[2025-2021] TRISHNA axe URBAIN CAMCATT / « Thermal infraRed Imaging Satellite for High-resolution Natural resource Assessment »

Contrats de recherche financés

TRISHNA
axe URBAIN CAMCATT / Thermal infraRed Imaging Satellite for High-resolution Natural resource Assessment
CAmpagne MultiCapteurs sur Toulouse pour préparer la mission TRISHNA

Programme de recherche porté par Jean-Louis Roujean (THRISNA), Axe URBAIN porté par Xavier Briottet et co-porté Sébastien Gadal (Aix-Marseille Université, UMR 7300 ESPACE)

Objectifs du projet

Les milieux urbains ont un comportement radiatif spécifique à l’échelle d’observation de la mission TRISHNA du fait de la forte variabilité spatiale de l’éclairement incident qui est fonction de la structure 3D, de la grande variabilité des matériaux tant naturels que artificiels, des effets directionnels de la température de brillance, et aussi du lien entre la température de surface (LST) et la température de l’air. Il est primordial de bien prendre en compte ces comportements spécifiques afin d‘éviter d’avoir des erreurs d’estimation de la température de surface (LST) supérieures à 4 K.

Une chaîne de traitement TRISHNA dédiée doit être mise en œuvre pour traiter la problématique urbaine. Les propositions de ce volet ont pour objectif commun de préparer cet effort. Plusieurs étapes sont nécessaires pour estimer la température de l’air qui est une grandeur essentielle pour appréhender les îlots de chaleur urbain (UHI for Urban Heat Island en anglais) et les produits associés tels que les indices de confort urbain (Thermal Comfort Indices en anglais) liés à la santé des habitants. Au préalable, une connaissance de la morphologie urbaine à une échelle meilleure que 60 m est nécessaire (type de structure 3D, importance du bâti, de la végétation…) pour estimer la LST, le lien avec la température de l’air ou le comportement directionnel de la température.

La proposition CUTE a pour objectif d’estimer la LST pour une visée au nadir en tenant compte des variations locales d’éclairement et de la diversité des matériaux urbains. Ces travaux s’appuient sur la méthode développée par X. Zheng qui a soutenu sa thèse en 2020 à ICUBE et de ceux obtenus dans le cadre de l’APR-CATUT2020, du projet THERMOCITY-SCO2020-2021. Une validation complète utilisera les données de la campagne 2021 AI4GEO-CAMCATT.

La méthode précédente étant développée et validée avec une visée nadir. Une prise en compte des effets directionnels de la température à l’échelle de TRISHNA est nécessaire, ce qui est l’objet de la proposition TeDirLU. L’objectif in fine sera de développer un modèle semi-physique directionnel adapté à la morphologie locale du milieu urbain à l’échelle du pixel TRISHNA afin de « normaliser » les estimations de LST à une visée nadir. Cette étude va reposer dans un premier temps sur la quantification de ces effets locaux à l’aide de données de campagnes aéroportées passées (pilotées par INRAE), complétée par la suite par des simulations DART afin d’évaluer les grandes classes d’organisation urbaine qui sont nécessaires à prendre en compte dans le développement d’un modèle directionnel semi-physique.

Enfin, les travaux sur le lien entre la LST issue des mesures TRISHNA et la température de l’air se poursuivront dans le cadre du projet DIRT dont l’objectif est la préparation de produits adaptés à l’étude des villes. Les travaux menés dans DIRT visent à évaluer l’apport des futures données infrarouge thermique (IRT) TRISHNA pour la cartographie de la température de l’air et d’indices de confort en s’appuyant sur la modélisation en se focalisant sur un quartier de Nantes.

Enfin la proposition ISEULT (UMR ESPACE)  (Indicateurs Socio morphologiques En milieu Urbain infrarouge THErmique) a comme objectif le développement d’indicateurs socio-morphologiques en milieu urbain en exploitant les futures données de la campagne 2021 AI4GEO-CAMCATT.

Productions

• Publications

Briottet X., Roupioz L., Barda-Chatain R., Rodler A., Guernouti S., Musy M., Nerry F., Lemonsu A., Poutier L., Barillot P., Déliot P., Cerbelaud A., Albitar A., Roujean J.-L., Sobrino J. A., Gadal S., Carroll E., Bridier S., Cassante C., Barbon-Dubosc D., Doublet P., Guilhem de Lataillade A., l.. CAMCATT trial over Toulouse (France): a multisensory experiment to validate TRISHNA urban products. 6th International Symposium: Recent Advances in Quantitative Remote Sensing, University of Valencia; ESA; NASA; EOLAB, Sep 2022, Torrent, Spain. pp.114. ⟨hal-03819097⟩

Gadal S. Recognition of urban structures of Yakutsk by Landsat 8 wintertime thermal images. TRISHNA Days 2022, Mar 2022, Toulouse, France. 2022. ⟨hal-03620513⟩

Briottet X., Roupioz L., Barda-Chatain R., Rodler A., Guernouti S., M. Musy, Nerry F., Lemonsu A., Michel A., Poutier L., Barillot P., Deliot P., Cerbelaud A., Albitar A., Roujean J.-L., Sobrino J. A., Gadal S., Carroll E., Bridier S., Cassante C., Guilhem de Lataillade A., Doublet P., CAMCATT: a multisensor experiment over Toulouse to validate TRISHNA urban products. TRISHNA Days, CNES; ISRO, Mar 2022, Toulouse, France. ⟨hal-03622174⟩

Sites internet présentant le projet

https://trishna.cnes.fr/fr