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Surveillance de la qualité de l'eau par satellite

Présentation

Les données satellitaires dans la surveillance de la qualité de l'eau

L'objectif principal du projet consiste à développer un système permettant d'utiliser les observations par satellite comme source de données supplémentaire pour surveiller les lacs et masses d'eau côtières de Norvège. Il est prévu que les paramètres fournis par les satellites, tels que la concentration de chlorophylle-a, la turbidité et la profondeur de secchi, puissent être contrôlés chaque année dans la majorité des 8 000 masses d'eau concernées, ce qui permettra une classification plus précise de leur état écologique. Les observations par satellite seront également un outil important pour surveiller l'effet du changement climatique sur les lacs et les eaux côtières dont il devrait affecter les paramètres de qualité de l'eau.

Adaptation au système de classification de l'état écologique

La classification de l'état écologique est une base importante pour les plans de gestion des bassins hydrographiques conformément à la directive-cadre sur l'eau de l'UE. Les observations plus fréquentes et la couverture géographique des masses d'eau rendues possibles par les satellites augmenteront la précision de la classification. Cependant, ces données satellitaires impliquent d’utiliser une méthode d'échantillonnage différente. Par conséquent, les autorités en charge de l'eau doivent relever certains défis comme : pouvons-nous utiliser le même système de classification que pour les données in situ ? Et pour les masses d'eau pour lesquelles des données in situ sont disponibles, comment les combiner avec les données satellitaires dans la classification ? Les systèmes de classification nationaux basés sur des données in situ étant intercalibrés entre les pays européens, l'utilisation de méthodes basées sur les satellites devrait donc être coordonnée de la même manière pour garantir des similitudes entre les pays de l'UE.

Avec une grande quantité de données disponibles, une infrastructure renouvelée est par ailleurs nécessaire pour gérer la quantité accrue de données de surveillance et fournir aux utilisateurs des résultats pertinents. Le traitement des données et le contrôle qualité doivent être automatisés tandis que les bases de données nationales pour le stockage des données de surveillance et de classification de l'état doivent être mises à jour. Le système doit donc être flexible, capable de s'adapter et d'inclure les mises à jour des données satellitaires, les améliorations des algorithmes ainsi que l'inclusion de nouvelles données, telles que les mesures hyperspectrales, etc. Par conséquent, le projet développe également une telle structure pour une utilisation à long terme.

Site(s) d'application

Toute la Norvège

Données

Satellite

• Sentinel-2 A et B
• Sentinel-3 A et B
• Landsat

Autres

Données in situ :

• concentration de chlorophylle-a,
• salinité,
• profondeur de secchi,
• turbidité,
• Matière organique dissoute colorée (CDOM),
• Matières en suspension totales (MST)
• couleur de l'eau

👉 Ces données in situ ont été recueillies pour les lacs norvégiens et les stations côtières les plus surveillés entre 2016 et 2022. Les observations satellitaires de Sentinel-2 et Sentinel-3 provenant des mêmes stations de surveillance, traitées via un ensemble d'algorithmes développés pour les paramètres de qualité de l'eau, ont été comparées aux données in situ.

• Les résultats basés sur Sentinel-2 sont plus prometteurs pour les lacs, car la résolution plus élevée fournit plus de données.
• Les produits de qualité de l'eau de Sentinel-3 fonctionnent bien pour la plupart des eaux côtières.
• Des algorithmes différents sont nécessaires pour les différents types de lacs (c'est-à-dire humiques, eutrophiques, turbides, clairs).
• Le développement actuel d'une routine basée sur les caractéristiques optiques du lac (Optical Water Types, OWT) est utilisé pour sélectionner les algorithmes appropriés pour des lacs spécifiques et pour définir les lacs qui ne sont pas optimaux pour la surveillance par télédétection.

Résultats - Produit(s) final(aux)

Le projet fournira des données sur la qualité de l'eau des lacs et des eaux côtières en Norvège (chlorophylle a, profondeur du disque de Secchi, turbidité). La surveillance par satellite peut fournir un ensemble de données plus complet sur ces paramètres et sur un grand nombre de plans d'eau que nous ne serions pas en mesure d'échantillonner avec les méthodes traditionnelles in situ.

Sur la base de ces paramètres, le projet fournira une méthode qui contribuera à la classification de l'état écologique des lacs norvégiens et des masses d'eau côtières et améliorera le flux de données de base pour le processus de classification. Selon le plan de déploiement, l'outil sera mis en œuvre en 2026.