Dans la perspective du lancement du nouveau satellite SPOT 4, des évolutions
importantes de la fonction de programmation des différents satellites SPOT ont
été réalisées par le CNES. La programmation du satellite recouvre l'ensemble des
activités à mener depuis l'expression d'une demande d'images jusqu'à
l'exécution des prises de vue correspondantes par un ou plusieurs des
satellites SPOT.
Mis en service en avril 1995, ce nouveau Centre a pour objectif principal d'améliorer
la qualité des services de programmation proposés par Spot Image à ses clients,
grâce à une utilisation plus efficace des capacités d'acquisition de SPOT :
- réduction des délais de réussite d'une image,
- réduction du nombre de prise de vues à faire avant d'avoir une image
qui soit bonne (c'est-à-dire sans nuage, sans défaut technique, avec un
bon recouvrement de la zone demandée, …),
- répartition optimale de la ressource satellite entre les demandes en
conflit,
- meilleur suivi de l'avancement des prises de vue,
- optimisation de l'utilisation des enregistreurs et des stations de réception
pour acquérir et transmettre les images.
La société Spot Image, filiale du CNES responsable de la commercialisation des images
SPOT, exploite ce Centre de Programmation.
[La demande de programmation] [Les principales fonctions] [La nécessité de
sélectionner les meilleures images] [Un
exemple de sélection optimale]
haut de page, article
Lorsque le besoin d'un client de Spot Image ne peut être satisfait par le contenu du catalogue DALI des images déjà existantes, il établit une demande
de programmation, c'est-à-dire un descriptif des images qu'il souhaite. La
demande de programmation comprend un ensemble de paramètres techniques nécessaires pour
programmer le satellite, tels que :
- la période de prise de vue : date de début et date de fin de prise de vue, avec une
durée qui peut aller de 1 jour à plusieurs mois,
- la zone à couvrir : polygone, cercle, …, définis par leurs coordonnées
géographiques,
- différentes caractéristiques techniques choisies par le client : couple d'images
stéréoscopiques pour la restitution du relief, mode de prise de vue panchromatique
ou multi-spectral, répétition des accès à différents intervalles de temps
pour le suivi de la végétation, etc.,
- le service de programmation choisi :
- le service rouge consiste à affecter de manière prioritaire une
partie de la ressource satellite à une demande de programmation d'un client. Le coût
d'une telle demande est proportionnel au nombre d'images tentées par le satellite,
jusqu'à leur réussite
- le service bleu implique une obligation de moyens pour satisfaire au
mieux la demande. Dans ce cas, le coût n'est fonction que du nombre d'images réussies,
quel que soit le nombre d'images effectivement tentées, mais une telle demande est moins
prioritaire qu'une demande définie en service rouge.
Les demandes de programmation sont mémorisées et accessibles au travers d'un système
de gestion de base de données.
haut de page, article
Les principales fonctions du nouveau Centre de Programmation sont de :
- gérer les différents services de programmation des demandes des clients de Spot Image,
- gérer les portions d'orbite allouées aux Stations de Réception
Directe qui existent de par le monde. Ces stations sont, en effet, des clients
particuliers de Spot Image qui peuvent réserver à l'avance certaines des portions
d'orbite qu'elles sont susceptibles de recevoir avec leur antenne, programmer ces
portions, puis recevoir et traiter directement les données image associées,
- préparer chaque jour le calendrier et la liste exacte des images à acquérir
le lendemain par chaque satellite SPOT. Cette fonction tient compte notamment de
l'état courant des satellites, de leur orbite prédite et du plan de vidage des données
images négocié avec les différentes Stations de Réception Directe,
- estimer les chances de réussite d'une nouvelle demande de programmation,
dans les conditions fixées par le client et son impact sur les demandes déjà
existantes. Cette fonction est essentielle car elle permet l'optimisation globale des
demandes de programmation et facilite l'engagement commercial de Spot Image vis-à-vis de
ses clients en indiquant des taux de satisfaction prévisionnels et en permettant de mieux
répartir les charges de programmation dans le temps,
- automatiser la validation des images effectivement acquises et la reprogrammation
des images qui ne sont pas parfaitement "bonnes". Chaque image reçue
est analysée au regard de sa couverture nuageuse et est rattachée aux demandes de
programmation en cours qu'elle satisfait de par ses caractéristiques techniques. Les
images déclarées "bonnes" peuvent alors passer en production dans le Centre d'Archivage et
de Pré Traitement.
haut de page, article
Étant donné la concentration relativement forte des demandes de programmation
tant d'un point de vue géographique que d'un point de vue temporel (la période de
développement de la végétation du printemps et de l'été est très demandée), il est
nécessaire de sélectionner, chaque jour, les images ayant effectivement le plus
de chances d'être réussies.
Cette sélection tient également compte des limites physiques d'acquisition, telles
que :
- la durée nécessaire pour que le satellite puisse viser une zone particulière,
- les contraintes de mise en œuvre (préchauffage,...) de certains équipements,
- la capacité limitée des enregistreurs bord,
- les contraintes de vidage des données image en visibilité d'une station de réception,
...
haut de page, article
Prenons l'exemple d'une journée type sur la France : comme le montre
le schéma suivant, près d'une trentaine d'images sont susceptibles d'être acquises ce
jour-là.
A la latitude de Paris, cinq images sont en conflit car elles sont toutes accessibles
par SPOT, mais le satellite ne pouvant prendre que deux images à un instant donné, il
faut faire un choix parmi les différentes solutions possibles.
Un ordonnancement des images susceptibles d'être acquises, basé sur
un algorithme sophistiqué de recherche opérationnelle, est ainsi mis en œuvre,
chaque jour, par le Centre de Programmation. Cet algorithme prend en compte :
- les contraintes liées au satellite afin d'utiliser ses divers
équipements (enregistreur, mémoire de masse, équipements de retransmission au sol des
données image, …) dans le respect de leurs spécifications,
- les contraintes liées aux demandes de programmation (période de prise
de vue, intérêt commercial de la demande, priorité plus forte pour les images stéréo
dont on aurait déjà acquis un côté, …),
- mais également les prévisions de nuages fournies par le centre de
Météo-France à Toulouse.
La fonction d'ordonnancement du Centre de Programmation peut analyser ainsi, suivant le
volume des données en entrée, plusieurs milliers, voire plusieurs millions, de
combinaisons possibles d'enchaînement de prises de vue, afin de retenir celle
qui lui paraît être la plus optimale.
Dans notre exemple, il existe au moins quatre solutions possibles lorsque SPOT est à
une latitude voisine de Paris :
Visualisation des couples de
solutions possibles
Supposons qu'au nord de la France, c'est le segment de trois images qui soit
sélectionné ; dans cette hypothèse, les solutions 2 et 4 ne pourront pas être retenues
car le satellite n'a matériellement pas le temps, vu leur position antérieure, de
déplacer les miroirs pour atteindre ces images. Quant à la solution 1, elle est
techniquement faisable, mais la prévision de ciel clair n'est pas la meilleure. C'est
donc forcément la solution 3 qui sera à retenir par l'ordonnancement du
Centre de Programmation : elle est à la fois faisable et c'est elle qui a les
meilleures prévisions de ciel clair.
L'algorithme d'ordonnancement examine ainsi tous les chemins possibles
d'enchaînement d'images sur une orbite donnée, pour retenir celui qui
est globalement le meilleur.
haut de page, article, chapitre
page mise à jour le 06 June 2000