 92 (a été mis en veille dès que SPOT 5 a été opérationnel).

- plus d'un million et demi d'images en 4 ans

- 4 millions d'enregistrements en 10 ans

- 6 millions de scènes SPOT en 16 ans

- désorbitation définitive le 17 novembre 2003.

- SPOT 2

- lancé en janvier 90 ;

- désorbitation définitive le 30 juillet 2009.

- SPOT 3

- lancé en septembre 93

- perdu en novembre 96

- 2^e génération de SPOT

tab. 9a - Caractéristiques des capteurs HRVIR 1 et 2 de SPOT 4

Satellite	Capteur	Bande	en	Résolution spatiale (en m)
SPOT 4	HRVIR 1 et 2	B1 - Vert	0,5 à 0,59	20
		B2 - Rouge	0,61 à 0,68	20
		B3 - PIR	0,79 à 0,89	20
		B4 - MIR	1,58 à 1,75	20
		B2 en Panchro	0,61 à 0,68	10

Sources : Spot Image

- SPOT 4

- lancé en mars 98

fig. 3 - Répartition des bandes spectrales des HRVIR de SPOT 4

Sources : Spot Image

- 3^e génération de SPOT

tab. 9b - Caractéristiques des capteurs HRG 1 et 2 de SPOT 5

Satellite	Capteur	Bande	en	Résolution spatiale (en m)
SPOT 5	HRG 1 et 2	B1 - Vert	0,5 à 0,59	10
		B2 - Rouge	0,61 à 0,68	10
		B3 - PIR	0,79 à 0,89	10
		B4 - MIR	1,58 à 1,75	20
		PA - Panchro	0,49 à 0,69	2,5 ou 5

Sources : Spot Image

- SPOT 5

- lancé le 4 mai 2002

- Spécificités de Spot 5 :

- 2 instruments HRG (Haute résolution géométrique) capables de générer des données à quatre niveaux de résolution pour un champ d'observation de 60 km :

- images de la bande Mir : 20 m

- images multispectrales (vert, rouge et proche infrarouge) : 10 m

- images panchromatiques : 5 m

- images panchromatiques supermode : 2,5 m

- 1 instrument HRS (Haute résolution stéréoscopique) dédié à l'acquisition simultanée de couples stéréoscopiques, avantage considérable pour la qualité du produit MNT :

- bande spectrale : panchromatique

- résolution : 10 m

- échantillonnage le long de la trace : 5 m

- largeur de la scène observée (centrée sur la trace du satellite) : 120 km

- longueur maximale d'une scène : 600 km

- angle de visée des télescopes (avant arrière) : ± 20°

- missions complémentaires, les passagers :

- l'instrument d'observation "grand champ" VEGETATION 2 assurera la continuité d'observation globale de la planète de VEGETATION de SPOT 4

- DORIS, orbitographie précise, datation et localisation de balises

- Un senseur stellaire couplé à l'instrument DORIS donne une précision absolue de localisation meilleure que 15 m, sans avoir besoin de point d'appui.

- enfin, SPOT 5 est équipé d'une mémoire à état solide de 90 Gbits (enregistrement possible de 200 scènes).

 

- Les capteurs HRV, HRVIR et HRG permettent des visées au nadir ou obliques

- Quelles sont les applications de la visée latérale ?

- Grande largeur du champs d'observation

- 117 km en couplant les deux capteurs

au lieu de 60 si l'inclinaison des capteurs est de 1,8° par rapport à la verticale

fig. 4 - Fauchée couplée des capteurs des satellites SPOT

Sources : Spot Image

- Grande répétitivité des observations

En raison du dépointage possible des télescopes

+/- 27° de part et d'autre de la verticale latéralement pour HRV, HRVIR et HRG

+/- 20° de part et d'autre de la verticale longitudinalement (en avant et en arrière) pour HRS

fig. 5 - Dépointage des miroirs pour les visées obliques

Sources : Spot Image

L'image peut même être prise dans une bande de 950 km de large

- La répétitivité théorique des prises de vue est comprise entre :

1 et 5 jours (suivant la latitude) au lieu des 26 jours de cycle orbital (cycle orbital abaissé à 5 jours en 2014)

- Au delà de 40° de latitude,

tout point peut être observé n'importe quel jour.

