Réflectance de la surface Sentinel-2 Niveau-2A

Date de modification: 21 avril 2021

Aperçu du produit

Contexte

La mission Sentinel-2 fait partie du programme Copernicus de l’Union européenne pour l’observation de la Terre. Sentinel-2 se compose de deux satellites jumeaux, Sentinel-2A (lancé le 23 juin 2015) et Sentinel-2B (lancé le 7 mars 2017). Les deux satellites ont la même orbite, mais sont séparés de 180° pour une couverture et une transmission des données optimales. Leurs données combinées sont utilisées dans le produit Digital Earth Africa Sentinel-2.

Together, they cover all Earth’s land surfaces, large islands, inland and coastal waters every 3-5 days.

Les données Sentinel-2 sont classées par niveau de prétraitement. Les données de niveau 0, de niveau 1A et de niveau 1B contiennent des données brutes provenant des satellites, avec peu ou pas de prétraitement. Les données de niveau 1C sont des données de réflectance de surface mesurées au sommet de l’atmosphère. Elles sont traitées à l’aide de l’algorithme Sen2Cor pour donner le niveau 2A, la réflectance au bas de l’atmosphère (Obregón et al, 2019). Les données de niveau-2A sont les plus idéales pour les activités de recherche car elles permettent une analyse plus poussée sans appliquer de corrections atmosphériques supplémentaires.

Le jeu de données Digital Earth Africa Sentinel-2 contient des données de niveau 2A du continent africain. Digital Earth Africa n’héberge pas de données Sentinel-2 de niveau inférieur.

A Jupyter Notebook which demonstrates loading and using this dataset in the Sandbox is also available.

Spécifications

Tableau 1 : Spécifications du produit Sentinel-2 niveau 2A.

Spécifications
Nom du produit	Sentinel-2 niveau 2A
Nombre de bandes	15
Taille de la cellule - X (mètres)	10, 20, 60 (en fonction de la bande, voir tableau 2)
Taille de la cellule - Y (mètres)	10, 20, 60 (en fonction de la bande, voir tableau 2)
Système de référence des coordonnées	EPSG : 6933
Résolution temporelle	Tous les 5 jours
Plage temporelle	2017-01-01 - aujourd’hui
Ensemble de données parent	Sentinel-2 Niveau-1C (externe à DE Afrique)
Fréquence de mise à jour	Quotidiennement

Figure 1 : Étendue géographique de Sentinel-2 Niveau 2A.

Les données Sentinel-2 de Digital Earth Africa sont disponibles pour les régions ombragées en bleu. Les étendues temporelles et géographiques spécifiques peuvent être explorées sous forme de carte interactive sur le Digital Earth Africa Metadata Explorer.

Tableau 2 : Mesures de niveau 2A de Sentinel-2.

ID de la bande	Description	Résolution spatiale (m)	Plage de valeurs	Type de données	Aucune valeur de données
B01	Aérosol côtier	60	1 - 10000	uint16	0
B02	Bleu	10	1 - 10000	uint16	0
B03	Vert	10	1 - 10000	uint16	0
B04	Rouge	10	1 - 10000	uint16	0
B05	Bord rouge 1	20	1 - 10000	uint16	0
B06	Bord rouge 2	20	1 - 10000	uint16	0
B07	Bord rouge 3	20	1 - 10000	uint16	0
B08	Infrarouge proche (NIR) 1	10	1 - 10000	uint16	0
B8A	NIR 2	20	1 - 10000	uint16	0
B09	Vapeur d’eau	60	1 - 10000	uint16	0
B11	Infrarouge à ondes courtes (SWIR) 1	20	1 - 10000	uint16	0
B12	SWIR 2	20	1 - 10000	uint16	0
AOT	Épaisseur optique des aérosols	20	1 - 65535	uint16	0
WVP	Vapeur d’eau moyenne de la scène	20	1 - 65535	uint16	0
SCL	Couche de classification de la scène	20	0 - 255	uint8	0

Le jeu de données Digital Earth Africa Sentinel-2 Level-2A comporte quinze bandes de données, qui peuvent être regroupées en bandes multispectrales et en bandes auxiliaires d’assurance qualité.

• Observations multispectrales - 12 bandes: Les satellites Sentinel-2 transportent un instrument multispectral qui mesure dans les domaines du visible, du proche infrarouge et de l’infrarouge à ondes courtes. Ces bandes sont répertoriées comme « B01 - B12 ». La bande B10 n’est pas incluse dans le produit DE Africa Sentinel-2 Level-2A car elle ne contient pas d’information de surface.

