Télédétection

La télédétection désigne l'acquisition de données et d'informations sur un phénomène et un territoire, sans contact direct avec celui-ci. C'est une alternative à l'observation in situ. Les techniques de télédétection sont utilisées dans de nombreux domaines, notamment la géographie, l'hydrologie, l'écologie, la météorologie, l'océanographie, la glaciologie, la géologie, ainsi que pour des applications militaires, de renseignement, commerciales, économiques, de planification et humanitaires.

Les technologies de télédétection peuvent être basées sur des satellites ou des aéronefs et sont capables de détecter et de classer les objets et les caractéristiques du système terrestre au moyen de signaux propagés (par exemple, le rayonnement électromagnétique). En outre, l'utilisation de drones est en train d'émerger en raison des données à haute résolution qui peuvent être collectées en peu de temps pour une surveillance en temps réel. Les techniques de télédétection «actives» désignent un signal émis directement par un satellite ou un aéronef, qui est réfléchi par un objet et qui est, à son tour, détecté par le capteur (par exemple, RADAR et LiDAR), tandis que la télédétection «passive» désigne des capteurs capables de détecter le rayonnement émis ou réfléchi par un objet ou des zones environnantes (par exemple, photographie filmée, infrarouge, dispositifs à couplage de charge et radiomètres).

Récemment, la télédétection a été utilisée pour améliorer la compréhension du système climatique et de ses changements. Il permet de surveiller la surface de la Terre, l'océan et l'atmosphère à plusieurs échelles spatio-temporelles, permettant ainsi des observations du système climatique, ainsi que d'étudier les processus liés au climat ou les phénomènes à long et à court terme, comme par exemple la déforestation ou les tendances El Niño. En outre, la télédétection est utile pour collecter des informations et des données dans des zones dangereuses (par exemple lors d’incendies) ou inaccessibles (par exemple dans des zones imperméables). Voici des exemples précis d'utilisations de la télédétection également liées aux pratiques d'adaptation aux changements climatiques: (i) la gestion des ressources naturelles, (ii) la gestion des pratiques agricoles, par exemple liées à l’utilisation des terres, à la conservation des terres et au stock de carbone des sols, (iii) les opérations tactiques de lutte contre les incendies de forêt dans les systèmes d’aide à la décision en temps réel, (iv) la surveillance de la couverture terrestre et de ses changements à différentes échelles temporelles et spatiales, même après une catastrophe, (v) une gestion mieux informée des forêts et de l’eau, (vi) l’évaluation des stocks de carbone et de la dynamique connexe, (vii) la simulation de la dynamique du système climatique, (viii) l’amélioration des projections climatiques et des produits de réanalyse météorologique, largement utilisés pour les études de recherche sur le changement climatique.

Enfin, la télédétection peut être utilisée pour améliorer l'alerte et la préparation, étant donc également utile dans la gestion des risques de catastrophe. Les systèmes d'information géographique (SIG) utilisant la technologie satellitaire peuvent être utilisés pour développer des systèmes d'alerte précoce et de prévision afin de réduire et de gérer les risques de catastrophe liés au climat (c'est-à-dire préparer une meilleure prévision des trajectoires des cyclones et des inondations, des sécheresses, des incendies), ainsi que pour aider à se préparer aux actions. La technologie de télédétection peut également être utile pour la détection des dommages post-catastrophe, sur la base d'une analyse comparative des images avant et après la catastrophe. Les données et informations de télédétection sont également utiles pour les travailleurs d'urgence.

Divers programmes et initiatives sont en place en Europe et dans le monde pour stimuler l'utilisation et le partage de données à distance. Copernicus est le programme d’observation de la Terre de l’UE coordonné et géré par la Commission européenne. Il se compose d'un ensemble complexe de systèmes qui collectent des données à partir de sources multiples: satellites d’observation de la Terre et capteurs in situ tels que stations au sol, capteurs embarqués et capteurs embarqués. Copernicus traite ces données et fournit aux utilisateurs des informations au moyen d’un ensemble de services qui couvrent six domaines thématiques: terre, mer, atmosphère, changement climatique, gestion des urgences et sécurité. Copernicus Climate Change Service (C3S) fournit des services de lutte contre le changement climatique qui soutiennent les politiques et les actions européennes en matière de climat, contribuant ainsi à renforcer la résilience de la société européenne face au changement climatique induit par l’homme. Le Système mondial de systèmes d'observation de la Terre (GEOSS) est un ensemble de systèmes coordonnés et indépendants d'observation, d'information et de traitement de la Terre qui donnent accès à l'information aux secteurs public et privé. Le «portail GEOSS» offre un point d’accès unique à l’internet pour les utilisateurs qui recherchent des logiciels de données, d’imagerie et d’analyse pertinents pour toutes les régions du monde.