- A l'équateur, seule une mince bande d'environ 250 km (sur les 2 800 km séparant deux traces Spot adjacentes) n'est pas accessible un jour donné.

Et ce, grâce à la constellation des 3 satellites SPOT

fig. 6 - Constellation des satellites SPOT

Sources : Spot Image

SPOT 1 est mis en veille pour laisser sa place à SPOT 5.

- Stéréoscopie

À partir de couples de prises de vue panchromatiques => stéréorestitution

Une même scène peut être prise sous 2 angles différents

- Pour les missions SPOT 1 à 4

lors de 2 révolutions orbitales successives

ou

en mode tandem

Précision en Z (altitude) 12 à 15 m

 

fig. 7 - Acquisition stéréoscopique des satellites SPOT

Sources : Spot Image

- L'acquisition de deux scènes stéréoscopiques* peut être réalisée en mode tandem le même jour en utilisant deux des trois satellites au cours d'un cycle de 26 jours.

tab. 10 - Possibilité d'acquisitions stéréoscopiques en mode tandem

Latitude	0°	30°	45°	60°
Nombre d'accès stéréoscopiques	10	14	26	44
Nombre d'accès stéréoscopiques en mode tandem	1	3	10	15

Sources : Spot Image

- Pour la mission SPOT 5

sur la même révolution, 1 minute 30 plus tard

Précision en Z (altitude) 10 m

Précision en X et Y 40 à 50 m

 

SPOT 5 est, malgré tout, équipé de capteurs (HRG et HRS) à larges champs,

car une scène SPOT contient 30 scènes Ikonos

2.3. Les satellites Sentinelles

Actuellement au nombre de 5 (ou peut-être déjà plus !), les Sentinelles (Sentinel en anglais) sont une famille de satellites destinée à poursuivre et remplacer le programme ENVISAT, et d'autres... C'est un programme Européen du nom de Copernicus.

Référence(s) :

2.3.1. Sentinel-1

Quelques chiffres : (sources : http://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/Copernicus/Sentinel-1/Facts_and_figures) :

Lancement : Sentinel-1A 3 Avril 2014 et Sentinel-1B 25 Avril 2016

Lanceur : Soyouz à Kourou en Guyane

Orbite : Polaire, héliosynchrone à l'altitude de 693 km

Cycle orbital : 12 jours

Délais de revisite : Six jours (à l'équateur) avec une constellation de deux satellites

Durée de vie minimum : sept ans

2.3.2. Sentinel-2

Sources : https://sentinel2.cnes.fr/fr/sentinel-2

Lancement :     Sentinel-2A => 23 juin 2015

     Sentinel-2B => 6 mars 2017

Lanceur :  fusée Vega depuis Kourou

Orbite : quasi polaire (98,62°), héliosynchrone à l'altitude de 786 km

Délais de revisite : 5 jours (à l'équateur) avec une constellation de deux satellites

Heure de revisite : 10h30

Durée de vie minimum : 7 ans (12 ans de carburant)

Fauchée : 290 km pour une résolution de 10 à 60 m.

Capteur : un ensemble de capteur optiques passifs MSI (Multi Spectral Instrument), détecteur optique sur 13 bandes

tab. 17 - Longueurs d'ondes des Sentinel-2A et B

Résolution spatiale	Numéro de la bande	Satellite Sentinel-2A		Satellite Sentinel-2B
		Longueur d’onde (nm)	Largeur de bande (nm)	Longueur d’onde (nm)	Largeur de bande (nm)
10m	2	496.6	98	492.1	98
	3	560.0	45	559	46
	4	664.5	38	665	39
	8	835.1	145	833	133
20m	5	703.9	19	703.8	20
	6	740.2	18	739.1	18
	7	782.5	28	779.7	28
	8a	864.8	33	864	32
	11	1613.7	143	1610.4	141
	12	2202.4	242	2185.7	238
60m	1	443.9	27	442.3	45
	9	945.0	26	943.2	27
	10	1373.5	75	1376.9	76