  Les valeurs de réflectance de surface sont mises à l’échelle entre 1 et 10000. Notez que les différentes bandes spectrales ont des résolutions natives différentes.

• Assurance de la qualité - 3 bandes: Le produit Sentinel-2 de niveau 2A comprend également trois bandes de données auxiliaires qui sont utilisées pour améliorer la précision des produits dérivés de la réflectance de surface. Ces corrections ont été appliquées dans le cadre de la conversion Sen2Cor des données de niveau 1C (sommet de l’atmosphère) en données de niveau 2A (fond de l’atmosphère).

  • La couche de classification de la scène (SCL) distingue les pixels nuageux, clairs et aquatiques. L’algorithme identifie les zones comme étant des nuages, de la neige, des ombres de nuages, de la végétation, du sol nu et de l’eau. Le SCL résultant est utilisé pour la correction des nuages de cirrus dans la chaîne de traitement. Il est aussi couramment appliqué dans une analyse ultérieure comme masque de nuage, qui élimine les pixels nuageux indésirables des observations multispectrales. Les valeurs binaires du SCL sont définies dans le tableau 3.

  • L’épaisseur optique des aérosols (AOT) est une mesure de la brume, ou de la visibilité à travers l’atmosphère. Dans les données Sentinel-2 de niveau 2A, elle est dérivée à l’aide de la méthode des pixels de végétation dense et sombre, qui repose sur l’étalonnage de la réflectance par rapport à la végétation sombre et sur l’utilisation de l’épaisseur atmosphérique estimée pour corriger le reste des mesures.

  • La vapeur d’eau (WVP), également appelée dans la littérature vapeur d’eau intégrée (IWV) ou vapeur d’eau (WV), est la vapeur d’eau totale intégrée sur une colonne atmosphérique. Elle est calculée à l’aide d’un algorithme d’absorption différentielle précorrigée de l’atmosphère (Schläpfer et al, 1998). Comme l’AOT, c’est un élément clé de la correction atmosphérique.

Tableau 3 : Valeurs des bits SCL.

Valeur du bit	Classification
0	Pas de données
1	Saturé ou défectueux
2	Pixels de la zone sombre
3	Ombres de nuages
4	Végétation
5	Sols dénudés
6	Eau
7	Non classé
8	Probabilité moyenne de nuages
9	Nuage à forte probabilité
10	Cirrus minces
11	Neige ou glace

Sentinel-2 Level-2A metadata can also be viewed on Digital Earth Africa’s Metadata Explorer.

Traitement

Chaque observation de l’ensemble de données parent, Level-1C, est traitée par l’Agence spatiale européenne (ESA) au moyen de l’algorithme Sen2Cor. Tout d’abord, la détection des nuages est effectuée à l’aide de SCL, puis l’AOT et le WVP sont calculés. Ces calculs sont appliqués pour obtenir les observations de fond de l’atmosphère de niveau 2A.

Plus de détails sur le traitement de niveau 2A de Sentinel-2 peuvent être trouvés dans Gascon et al, 2017.

Médias et exemples d’images

Image 1 : L’oeil de l’Afrique, Mauritanie. 2021 Sentinel-2, couleur vraie (RGB).

Crédit : Contient des données Copernicus Sentinel 2021 modifiées, traitées par Digital Earth Africa.

Image 2 : Archipel de Bazaruto, Mozambique. 2020 Sentinel-2, couleurs vraies (RGB).

Crédit : Contient des données Copernicus Sentinel 2020 modifiées, traitées par Digital Earth Africa.

Services connexes

• `Services composites sans nuage de GeoMAD <https://docs.digitalearthafrica.org/en/latest/data_specs/GeoMAD_specs.html>`___.

Références

Obregón, M.A., Rodrigues, G., Costa, M.J., et al. (2019). Validation de l’épaisseur optique des aérosols et de la vapeur d’eau colonnaire de l’ESA Sentinel-2 L2A pendant 2017-2018. Remote Sensing, 11(14), 1649. https://doi.org/10.3390/rs11141649

Schläpfer, D., Borel, C.C., Keller, J., et al. (1998). Atmospheric precorrected differential absorption technique to retrieve columnar water vapor. Remote Sensing of Environment, 65(3), 353-366. https://doi.org/10.1016/S0034-4257(98)00044-3.

