Aerosol remote sensing over land with "ocean color" sensors and applications
Télédétection des aérosols au-dessus des terres émergées à l'aide des capteurs « couleur de l'eau » et applications.
Résumé
This work is organized on the application of the aerosol remote sensing over land algorithm developed for the ENVISAT/MERIS sensor on a large database of SeaSTAR/SeaWiFS sensor. The aerosol remote sensing over land is based on the DDV (Dense Dark Vegetation) detection selected with the ARVI thanks to the darkness of the DDV in the blue and the red. The critical point of the algorithm is the weak coverage of the aerosol product (around 2% of the land). To fix this coverage problem, the DDV concept has been extended to brighter surfaces called LARS (Land Aerosol Remote Sensing). The LARS reflectance is modelized thanks to the linearity between the surface reflectance and the ARVI. A statistical study based on the aerosol spatial homogeneity over small SeaWiFS subscenes allows confirming the new model established by HYGEOS on MERIS data. The comparison of the SeaWiFS aerosol product with AERONET data shows a good retrieval of the aerosol optical thickness in the blue and an overestimation of the aerosol optical thickness in the red. Now, we have an operational aerosol product with SeaWiFS. In the frame of two European projects, we applied the aerosol remote sensing over land algorithm. The EXPER/PF project relies on air quality and the possibility of the conversion of the aerosol optical thickness into PM with the help of a large database on particles and auxiliary data. The SISCAL project relies on the “water color” and the application of the aerosol remote sensing over land for an innovative approach of the atmospheric correction over inland waters.
Le travail de thèse s'est organisé autour de l'application de l'algorithme de télédétection des aérosols au-dessus des terres émergées développé pour le capteur ENVISAT/MERIS sur une base de données du capteur SeaSTAR/SeaWiFS. La télédétection des aérosols au-dessus des terres émergées est basée sur la détection des cibles de végétation sombre dans le bleu et le rouge (DDV) à l'aide d'un seuil sur l'ARVI. Le point critique de l'algorithme est la faible couverture du produit aérosol (inférieure à 2% des terres émergées). Pour remédier à cette faible couverture, le concept de DDV a été étendu à des surfaces plus brillantes appelées LARS. La réflectance des LARS est modélisée grâce à la linéarité de la réflectance de surface en fonction de l'ARVI. Une étude statistique sur les données SeaWiFS basée sur l'homogénéité spatiale des aérosols sur ces petites sous scènes a permis de confirmer le nouveau modèle établi par HYGEOS sur les données MERIS. La comparaison des produits aérosols SeaWiFS avec les données photométriques du réseau AERONET montre une bonne inversion des épaisseurs optiques des aérosols dans le bleu et une surestimation des épaisseurs optiques des aérosols dans le rouge. Nous avons maintenant un produit aérosol opérationnel sur les données SeaWiFS. Dans le cadre de deux projets européens, nous avons été amenés à appliquer l'algorithme de télédétection des aérosols au-dessus des terres émergées. Le projet EXPER/PF porte sur la qualité de l'air et la possibilité de conversion des épaisseurs optiques des aérosols en mesure de « Particulate Matter » à l'aide d'une large base de données sur les particules et des données auxiliaires. Le projet SISCAL concerne la « couleur de l'eau » et l'application de la télédétection des aérosols au-dessus des terres émergées dans une approche innovante des corrections atmosphériques au-dessus des eaux intérieures.