RADARSAT-2 – Forêts tropicales : opportunité d'accès à des données
Une collaboration de l'Agence spatiale canadienne (ASC), de MDA Space et du Centre canadien de cartographie et d'observation de la Terre de Ressources naturelles Canada
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1. Introduction
Les forêts tropicales sont des écosystèmes cruciaux qui jouent un rôle vital dans la régulation du climat, agissant comme des puits de carbone essentiels et soutenant le cycle de l'eau, fournissant ainsi des services écosystémiques indispensables aux populations à l'échelle locale et mondiale. Elles offrent également des habitats riches pour une flore et une faune diversifiées, ce qui en fait des centres névralgiques de biodiversité. Cependant, malgré leur importance, les forêts tropicales sont confrontées à de graves menaces, tant naturelles qu'anthropiques, qui modifient leur structure, leur composition et diverses autres variables essentielles à la biodiversité. Dans ce contexte, les technologies d'observation de la Terre (OT) par satellite constituent un outil complémentaire pour la caractérisation et la surveillance des forêts tropicales à l'échelle mondiale. En fournissant des données à long terme, l'OT par satellite permet de suivre les changements et les menaces pesant sur les écosystèmes, soutenant ainsi les efforts de lutte contre la dégradation et de conservation.
RADARSAT-2 – Forêts tropicales (R2FT) vise à rendre accessible gratuitement une archive unique et à long terme de données de radar à synthèse d'ouverture (RSO) de RADARSAT-2 aux scientifiques et organisations du monde entier, sans objectif commercial. Son principal objectif est de soutenir l'étude des impacts des activités humaines et des changements climatiques sur les forêts tropicales— des écosystèmes à la fois essentiels et extrêmement vulnérables. Couvrant les régions circumtropicales et s'étendant sur plus d'une décennie depuis , cette série temporelle de données RSO à haute résolution offre un registre exceptionnel pour surveiller les changements du couvert forestier et faire progresser la recherche en science environnementale, en conservation et en développement durable.
R2FT est une collaboration unique entre le gouvernement et l'industrie. MDA Space, en tant que propriétaire de RADARSAT-2 et des produits de RADARSAT-2, a acquis un jeu de données RSO unique et pertinent. Dans le cadre de la collaboration du programme RADARSAT-2, l'ASC a fourni un financement pour traiter ces données et les rendre accessibles à la communauté de recherche. Pour R2FT, le Centre canadien de cartographie et d'observation de la Terre de Ressources naturelles Canada héberge les produits de RADARSAT-2 dans le Système de gestion des données d'observation de la Terre – une plateforme de données géospatiales du gouvernement du Canada permettant aux utilisateurs de découvrir et de télécharger des images satellitaires canadiennes et étrangères.
2. Portée et objectif
R2FT est une opportunité qui découle de l'initiative utiliTerre de l'ASC et qui appuie la Stratégie canadienne de l'observation de la Terre par satellite en répondant à plusieurs objectifs clés, notamment :
- garantir que les données d'OT par satellite sont gratuites et accessibles pour maximiser les travaux scientifiques, l'innovation et le développement économique;
- exploiter l'OT par satellite pour lutter contre les changements climatiques et régler les questions importantes pour les Canadiens;
- inciter la prochaine génération à perfectionner ses compétences et capacités en matière d'OT par satellite.
R2FT s'aligne également avec les engagements du Canada envers les Objectifs de développement durable des Nations Unies, le Cadre mondial de la biodiversité ainsi que la participation de l'ASC au Comité sur les satellites d'observation de la Terre, notamment en ce qui concerne ses engagements à l'égard de la biodiversité et du partage mondial du jeu de données d'archives de RADARSAT-2 sur les forêts circumtropicalesNote de bas de page 1.
L'objectif principal de R2FT est de renforcer la recherche sur les forêts tropicales grâce à la distribution de données à l'échelle mondiale à des fins non commerciales, contribuant ainsi à une prise de décisions plus éclairée en matière de conservation, de gestion des terres et d'évaluation des impacts climatiques dans ces régions. Plus largement, les objectifs de R2FT visent à favoriser la collaboration entre divers groupes d'utilisateurs, notamment les scientifiques, les gouvernements et les experts en conservation afin de renforcer les efforts communs face aux crises du changement climatique et de la biodiversité. En intégrant des technologies RSO avancées comme le jeu de données de R2FT dans leurs programmes de recherche, les scientifiques participants devraient contribuer à faire progresser la compréhension commune des caractéristiques, dynamiques et tendances des écosystèmes forestiers tropicaux. Cela pourrait un jour mener à de nouvelles applications basées sur l'OT par satellite, comme pour la surveillance en temps réel et la détection précoce des menaces pesant sur les écosystèmes, et fournir un outil complémentaire pour la prise de décisions.
3. Caractéristiques du jeu de données de R2FT
RADARSAT-2 est l'un des satellites d'OT par RSO les plus avancés au monde, offrant aux utilisateurs du monde entier un grand éventail de données de grande qualité pour de nombreuses applications. Ce satellite en orbite polaire fournit en continu des images radar en bande C quelles que soient les conditions météorologiques, de jour comme de nuit, pour la surveillance terrestre et maritime. Le cycle de réobservation est de 24 jours et il utilise des géométries d'observation ascendantes/descendantes particulières.