Gascon F., Bouzinac C., Thépaut O., et al. (2017). État d’avancement de la calibration de Copernicus Sentinel-2A et de la validation des produits. Remote Sensing, 9(6), 584. https://doi.org/10.3390/rs9060584

Licence

L’accès aux données Sentinel est gratuit, complet et ouvert pour la vaste communauté des utilisateurs régionaux, nationaux, européens et internationaux. Voir Termes et conditions.

Remerciements

Le produit Sentinel-2 niveau 2A est fourni par l’Agence spatiale européenne.

Accès aux données

Amazon Web Services S3

Sentinel-2 Level-2A est disponible sur AWS S3, sponsorisé par le Public Dataset Program.

Tableau 4 : Détails de l’accès aux données AWS.

Détails sur AWS S3
Seau ARN	arn:aws:s3:::deafrica-sentinel-2
Nom du produit	s2_l2a

Le seau se trouve dans la région AWS af-south-1 (Cape Town). Des spécifications de région supplémentaires peuvent être appliquées comme suit :

aws s3 ls --region=af-south-1 s3://deafrica-sentinel-2/

Les données sont organisées par tuiles en utilisant le système de référence de la grille militaire. Les chemins d’accès aux fichiers suivent le format suivant

<utm_zone>/<latitude_band>/<grid_square>/<year>/<month>/<scene_ID>.

Tableau 5 : Convention de chemin d’accès aux fichiers AWS.

Élément de chemin d’accès au fichier	Description	Exemple
utm_zone	Indicateur de zone de la grille	10
bande de latitude	Latitude band are lettered C- X, omitting the letters « I » and « O »	S
carré	Paire de lettres désignant l’une des cases de la grille de 100 000 mètres de côté à l’intérieur de la zone de la grille.	DG
année	Année de collecte des données, « AAAA ».	2018
mois	Mois de l’année où les données ont été collectées (sans zéros initiaux)	3
scene_ID	Tous les fichiers correspondant à une scène	ccc27a76-71ab-5da9-9d88-4f2c3e874ef3

Services Web de l’OGC (OWS)

This product is available through DE Africa’s OWS.

Tableau 6 : Détails de l’accès aux données OWS

Détails de l’OWS
Nom	DE Africa Services
URL des services cartographiques Web (WMS)	https://ows.digitalearth.africa/wms?version=1.3.0
URL du service de couverture Web (WCS)	https://ows.digitalearth.africa/wcs?version=2.1.0
Nom de la couche	s2_l2a

Les détails de Digital Earth Africa OWS peuvent être trouvés sur https://ows.digitalearth.africa/.

Pour obtenir des instructions sur la manière de se connecter à OWS, consultez ce tutoriel.

Open Data Cube (ODC)

L’ensemble de données Sentinel-2 Niveau-2A est accessible par l’API ODC de Digital Earth Africa, qui est disponible dans le Digital Earth Africa Sandbox.

Nom du produit ODC: s2_l2a

The ODC product name is derived from Sentinel-2 Level-2A. Some typefaces obscure the fourth character, which is a lowercase L.

Specific bands of data can be called by using either the default names or any of a band’s alternative names, as listed in the table below. ODC datacube.Datacube.load commands without specified bands will load all bands; see ODC documentation.

Tableau 7 : Noms des bandes ODC de Sentinel-2.

Nom du groupe	Noms alternatifs
B01	bande_01, aérosol_côtier
B02	band_02, bleu
B03	band_03, vert
B04	bande_04, rouge
B05	bande_05, bord_rouge_1
B06	bande_06, bord_rouge_2
B07	bande_07, bord_rouge_3
B08	band_08, nir, nir_1
B8A	bande_8a, nir_narrow, nir_2
B09	bande_09, vapeur_d’eau
B11	band_11, swir_1, swir_16
B12	bande_12, tourbillon_2, tourbillon_22
SCL	masque, qa
AOT	épaisseur_optique_de_l’aérosol
WVP	scène_moyenne_vapeur_d’eau

Les noms de produits et de groupes sont sensibles à la casse.

Pour des exemples sur la façon d’utiliser l’API ODC, voir le dépôt DE Africa example notebook.

Informations techniques

Des informations supplémentaires sur l’instrumentation de Sentinel-2 peuvent être trouvées sur le ESA Sentinel-2 User Guide.