La télédétection est utilisée pour produire des systèmes de connaissances ou même d'aide à la décision pour les utilisateurs ciblés (par exemple, les praticiens impliqués dans la gestion des risques de catastrophe, les urbanistes, les urbanistes, les agriculteurs, etc.). La participation des utilisateurs finaux en tant que parties prenantes tout au long du processus de conception et de création de connaissances et de produits est essentielle pour produire des résultats réellement utilisés et utiles, selon le paradigme de la coproduction.

Les techniques de télédétection, et en particulier les images satellitaires, ont déjà été utilisées avec succès dans un large éventail de domaines liés aux changements climatiques, tels que: i) étudier les tendances de la température mondiale, tant à la surface de l’océan que dans l’atmosphère, ii) détecter les changements du rayonnement solaire influant sur le réchauffement planétaire, iii) surveiller les aérosols, la concentration de vapeur d’eau et les changements dans le régime des précipitations, iv) étudier la dynamique de l’extension de la neige et de la couverture de glace, v) surveiller les changements du niveau de la mer et les modifications côtières, vi) surveiller l’état et les changements de la végétation, vii) surveiller les ressources en eau et l’incidence des sécheresses et des périodes sèches, viii) surveiller les incendies et les émissions d’incendies, ix) prévoir les risques de catastrophe, tels que les cyclones, les inondations et la sécheresse, x) guider les processus décisionnels en matière d’adaptation au changement climatique. L'utilisation des données de télédétection évolue rapidement, à la fois en termes de techniques disponibles et de résolution, et d'autres utilisations pertinentes pour l'adaptation au changement climatique devraient émerger dans le futur.

Toutefois, l'utilisation de la télédétection suscite certaines préoccupations. L'étude et la surveillance du changement climatique nécessitent des séries chronologiques d'observations à long terme, tandis que les données satellitaires sont souvent disponibles pour une période à court terme. En outre, certaines incertitudes et distorsions des images reçues dues aux vibrations et aux turbulences peuvent découler de biais dans les capteurs et les algorithmes de récupération, de sorte que l'utilisation d'observations satellitaires dans les études sur le changement climatique nécessite une identification claire de ces limitations. D'autres limitations possibles incluent: a) i) coût élevé de l ' acquisition de données à haute résolution d ' aéronefs et de drones; ii) dans certains cas, l’accès limité aux technologies nécessaires en raison des coûts ou des contraintes en matière de compétences; iii) discontinuité temporelle des données des aéronefs et des données satellitaires; alors que la première peut être particulièrement coûteuse et donc disponible pour un nombre limité d'enquêtes, la seconde est collectée à intervalles fixes en fonction de l'heure de retour du satellite.

Les observations directes des terres sont généralement limitées en termes de couverture spatiale, tandis que les techniques de télédétection permettent une surveillance à plus grande échelle. Les données satellitaires ont une large couverture, une capacité multitemporelle et multispectrale, fournissant des données et des informations relatives aux changements climatiques pour de vastes zones. Cela permet d'améliorer la compréhension du système climatique, l'étude et la prévision des effets du changement climatique sur les écosystèmes et le suivi de l'efficacité des mesures d'adaptation mises en œuvre.

La télédétection permet également la collecte de données dans des zones dangereuses ou inaccessibles, sans perturbation pour le site, et fournit des mises à jour fréquentes. L'acquisition de données est souvent moins coûteuse et plus rapide que la collecte directe de données depuis le sol. En outre, l'utilisation de drones ajoute de la flexibilité dans la surveillance du temps et de l'espace et l'avantage de l'absence de risques humains.

Le prix de l'imagerie satellitaire varie en fonction de la résolution spatiale. Les images d'archives de basse résolution (> 10 m) sont généralement gratuites, tandis que le prix augmente de 1 à 8 $ par km ² passant de 5 à 10 m de résolution à 0,3 à 1 m de résolution (prix de 2019; voir par exemple Geocento). Les coûts sont légèrement plus élevés pour les images prises par des avions et des drones; ce dernier peut arriver à une résolution < 0,05 m. Bien sûr, les prix augmentent si des images personnalisées sont nécessaires. Des ressources sont également nécessaires pour traiter les données et développer des applications. Enfin, il faut suffisamment de compétences et de capacités pour utiliser les données de télédétection.

Le délai de mise en œuvre fait référence au traitement des données et à la livraison des connaissances ou des produits finaux. Cela dépend en grande partie de la portée et de l'utilisation spécifiques des techniques de télédétection, du niveau de compétences disponibles, de la disponibilité des outils nécessaires et de la collaboration entre les différentes parties prenantes concernées.

L'utilisation de techniques de télédétection pour étudier les changements climatiques et appuyer la définition de mesures d'atténuation et d'adaptation aux changements climatiques peut être réalisée à court et à long terme.