Sources : https://sentinel2.cnes.fr/fr/instruments-2

fig. 9 - Résolution spatiale et bandes spectrales du capteur MSI

Sources : https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/c-missions/copernicus-sentinel-2 (fig. 119)

tab. 18 - Spécifications des bandes spectrales du capteur MSI

Spectral bands (center wavelength in nm/SSD in m)	Mission objective	Measurement or calibration
B1 (443/20/60), B2 (490/65/10) & B12 (2190/180/20)	Aerosols correction	Calibration bands
B8 (842/115/10), B8a (865/20/20), B9 (940/20/60)	Water vapor correction
B10 (1375/20/60)	Circus detection
B2 (490/65/10), B3 (560/35/10), B4 (665/30/10), B5 (705/15/20), B6 (740/15/20), B7 (775/20/20), B8 (842/115/10), B8a (865/20/20), B11 (1610/90/20), B12(2190/180/20)	Land cover classification, Leaf chlorophyll content, leaf water content, LAI, fAPAR, snow/ice/cloud, mineral detection.	Land measurement bands

Sources : https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/c-missions/copernicus-sentinel-2 (tab. 9)

2.3.3. Sentinel-3

En cours de rédaction

Sources : https://sentinel3.cnes.fr/fr/sentinel-3

3. Quelques missions radars

- Encore peu connues et peu utilisées par le grand public, les missions radars d'observation de la Terre se développent.

Elles permettent une observation :

- tout temps ;

- de nuit.

- À la différence des capteurs passifs, les bandes sont désignées par une lettre (attribuées lors de la deuxième guerre mondiale !).

tab. 11 - Codes, fréquences et longueurs d'ondes utilisés en télédétection radar

Bande	Fréquence	Longueur d'onde
P	0,3 - 1 GHz	30 - 100 cm
L	1 - 2 GHz	15 - 30 cm
S	2 - 4 GHz	7,5 - 15 cm
C	4 - 8 GHz	3,75 - 7,5 cm
X	8 - 12,5 GHz	2,4 - 3,75 cm
Ku (J)	12,5 - 18 GHz	1,67 - 2,4 cm
K	18 - 27 GHz	1,1 - 1,67 cm
Ka (Q)	27 - 40 GHz	0,75 - 1,1 cm

Source : BONN92 p. 216

- Plusieurs missions radar satellitales civiles sont actuellement opérationnelles, dont :

- Envisat (successeur des ERS) ;

- Radarsat

3.1. La série des ERS

- C'est une autre mission de l'Agence spatiale européenne, l'ESA, dont l'objectif est de :

- développer et exploiter la télédétection se rapportant aux océans, aux eaux littorales et aux glaces ;

- disposer d'observations tout-temps des terres émergées grâce à un radar à ouverture synthétique (SAR) ;

- contribuer au programme mondial de recherches sur les climats.

- ERS 1 comporte plusieurs capteurs dont :

- le AMI (Active Microwave Instrument) : le capteur radar

- Longueur d'onde => 5,6 cm

- Champs total d'observation => 80 km de large à 330 km du nadir

- Résolution spatiale => entre 25 et 30 m de côté

- le ATSR (Along Track Scanning Radiometer) : un capteur basse résolution pour le visible et le PIR (3 canaux dans chaque)

- Longueurs d'onde => 3,7 ; 11 et 12 mm

encore inconnues pour le visible d'ERS 2

- Champs total d'observation => 500 km

- Résolution spatiale => 1 * 1 km

- Les cycles de passage sont irréguliers (c'est une caractéristique d'ERS) :