Les modes d'acquisition de RADARSAT-2 sont présentés à l'annexe A.
3.1 Détails techniques
Le jeu de données de R2FT est fourni au format de produit « singulier complexe » de niveau 1, ce qui signifie qu'il s'agit d'un produit de données brutes formaté où les signaux ont été convertis en une structure lisible par ordinateur contenant des informations sur la phase et l'amplitude des cibles. Le signal a subi un traitement incluant la compression en portée et en azimut ainsi que la mise au point Doppler, tout en conservant les informations de phase. Les formats de fichier pris en charge incluent GeoTIFF, assurant la compatibilité avec les principaux logiciels de télédétection et de systèmes d'information géographique.
Le tableau suivant fournit des détails techniques sur les modes d'acquisition extrafin étendu de RADARSAT-2 (XF0W2 et XF0W3) disponibles dans le jeu de données de R2FT, qui diffèrent par leurs résolutions spatiales, leur largeur de fauchée et leurs angles d'incidence.
| Paramètre | XF0W2 | XF0W3 |
|---|---|---|
| Bande de fréquence | Bande C (5,405 GHz) | Bande C (5,405 GHz) |
| Longueur d'onde | 5,55 cm | 5,55 cm |
| Polarisation | Simple (HH ou VV) | Simple (HH ou VV) |
| Résolution (proche) | 6,0 m | 5,1 m |
| Résolution (lointaine) | 5,0 m | 4,5 m |
| Largeur de fauchée | ~124 km | ~120 km |
| Angle d'incidence (proche) | 31,6° | 38,1° |
| Angle d'incidence (lointain) | 38,7° | 44,2° |
| Résolution en azimut | 5,1 m | 5,1 m |
| Bruit équivalent sigma zéro | -22 dB to -20 dB | -22 dB to -20 dB |
| Altitude de l'orbite | 798 km | 798 km |
| Résolution radiométrique | 1 dB | 1 dB |
| Type de donnée | Singulier complexe | Singulier complexe |
| Répétitivité | 24 jours | 24 jours |
| Mode de faisceau | Extrafin | Extrafin |
| Géométrie d'observation | Ascendant et descendant | Ascendant et descendant |
3.2 Distribution géographique
Les ensembles de données de R2FT couvrent une partie des régions forestières tropicales du monde, pour quatre (4) zones d'intérêt sous-continentales comme le montre la figure 1.
Figure 1 : Cette carte de densité représente la localisation des ensembles de données sous-continentaux de R2FT et la densité d'images traitées parmi une plus grande quantité acquises de à sur l'ensemble des régions circumtropicales. (Source : MDA Space.)
4. Accès au jeu de données de R2FT
Le jeu de données de R2FT est fourni dans le Système de gestion des données d'observation de la Terre (SGDOT) du Centre canadien de cartographie et d'observation de la Terre de Ressources naturelles Canada. La présente section décrit comment avoir accès aux données, en commençant par l'admissibilité.
4.1 Admissibilité
Bénéficiaires admissibles
Le demandeur doit :
- occuper un poste permanent, à durée déterminée, étudiant ou contractuel dans un établissement postsecondaire reconnu ou une organisation reconnue;
- remplir et soumettre, au nom de son organisation, un formulaire de demande et obtenir l'autorisation d'accès;
- s'identifier comme la personne principale qui aura accès au jeu de données demandé au nom de l'organisation;
- appartenir à une organisation admissible à recevoir des produits de RADARSAT-2 conformément à la politique sur les données de RADARSAT-2 et aux conditions réglementaires d'accès aux produits de RADARSAT-2.
Projets admissibles
Pour être admissibles, les projets doivent comprendre une ou plusieurs des activités suivantes :
- Activités de recherche liées à la portée et l'objectif de R2FT (voir section 2);
- Activités visant à favoriser le développement continu d'un effectif critique de chercheurs et de personnes hautement qualifiées;
- Activités soutenant la création de nouvelles connaissances, des études scientifiques et des travaux de recherche.
4.2 Processus
Tous les utilisateurs potentiels de R2FT sont invités à découvrir sans tarder le jeu de données à l'aide du fichier KML.
Seules les demandes présentées dans Formulaire GC seront acceptées. Les demandes transmises par d'autres moyens, p. ex. par courriel, ne seront pas prises en compte. La figure 2 présente une vue simplifiée du processus.
Figure 2 : Processus de demande, d'accès aux données et de recherche dans le cadre de R2FT.
Tout d'abord, le demandeur doit avoir un compte dans le SGDOT, ce qui donne accès au jeu de données en mode découverte. Les demandeurs peuvent ainsi rechercher et déterminer les données disponibles pour leur zone d'intérêt et les dates proposées de leur projet. Ces informations seront requises dans le formulaire de demande.
- Remarque : Des conseils sur le processus d'inscription au SGDOT sont offerts dans la foire aux questions de la page GitHub.
