Résoudre d’importants problèmes d’observation en suivant les changements subtils de notre planète depuis l’espace


Résoudre d'importants problèmes d'observation en suivant les changements subtils de notre planète depuis l'espace

CubeSats servent de pont entre les mesures de télédétection rapprochées de Phenocam et les mesures de drones (permettent une surveillance à petite échelle, mais avec une couverture très limitée) et les mesures satellitaires MODIS (permettent une surveillance globale, mais avec une résolution très grossière). Crédit photo : Dr. Shengbiao Wu et Mme Yingyi Zhao

terre a connu des environnementaux rapides qui sont étroitement liés aux activités anthropiques. La télédétection par satellite fournit un moyen quantitatif de surveiller de tels changements, mais est souvent limitée à des résolutions spatiales ou temporelles approximatives. Ce n’est que récemment, avec l’arrivée des satellites Dove de Planet, une constellation de CubeSats composée de plus de 190 capteurs satellitaires, pour générer une couverture quotidienne et mondiale avec une résolution de 3 mètres, nous avons eu l’opportunité de visualiser la surface de la Terre sur un moniteur à petite échelle.

Cependant, plusieurs problèmes subsistent avec les observations de CubeSat qui entravent davantage ses applications plus larges : 1) les nuages ​​et les ombres de nuages ​​fréquents contaminent souvent le signal satellite, 2) les observations de CubeSat proviennent de plus de 190 capteurs satellites à différents angles du soleil, conduisant à des données problèmes d’incohérence entre les différents capteurs et 3) une interprétation biophysique précise du signal satellite fait défaut.

Dr. Jin Wu et le Dr. Jing Wang du laboratoire d’écologie mondiale et de télédétection (GEARS) de l’École des sciences biologiques (HKU) de l’Université de Hong Kong a mené des recherches pour résoudre ces problèmes en développant de nouvelles méthodes d’observation qui fournissent de meilleurs résultats lors du suivi de à plus petite échelle. .

Par exemple, l’équipe a récemment développé une méthode de filtrage automatique des nuages ​​et des ombres des nuages ​​pour CubeSats qui exploite les informations spatiales et temporelles des bandes de réflexion des satellites et s’est avérée permettre le filtrage des nuages ​​et des ombres avec la plus grande précision et le type de couverture de sensibilité terrestre le plus faible. . Le résultat de la recherche fait ainsi progresser la surveillance de la couverture nuageuse atmosphérique et améliore en même temps les évaluations de la qualité des données pour la surveillance de la surface terrestre et l’extraction biophysique. Cette recherche a été récemment publiée dans une revue scientifiqueLa télédétection de l’environnement(RSE).

L’équipe s’est donné beaucoup de mal au cours des dernières années pour améliorer la façon dont les CubeSats sont traités et interprétés. Par exemple, pour améliorer la cohérence des données dans l’ et dans le temps, l’équipe a développé une méthode rigoureuse pour calibrer les CubeSats au même niveau qu’un satellite à capteur unique plus stable – le spectroradiomètre imageur à résolution modérée (MODIS), qui a été strictement calibré avec un capteur solaire. problèmes de géométrie et a prouvé une qualité de données élevée et constante. Pour effectuer une interprétation biophysique directe et précise depuis l’espace, l’équipe a proposé une approche de ségrégation spectrale qui a efficacement classé la canopée en phénophases feuillues et sans feuilles, permettant ainsi un suivi phénologique précis à petite échelle des forêts tropicales. De même, en intégrant des relevés de drones à proximité avec CubeSats, l’équipe a démontré sa capacité à surveiller la phénologie des plantes au niveau de la canopée.

« Notre recherche a fait des progrès significatifs dans l’observation pour tirer pleinement parti de la nouvelle génération de données satellitaires et finalement faciliter la surveillance des changements environnementaux de la Terre, en particulier ces changements rapides et à petite échelle », a déclaré le Dr. Jing Wang, l’auteur principal des deux in. articles de revues publiésRSE.

« Il y avait un certain nombre de journaux dansRSEsur des sujets similaires. Notre travail n’est pas différent, mais une nouvelle tentative d’explorer la possibilité de permettre des techniques satellitaires pour le suivi phénologique à l’échelle de la couronne, qui représente ainsi le dernier front de recherche et ouvre également un monde de possibilités pour les études écologiques individuelles avec des techniques satellitaires « , ajoute le Dr Jin Wu, chercheur principal du laboratoire d’écologie mondiale et de télédétection (GEARS) à HKU.

Avec ces avancées, le laboratoire GEARS vise à utiliser les CubeSats et d’autres technologies spatiales pour faciliter les domaines de recherche pertinents, qui incluent, entre autres, les principes d’échelle écologique, la recherche sur la biodiversité, la croissance des forêts, la santé et les pratiques de gestion, ainsi que l’impact du changement climatique. évaluations et stratégies d’atténuation et, finalement, celles basées sur la nature Des solutions pour atteindre des objectifs climatiquement neutres.


La recherche montre que les petits satellites jouent un rôle dans l’évaluation des particules atmosphériques


Plus d’information:
Jing Wang et al., Détection automatique des nuages ​​et des ombres des nuages ​​dans les zones tropicales pour l’imagerie satellitaire PlanetScope, La télédétection de l’environnement (2021). DOI : 10.1016 / j.rse.2021.112604

Jing Wang et al., L’intégration à plusieurs échelles de la télédétection par satellite améliore la caractérisation du verdissement de la saison sèche dans une forêt amazonienne tropicale à feuilles persistantes, La télédétection de l’environnement (2020). DOI : 10.1016 / j.rse.2020.111865

Shengbiao Wu et al., Surveillance de la phénologie des feuilles d’automne à l’échelle de la cime des arbres dans une forêt tempérée avec intégration des observations de télédétection PlanetScope et drone, Journal ISPRS pour la photogrammétrie et la télédétection (2020). DOI : 10.1016 / j.isprsjprs.200.10.017

Fourni par l’Université de Hong Kong

Citation: Résoudre des problèmes d’observation importants dans le suivi des changements subtils de notre planète depuis l’espace (2021, 6 septembre), consulté le 6 septembre 2021 à partir de https://phys.org/news/2021-09-key-issues-tracking-fine – échelle -planet.html

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