• 3 jours : 17/7/91 au 1/4/92
• 35 jours : 2/4/92 au 22/12/93
• 3 jours : 23/12/93 au 9/4/94
• 168 jours : 10/4/94 au 20/3/95
• 35 jours : 21/3/95 au 10/03/00

- La charge utile

tab. 12 - Charge utile ERS-1 COMSS

AMI Active Microwave Instrumentation
Mode SAR-Image		Mode SAR-Wave
Résolution	<30 m	Résolution	<30 m
Fauchée	80-100 km	Fauchée	5 km
Fréquence	5.3 GHz (Bande C)	Fréquence	5.3 GHz (Bande C)
Mode Diffusomètre		Altimètre radar
Résolution	50 km	Précision	10 cm
Fauchée	500 km	Fréquence	13.5 GHz (Band KU)
Fréquence	5.3 GHz (Bande C)
ATSR-M Along Track Scanning Radiometer with Microwave Sounder
Comprend un radiomètre infrarouge et un radiomètre hyperfréquence
Radiomètre infrarouge		Radiomètre hyperfréquence
Résolution	1 km x 1 km	Résolution	22 km
Fauchée	500 km	Fauchée	500 km
Bands (microns)	1.6 3.7 11 12	Bandes (GHz)	23.5 36.5
PRARE Precise Range And Rate Equipment
précision en portée: 5-10 cm
LRR Laser Retroreflector

Source : CEOS

tab. 13 - Charge utile ERS-2

La même qu'ERS-1 avec GOME et AATSR en plus
GOME Global Ozone Monitoring Experiment (Le capteur est un spectromètre double)
Résolution	40 x 2 km 40 x 320 km
Fauchée	960 km
Bandes (microns)	1) 0.24-0.295 (512 bandes) 2) 0.29-0.405 (1024 bandes) 3) 0.40-0.605 (1024 bandes) 4) 0.59-0.79 (512 bandes)
AATSR Advanced Along Track Scanning Radiometer
Résolution	0.5 km
Fauchée	500 km
Bandes (microns)	0.65 0.85 1.27 1.6	3.7 11.0 12.0

Source : CEOS

- ERS 1

- lancé en juillet 91

- stoppé en mars 2000

a fonctionné en tandem avec ERS2

- ERS 2

- lancé en avril 95

- mis en veille en janvier 2001 (défaillance du capteur Digital Earth Sensor)

- Le successeur : ENVISAT

- lancé le 1^er mars 2002

- plateforme multitâche dont les prémices remontent à 1988

- emporte 10 instruments

- durée de vie nominale 5 ans

- orbite à 800 km en 100 min

 

3.2. La série des Radarsat

Quelque(s) source(s) :

Wiki : https://fr.wikipedia.org/wiki/RADARSAT

- Trois satellites ont été prévus pour cette mission

- cycle orbital de 24 jours

tab. 14 - Charge utile de Radarsat-1

Fréquence: 5.3 GHz (Bande C) Le RSO fonctionne dans 6 modes d'exploitation
	Angle d'incidence (degrés)	Résolution (m)	Fauchée (km)
Standard	20-49	28 x 25	100
Fauchée large	20-39	28 x 35	150
Haute Résolution	37-48	10 x 9	45
Étendue	49-59	20 x 28	75
ScanSAR (étroit)	20-39 31-46	50 x 50 50 x 50	300
ScanSAR (large)	20-49	100 x 100	500

Source : CEOS

- Radarsat-1

- lancé le 4 novembre 95 (problème technique le 29 mars 2013, après 17 ans d'activité, 12 ans de plus que le nominal)

- résolution maximale de 8 m.

- Radarsat-2

- lancé le 14 décembre 2017

- résolution de 3 m

- polarisation horizontale ou verticale

- permet l'observation des pôles

- Radarsat Constellation (constellation de 3 satellites identiques à Radarsat-2)

- lancés le 12 juin 2019

4. Quelques missions à haute et très haute résolution spatiale

4.1. Les Pléiades

Quelque(s) source(s) :

Wiki : https://fr.wikipedia.org/wiki/Pléiades_(satellite)

eoportal : https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/p/pleiades

Programme franco-italien qui succède à celui des SPOT.

