Altimetry for the future: Building on 25 years of progress

In 2018 we celebrated 25 years of development of radar altimetry, and the progress achieved by this methodology in the fields of global and coastal oceanography, hydrology, geodesy and cryospheric sciences. Many symbolic major events have celebrated these developments, e.g., in Venice, Italy, the 15th (2006) and 20th (2012) years of progress and more recently, in 2018, in Ponta Delgada, Portugal, 25 Years of Progress in Radar Altimetry. On this latter occasion it was decided to collect contributions of scientists, engineers and managers involved in the worldwide altimetry community to depict the state of altimetry and propose recommendations for the altimetry of the future. This paper summarizes contributions and recommendations that were collected and provides guidance for future mission design, research activities, and sustainable operational radar altimetry data exploitation. Recommendations provided are fundamental for optimizing further scientific and operational advances of oceanographic observations by altimetry, including requirements for spatial and temporal resolution of altimetric measurements, their accuracy and continuity. There are also new challenges and new openings mentioned in the paper that are particularly crucial for observations at higher latitudes, for coastal oceanography, for cryospheric studies and for hydrology. The paper starts with a general introduction followed by a section on Earth System Science including Ocean Dynamics, Sea Level, the Coastal Ocean, Hydrology, the Cryosphere and Polar Oceans and the “Green” Ocean, extending the frontier from biogeochemistry to marine ecology. Applications are described in a subsequent section, which covers Operational Oceanography, Weather, Hurricane Wave and Wind Forecasting, Climate projection. Instruments’ development and satellite missions’ evolutions are described in a fourth section. A fifth section covers the key observations that altimeters provide and their potential complements, from other Earth observation measurements to in situ data. Section 6 identifies the data and methods and provides some accuracy and resolution requirements for the wet tropospheric correction, the orbit and other geodetic requirements, the Mean Sea Surface, Geoid and Mean Dynamic Topography, Calibration and Validation, data accuracy, data access and handling (including the DUACS system). Section 7 brings a transversal view on scales, integration, artificial intelligence, and capacity building (education and training). Section 8 reviews the programmatic issues followed by a conclusion

Engaging the user community for advancing societal applications of the surface water ocean topography mission

Scheduled for launch in 2021, the Surface Water and Ocean Topography (SWOT) mission will be a truly unique mission that will provide high-temporal-frequency maps of surface water extents and elevation variations of global water bodies (lakes/reservoirs, rivers, estuaries, oceans, and sea ice) at higher spatial resolution than is available with current technologies (Biancamaria et al. 2016; Alsdorf et al. 2007). The primary instrument on SWOT is based on a Ka-band radar interferometer (KaRIN), which uses radar interferometery technology. The satellite will fly two radar antennas at either end of a 10-m (33 ft) mast, allowing it to measure the elevation of the surface along a 120-km (75 mi)-wide swath below. The availability of high-frequency and high-resolution maps of elevations and extents for surface water bodies and oceans will present unique opportunities to address numerous societally relevant challenges around the globe (Srinivasan et al. 2015). These opportunities may include such diverse and far-ranging applications as fisheries management, flood inundation mapping/risk mitigation/forecasting, wildlife conservation, global data assimilation for improving forecast of ocean tides and weather, reservoir management, climate change impacts and adaptation, and river discharge estimation, among others

Evaluation of atmospheric and emissivity correction effect on land surface temperatures derived from Landsat 7 ETM+ data.

National audienc

Evaluation of atmospheric and emissivity correction effect on land surface temperatures derived from Landsat 7 ETM+ data.

