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Gulf Stream Story : récupérer et visualiser des données océanographiques

Par Mathias Broutin — publié 11/01/2017
Contributeurs : Frédéric Bonifas
Où se procurer des données océanographiques et comment les visualiser
Gulf Stream Story : récupérer et visualiser des données océanographiques

Cet article traite des données utilisées dans l'application Gulf Stream Story qui permet de visualiser les différents phénomènes océanographiques se produisant dans ce courant.

Obtenir des données océanographiques

Toutes les données utilisées sont issues du catalogue Marine Copernicus et au format NetCDF.

Le programme Copernicus

Copernicus est un système européen dédié au suivi et à l'observation de la Terre. Ce système collecte des données depuis des sources diversifiées : des satellites d'observation de la Terre, des senseurs in situ placés sur le sol, sur l'eau et dans les airs. Ces données brutes sont traitées pour garantir aux utilisateurs des informations fiables et à jour à travers différents services. 

Marine Copernicus

Le CMEMS (The Copernicus Marine Environment Monitoring Service) est un de ces services. Il fourni des données sur l'état physique, la variabilité et la dynamique des océans et des écosystèmes marins. Deux échelles géographiques sont couvertes : l'océan mondial et les mers européennes. 

Le portail Marine Copernicus

Les données Marine Copernicus sont gratuites et en libre accès pour les inscrits.

Elles sont recensées dans un catalogue de données interactif qui permet de jongler entre les zones d'études, les périodes couvertes et les paramètres d'intérêt.

Toutes ces données sont au format raster NetCDF. Dans le cadre de ce catalogue, un fichier NetCDF recense un ensemble d'images satellites. Une image est relative à :

  • une zone géographique données (composantes x, y)

  • une profondeur donnée (composante z)

  • une date (composante temps)

  • un paramètre (ex : température, concentration en chlorophylle, le couvert de glace etc.)

Le format des données NetCDF

Network Common Data Form (NetCDF)

Le format ouvert NetCDF est couramment utilisé dans les applications relatives à la climatologie, à la météorologie, à l'océanographie et aux systèmes d'informations géographiques.

Il se caractérise par :

  • un ensemble de bibliothèques logicielles, collection de routines qui peuvent être déjà compilées et prêtes à être utilisées par des programmes.

  • un format de données « auto-documenté », indépendant de l'architecture matérielle qui permet la création, l'accès et le partage de données scientifiques stockées sous la forme de tableaux. 

Pour plus d'informations vous pouvez vous rendre sur le site de l'University Corporation for Atmospheric Research (UCAR), développeur de ce format. 

Utilisation du NetCDF

De nombreux outils gèrent les données NetCDF. L'UCAR en a dressé une liste.

Lors de la création de l'application, nous nous sommes concentré sur trois outils principaux :

QGIS

NetCDF dans QGIS

QGIS est un logiciel de système d'information géographique (SIG) libre et open source. Il s'agit d'un standard de plus en plus utilisé dans le monde des SIG.

Ce logiciel permet d'utiliser les données NetCDF. Chaque couche dans le logiciel correspond à une date. Pour charger plus simplement différentes dates, l'extension ncBrowse a été utilisée.

QGIS permet des stylisations de couche raster poussées et facilement paramétrables. Par contre, il ne permet de gérer et d'afficher qu'une couche à la fois. De plus, la date de la couche étant stockée dans le style, il n'est pas facilement possible de copier/coller un style que l'on aimerais appliquer à toutes les couches. Dans le cadre de la création de vidéos à partir de fichiers NetCDF, cet outil n'est pas très adapté.

NcView

Ncview

NcView est un utilitaire dédié aux fichiers NetCDF. Il permet de rapidement visualiser le contenu d'un NetCDF sous forme de vidéo. En quelques clics il est possible de faire varier les paramètres, les échelles de couleurs, la plage de valeurs, la vitesse de défilement des images etc. Malheureusement, cet outil n'est qu'un visualiseur, il n'est ici pas question de traiter les données. 

Panoply

Panoply

Panoply est un autre utilitaire qui permet de gérer les données NetCDF. Plus complet et complexe que NcView, il nous a servi à explorer la profondeur des océans. Panoply permet très simplement de croiser des données et de créer des graphiques. Les paramètres d'un graphique sont éditables à la volée. Dans le cadre du Gulf Stream, cela nous a permis d'explorer rapidement de nombreuses coupes latitude/profondeur avec une longitude fixe.

Même si cet utilitaire permet quelques exports, il reste plutôt destiné à la visualisation de données.

 

Dans un prochain article, nous étudierons le traitement des données Marine Copernicus avant leur intégration à l'application.    

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