Durée
Introduction to satellite oceanography : 15h Th, 15h Pr
Advanced satellite oceanography : 15h Th, 15h Pr
Nombre de crédits
| Master en océanographie, à finalité (MER - Erasmus mundus) | 6 crédits |
Enseignant
Introduction to satellite oceanography : Aida Alvera Azcarate
Advanced satellite oceanography : Aida Alvera Azcarate
Coordinateur(s)
Langue(s) de l'unité d'enseignement
Langue anglaise
Organisation et évaluation
Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier
Horaire
Unités d'enseignement prérequises et corequises
Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme
Contenus de l'unité d'enseignement
Voir engagements pédagogiques des deux cours constitutifs:
OCEA0059-A-a : Introduction to satellite oceanography, 15h Th, 15h Pr
OCEA0059-B-a : Advanced satellite oceanography, 15h Th, 15h Pr
Introduction to satellite oceanography
Ce cours a pour objectif de fournir une première approximation à l'observation de la Terre par satellites, et plus particulièrement aux spécificités de l'observation de l'océan. Les sections théoriques abordées sont:
Introduction
Spectre Électromagnétique
Types de capteurs
Orbites, géolocalisation
Effets atmosphériques, transmission atmosphérique du signal
Radiomètres dans la longueur d'onde visible - Couleur de l'océan
Radiomètres dans la longueur d'onde Infrarouge - Température de surface de la mer
Radiomètres dans la longueur d'onde Microondes - Température de surface de la mer, salinité, vent, glace de mer, pluie
Traitement des données satellitaires
Applications des données de télédétection de l'océan
Advanced satellite oceanography
Ce cours à caractère pratique est constitué de brèves introductions théoriques suivies d'exercices pratiques sur différentes techniques relevant de l'observation des plans d'eau (océans, mers, lacs), principalement par des capteurs satellitaires imageurs à basse résolution spatiale et haute résolutions radiométrique et spectrale opérant dans les gammes des longueurs d'onde visible, infra-rouge réflectif et infra-rouge thermique (AVHRR et MODIS par exemple).
Les techniques abordées concernent l'extraction de paramètres bio-géo-physiques de la couche superficielle de la colonne d'eau à partir de l'information multi-spectrale enregistrée par ces capteurs. Les paramètres bio-géo-physiques étudiés sont et la température de surface Sea Surface Temperature - SST) et la couleur des océans (Ocean Colour - OC). Celle-ci dépend de la concentration en chlorophylle-a, les CDOM et les matières minérales en suspension.
Nous mettons l'accent sur la qualification des données, leur signification, leur représentativité océanologique et les protocoles de calcul des paramètres bio-géo-physiques.
Plusieurs jeux de données seront utilisés. Les étudiants seront en charge de la sélection des produits, leur téléchargement et celui de la documentation, la qualification et l'organisation des données et de leur gestion. Cette opération est suivie de la création de la série temporelle, de sa synthèse par extraction de composantes principales et l'interprétation océanographique. L'extraction de séries temporelles spatialement généralisées par région et leur interprétation océanologique sont enfin effectuées.
Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement
Introduction to satellite oceanography
Les étudiants connaîtront, à la fin du cours: les concepts basiques sur les satellites, les capteurs et satellites le plus relevants pour l'océanographie, la chaîne de traitement des données satellitaires, la complémentarité des données satellitaires entre eux et avec des données d'autres plateformes. Les étudiants seront capables de manipuler des données satellitaires, les interpréter et les utiliser dans certains cas d'étude.
Advanced satellite oceanography
* Comprendre la nature et la signification océanologique des données enregistrées par les capteurs étudiés et les différents niveaux de pré-traitements.
* Appliquer des protocoles de traitements standards et comprendre leur mode de fonctionnement et leurs limites.
* Comprendre l'intérêt et interpréter la signification océanologique des résultats de ces traitements.
* Maîtriser les fonctionnalités d'outils logiciels permettant la mise en œuvre de ces traitements.
Savoirs et compétences prérequis
Introduction to satellite oceanography
Des notions de mathématique, statistique et physique basiques
Advanced satellite oceanography
Le cours exploite les compétences acquises lors du cours d'introduction à l'océanographie satellitaire. Bien entendu tous les prérequis à ce cours sont aussi exigés pour suivre le cours de notions avancées. Un intérêt de la part de l'étudiant pour l'outil informatique et une formation de base ainsi qu'une certaine expérience pratique en programmation sont aussi essentiels. Néanmoins, la diversité de profils scientifiques des étudiants généralement inscrits à ce cours nécessitera certainement une adaptation de l'enseignement.
Par ailleurs, la tournure d'esprit acquise grâce aux différents cours universitaires à caractère scientifique (mathématiques, statistiques, physique, analyse spatiale ...) et techniques (méthodes numériques, programmation, cartographie, ...) constituent aussi un atout intéressant.
L'interprétation océanographique des résultats des méthodes étudiées au cours reposera sur les connaissances d'hydrodynamique des lacs, mers et océans, des concepts d'océanographie physique et de climatologie ... Si nécessaire, l'étudiant effectuera une recherche de documentation scientifique à ces propos pour réaliser cette interprétation.
Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement
Introduction to satellite oceanography
Des cours théoriques aborderont les concepts basiques. Des exercices pour appliquer quelques concepts seront réalisés à fur et à mesure que la théorie avance. Les logiciels SNAP et Acolyte (disponibles dans la salle d'ordinateurs utilisée lors de leçons, mais aussi librement accessibles au téléchargement aux étudiants), seront utilisés pour les exercices pratiques.