National audienc

The Theia Land Data Centre

International audienceNine French public institutions involved in Earth Observation, environmental studies and scientific research (CEA, CNES, Cirad, CNRS, IGN, INRA, IRD, Irstea and Météo-France), have launched in 2012 the Theia Land Data Centre, pooling their expertise and resources to make satellite data available to the environmental research community and to public policy actors. The Theia primary mission is (i) to build a national space data infrastructure able to produce value-added space data over land and provide services fitted to users’ needs, (ii) to support the sharing of experience and scientific knowledge on methodologies relevant to process and use space data for land thematic issues. To this end, Theia is working to produce data, products, methods and services linked to space observations of continental areas, from local (ecosystem and territory) to global scale, and make them available to the user community. It is backed up by a distributed spatial data infrastructure (SDI), and by scientific expertise hubs in various regions. The SDI links Montpellier (GEOSUD at Maison de la Télédétection) and Toulouse (CNES supported by the CESBIO laboratory, and IGN). The SDI provides already through its portal (www.theia-land.fr) a number of satellite products : yearly coverages at high resolution over the French territory with Spot and Rapid Eye, results from the Take 5 – Spot 4 experiment over 45 sites wordwide from February to June 2013 to simulate Sentinel-2 imagery, time series of orthorectified, atmospherically corrected Landsat data over France. Much more is to come : a first batch of 100 000 images over areas worldwide from the Spot World Heritage programme, provided free of charge for non commercial users, time series of river and lakes height worldwide, atmospherically corrected and monthly composites of Sentinel-2 data over an area equivalent to that of Europe, a new climate record of vegetal variables at global scale with AVHRR, and others. The organisation of science expertise hubs at national level has been initiated. A number of science teams have been created with the goal to prepare processing lines of value added satellite products, in particular from the Sentinel satellites, such as land cover, watered areas, snow areas, imperviousness areas, albedo, vegetal variables at decametric scale, water quality and height, and others

Pôle thématique surfaces continentales THEIA : infrastructure de données pour les scientifiques et les acteurs publics

International audienceUn pôle national de données appelé Theia a été créé fin 2012 avec pour vocation de contribuer à répondre aux besoins de la communauté scientifique nationale et aux acteurs publics en matière de données, de produits, de méthodes et de formation liés à l’observation des surfaces continentales en particulier depuis l’espace. Dix institutions publiques françaises impliquées dans l’observation de la terre et les sciences de l’environnement sont aujourd’hui actifs dans ce pôle. Les objectifs assignés à Theia sont (1) de construire un dispositif commun capable de produire des données spatiales (échelles locale à globale) à valeur ajoutée pour la communauté surfaces continentales et fournir des services en lien avec les besoins des utilisateurs, (2) de favoriser le partage d'expérience et la capitalisation des méthodes, (3) de rendre visible les réalisations nationales à l’échelle européenne et internationale. Le pôle est structuré en une Infrastructure de Données et de Services (IDS) distribuée entre plusieurs acteurs et un réseau de centres d'expertise scientifique (CES) dans les différentes régions métropolitaines et les territoires français d'outre-mer. Les produits fournis par Theia correspondent à des couvertures annuelles d’images satellite du territoire national, des séries temporelles de réflectance de surface, des variables biophysiques (biomasse, les niveaux d'eau, l'humidité de surface, …), des outils de visualisation et de prétraitement des données, des méthodes et des algorithmes de traitement, des guides méthodologiques pour des applications thématiques. Cette infrastructure contribuera à améliorer les connaissances et à soutenir le développement d’applications issues de la recherche utiles aux politiques publiques, pour une meilleure gestion durable des territoires, dans toutes ses dimensions, anthropique, écologique, agricole

Le pôle thématique surfaces continentales THEIA

International audienceNeuf institutions publiques françaises impliquées dans l’observation de la terre et les sciences de l’environnement ont créé fin 2012 un pôle national de données appelé THEIA (fille d’Ouranos – le Ciel – et de Gaïa – la Terre), structure scientifique et technique ayant pour vocation de contribuer à répondre aux besoins de la communauté scientifique nationale en matière de données, de produits, de méthodes et de formation liés à l’observation des surfaces continentales en particulier depuis l’espace. Les objectifs assignés à Theia sont (1) de construire un dispositif commun capable de produire des données spatiales (échelles locale à globale) à valeur ajoutée pour la communauté surfaces continentales et fournir des services en lien avec les besoins des utilisateurs, (2) de favoriser le partage d'expérience et la capitalisation des méthodes, (3) de rendre visible les réalisations nationales à l’échelle européenne et internationale. Le pôle est structuré en un Centre de Gestion et de Traitement des Données (CGTD) distribué entre plusieurs acteurs et un réseau de centres d'expertise scientifique (CES) dans les différentes régions métropolitaines et les territoires français d'outre-mer. Les produits fournis par Theia correspondent à des couvertures annuelles d’images satellite du territoire national, des séries temporelles de réflectance de surface, des variables biophysiques (biomasse, les niveaux d'eau, l'humidité de surface, …), des outils de visualisation et de prétraitement des données, des méthodes et des algorithmes de traitement, des guides méthodologiques pour des applications thématiques. Cette infrastructure contribuera à améliorer les connaissances et à soutenir le développement d’applications issues de la recherche utiles aux politiques publiques, pour une meilleure gestion durable des territoires, dans toutes ses dimensions, anthropique, écologique, agricole