- Domaine de la très haute résolution spatiale

- vecteur radar développé par l'Italie (satellite disponible en 2005) ;

- vecteur optique composé de 2 satellites (développés par le CNES, opérationnel en 2008) lancés depuis Kourou, par un lanceur Soyouz :

- Pléiades-1A, le 17 décembre 2011 ;

- Pléiades-1B, le 2 décembre 2012.

- Pour le vecteur optique les caractéristiques sont les suivantes :

- cycle orbital de 26 jours

- orbite nominale à 694 km

- heure locale 10 h 15 au nœud descendant

- résolution spatiale en hausse :

=> 70 cm en mode panchromatique ;

(ré-échantillonné à 50 cm de résolution)

=> 2,8 m en mode multispectral (4*70cm).

[optimisation des 3 bandes XS (multispectrales, vert, rouge, PIR) et ajout d'une bande bleue]

- mais fauchée réduite :

=> 20 km

=> avec la possibilité d'élargir localement la fauchée (100 km x 100 km)

- nouvelles possibilités stéréoscopiques :

- dépointage de 30°

- tri-stéréoscopie (avec 2 satellites en orbite)

fig. 8 - Résolution spectrale des capteurs Pléiades

Sources : https://pleiades.cnes.fr/fr/PLEIADES/Fr/GP_mission.htm)

tab. 15 - Résolution spectrale des capteurs Pléiades selon les modes

Mode	Canal	Bande spectrale
Multibande	B0	430–550 nm (bleu)
	B1	500–620 nm (vert)
	B2	590–710 nm (rouge)
	B3	740–940 nm (proche infrarouge)
Panchromatique	PA	470–830 nm (noir & blanc)

Sources : Airbus

4.2. Les pléiades Néo

Quelque(s) source(s) :

Wiki : https://fr.wikipedia.org/wiki/Pléiades_Neo

Airbus DS : https://www.intelligence-airbusds.com/imagery/constellation/pleiades-neo/

C'est la suite des deux Pléiades !

Lancement :

- Pléiades Néo 3, le 29 avril 2021 ;

- Pléiades Néo 4, le 16 août 2021.

Résolution : 30 cm

Fauchée : 20 km

La tendance actuelle des capteurs est à la (très) haute résolution spatiale.

L'avenir sera-t-il aux capteurs hyperspectraux* ?

Compilation des différents capteurs évoqués (ou non) dans cette fiche mémo :

 Un site très complet de ressources sur les satellites d'observation de la Terre : https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions

Actuellement, le dernier lancé est accessible ici par exemple : table des missions du CEOS

L'ensemble des missions est répertoriés ici : index des missions du CEOS

Enfin, on lira avec intérêt les pages suivantes proposées par ESRI relatives aux :

Types raster de capteur satellitaire qui évoque entre autre : les caractéristiques des différentes capteurs et leur compatibilité avec ArcGIS Pro...

5. Test de compréhension (susceptible d'être modifié, se renseigner)

Communiquez-moi sur la plateforme Moodle, à la rubrique "Questions de cours", les réponses aux questions suivantes :   Question n°3.3.1. Quel est le capteur qui a la fauchée la plus large : a) AVHRR d) ERS b) MSS e) AMI c) VEGETATION f) MSI Question n°3.3.2. Quel(s) capteur(s) optique(s) permet(tent) d'enregistrer dans le "bleu" (prendre <500nm comme repère) : a) AVHRR d) ERS b) MSS e) AMI c) VEGETATION f) MSI Question n°3.3.3. Quel est le cycle orbital le plus court : a) Landsat 1 d) Pléiades b) Landsat 8 e) SPOT 5 c) Radarsat f) Sentinel-1

NB : les mots suivis de "*" font partie du vocabulaire géographique, donc leur définition doit être connue. Faites-vous un glossaire.