Advanced satellite oceanography
L'introduction théorique pour chacun des thèmes abordés consistera en un bref cours-conférence de type ex cathedra précédant chaque exercice. Les concepts théoriques et le protocole technique seront expliqués.
La pratique sera réalisée en exploitant différents outils logiciels (SNAP, Acolyte, DINEOF, Julia). Ils se dérouleront selon les principes de la pédagogie par projet et seront dirigés et contrôlés en permanence par le staff des enseignants de façon à permettre aux étudiants une auto-évaluation continue de leurs compétences par une interaction forte avec ces enseignants. Ces exercices pratiques tenteront aussi de favoriser chez les étudiants une curiosité et la découverte de solutions libres originales.
Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)
Introduction to satellite oceanography
Présentiel
Advanced satellite oceanography
Il s'agit d'un enseignement présentiel en grande partie, mais l'installation de ressources-logiciels libres sur leur portable doivent permettre aux étudiants de progresser dans leur apprentissage à leur rythme et en dehors du contexte universitaire.
La présence est obligatoire.
Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours
Introduction to satellite oceanography
Une liste avec des livres et articles sera fourni lors des cours. Les ouvrages les plus utilisés pour la partie théorique sont:
- Measuring the Oceans from Space: The principles and methods of satellite oceanography, Ian Robinson, 2004
- Discovering the Ocean from Space: The Unique Applications of Satellite Oceanography, Ian Robinson, 2010.
- An Introduction to Ocean Remote Sensing. Seelye Martin. (2nd edition, 2014). Cambridge University Press. doi:10.1017/CBO9781139094368.
Advanced satellite oceanography
Les étudiants sont bien évidemment encouragés à rassembler une documentation scientifique et technique complémentaire aux informations fournies au cours et disponible par ailleurs (littérature du web, aides de logiciels, forums de discussions, livres de référence disponibles dans les UD ...).
Modalités d'évaluation et critères
Introduction to satellite oceanography
Un examen théorique et un exercice pratique. Plus de détails seront donnés pendant le cours.
> Examen oral en ligne (mise à jour 10/12/2020)
Advanced satellite oceanography
Une auto-évaluation non-certificative permanente est assurée pendant les séances d'exercices par une interaction forte entre étudiants et enseignants.
L'évaluation certificative consistera en un exposé basé sur un support de diapositives numériques. Cet exposé sera réalisé par l'étudiant pendant la session d'examens de janvier. Elle portera sur les trois thèmes abordés et des questions sur cet exposé seront posées par le staff d'enseignants.
Cette procédure standard d'évaluation peut néanmoins être modifiée en accord avec les étudiants qui en seront donc tenus au courant.
Les critères d'évaluation sont les suivants : clarté, cohérence, logique, rigueur, précision, exhaustivité, concision, pertinence, transversalité (au sein du cours et entre cours), qualité des interprétations mathématiques (signification mathématique des différents coefficients des équations p. ex.), des interprétations physiques (dimensions et unités, ordre de grandeur - scaling, p. ex.) et des interprétations géographiques et océanologiques (interaction spatio-temporelle mono et multivariées et nature - type - et signification des variables p. ex.).
Le sens critique vis-à-vis des données utilisées (qualification, nature, signification, représentativité, normalisation ...) et des choix méthodologiques (justification des choix des méthodes, des seuils adoptés, ...) sera également pris en considération lors de l'évaluation.
Par ailleurs, les réponses seront aussi évaluées sur base de la qualité et l'originalité des illustrations graphiques car l'expression graphique constitue la spécificité du scientifique. Elle permet de démontrer la bonne compréhension du phénomène. Enfin, tout enrichissement d'une réponse par une culture scientifique personnelle riche constituera aussi un facteur d'évaluation de l'excellence.
> Examen oral en ligne (mise à jour 10/12/2020)
Stage(s)
Introduction to satellite oceanography
Néant
Advanced satellite oceanography
Néant
Remarques organisationnelles et modifications principales apportées au cours
Introduction to satellite oceanography
Pas spécifié
Advanced satellite oceanography
Le cours devrait idéalement commencer après avoir terminé le cours d'introduction à l'océanographie satellitaire, mais les contingences logistiques du master MER imposent le déroulement du cours au premier quadrimestre. Pour les étudiants de deuxième année du master en océanographie, il n'y aura pas de problème particulier, mais pour les étudiants du master MER, il faudra programmer ce cours à la fin du premier quadrimestre de façon à ce que ce cours prérequis d'introduction soit suffisamment avancé. Cette organisation qui n'est cependant pas idéale sera programmée en fonction des plages de disponibilités horaires communes pour les étudiants de seconde année du master en océanologie, du master MER, des salles de cours informatisées et du staff d'enseignants.
Contacts
Introduction to satellite oceanography
Aida Alvera-Azcárate
AGO-GHER
Université de Liège
Allée du 6 Août, 17, Bât. B5
4000 Liège, Belgium
Tel.: +32 (0)4 366 3664
Mail : a.alvera@uliege.be
Advanced satellite oceanography
Aida Alvera-Azcárate
AGO-GHER
Université de Liège
Allée du 6 Août, 17, Bât. B5
4000 Liège, Belgium
Tel.: +32 (0)4 366 3664
Mail: a.alvera@uliege.be
Association d'un ou plusieurs MOOCs
Notes en ligne
Introduction to satellite oceanography
Remote Sensing of the Oceans, Introduction to satellite oceanography
Remote Sensing of the Oceans, Introduction to satellite oceanography,
Advanced satellite oceanography
Remote Sensing of the Oceans, Advanced satellite oceanography
Remote Sensing of the Oceans, Advanced satellite oceanography