Une fois que les demandeurs ont déterminé dans le SGDOT leur nom d'utilisateur et le jeu de données d'intérêt, ils peuvent soumettre leur demande dans Formulaires GC.
Le formulaire est rempli au nom de l'organisation du demandeur et comprend cinq (5) sections :
- Déclaration de confidentialité et consentement.
- Renseignements sur l'organisation du demandeur (dont le nom d'utilisateur et l'adresse courriel de l'organisation).
- Informations sur le projet (p. ex. objectif du projet de rechercher et jeu de données d'intérêt).
- Retombées attendues du projet.
- Page de confirmation avant l'envoi de la demande.
Le demandeur doit soumettre une demande distincte pour chaque projet.
Une fois la demande soumise, elle est examinée par les responsables de R2FT de l'ASC. Les candidats retenus recevront un courriel d'acceptation avec des instructions supplémentaires pour accéder aux données dans le SGDOT. Les autres recevront un courriel précisant que leur demande n'a pas été jugée admissible.
4.3 Procédure d'accès aux données
Le téléchargement du jeu de données de R2FT se fait à partir du SGDOT. Les demandeurs retenus peuvent accéder aux données sous forme d'un jeu unique (stack) ou par pays, selon leurs besoins. Les utilisateurs sont encouragés à consulter la documentation de formation sur la page GitHub afin d'apprendre comment récupérer leur jeu de données dans le SGDOT.
5. Modalités
Les candidats à R2FT doivent se conformer aux conditions prévues dans l'Accord de licence d'utilisation de RADARSAT-2 – licence du gouvernement (PDF).
L'Accord de licence d'utilisation existe aussi en anglais et en espagnol :
- Government user RADARSAT-2 end user license agreement (en anglais seulement, PDF).
- Usuario gubernamental, contrato de licencia de RADARSAT-2 para el usuario final (en espagnol seulement, PDF).
Ce document établit les conditions et les éléments suivants : propriété des données, octroi de la licence, garantie, limitation de responsabilité, règlement sur le satellite et lois sur le contrôle des exportations, résiliation, lois applicables, dispositions diverses, titulaire de licence autorisé, utilisations permise et interdites, définitions, droits d'auteur et langue.
De plus, les demandeurs retenus sont invités à tenir informés les responsables de R2FT de l'avancement et des résultats de leur projet de recherche par rapport à ce qu'ils ont précisé dans le formulaire de demande, notamment dans les sections « Informations sur le projet » et « Retombées attendues du projet ».
6. Soutien et ressources
6.1 Coordonnées
Pour plus d'informations, veuillez contacter les responsables de R2FT à l'adresse r2tf-r2ft@asc-csa.gc.ca.
6.2 Documentation et tutoriels
Le tutoriel suivant a été créé pour aider les utilisateurs à utiliser les données des missions RADARSAT. Il est destiné aux débutants et propose un guide étape par étape pour orienter les utilisateurs dans le tracé des fichiers matriciels (raster files) et des fichiers de forme (shapefiles) des missions RADARSAT dans Python et QGIS.
La page suivante couvre des questions et comprend des tutoriels concernant le SGDOT.
Annexe A – Modes d'acquisition de RADARSAT-2
Les multiples modes d'acquisition offerts par RADARSAT-2 répondent aux besoins changeants des utilisateurs et favorisent l'élaboration d'applications spécialisées. Avec une résolution trois fois supérieure à celle de RADARSAT-1, RADARSAT-2 est en mesure d'identifier avec une plus grande précision les cibles visées, tels des navires en mer, et ses 512 antennes miniatures commandées séparément peuvent être rapidement reconfigurées. En plus du mode de polarisation HH déjà offert par RADARSAT-1, RADARSAT-2 peut capter des images en polarisation HV, VH ou VV.
L'infographie montre la zone de couverture de chaque mode d'acquisition de RADARSAT-2 le long de la trace au sol du satellite (nadir). Les modes de faisceau sont présentés dans l'ordre suivant, de gauche à droite : « spotlight » (faisceau étroit); faisceau ultrafin; faisceau ultrafin, fauchée large; faisceau extrafin; faisceau haute résolution multivisée; faisceau haute résolution multivisée, fauchée large; faisceau haute résolution; faisceau haute résolution, fauchée large; faisceau haute résolution, polarisation quadruple; faisceau haute résolution, polarisation quadruple, fauchée large; faisceau standard, polarisation quadruple; faisceau standard, polarisation quadruple, fauchée large; standard; faisceau étendu, faible incidence; faisceau large; faisceau étendu, haute incidence; détection de navires; ScanSAR étroit; surveillance des océans; ScanSAR large.
Figure 3 : Détails techniques des modes d'acquisition de RADARSAT-2. (Source : MDA Space.)
Annexe B – Alignement international
Figure 4 : Cibles du Cadre mondial de la biodiversité de Kunming à Montréal. (Source : Environnement et Changement climatique Canada)
Figure 5 : Objectifs de développement durable des Nations Unis. (Source : Nations Unies)
Figure 6 : Variables essentielles de la biodiversité (diagramme en anglais seulement). (Source : Springer, Cham.)
Renseignements supplémentaires :
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