Livraison : Ils sont livrés soir par un web serveur de type SIG, soit via un accès Internet sécurisé.

Illustration 14 – Architecture commune des services au sein de MARISS

Les produits fondés sur les données obtenues par satellites doivent être intégrés à un niveau technique et opérationnel, à savoir dans les systèmes déjà utilisés, comme le VTS, l’AIS, les radars côtiers, le VMS, le VDS, ou encore la surveillance aérienne. Cette intégration doit impérativement se faire au niveau opérationnel des utilisateurs. Ces systèmes utilisés fonctionnent de façon coopérative ou non coopérative, c’est-à-dire qu’ils envoient un message renseignant volontairement ou non sur le navire, sa cargaison, son cap, sa route, son chargement, son port d’attache, d’arrivée...etc. L’utilisation des satellites doit permettre de compléter ces informations et de fournir une approche du type renseignement et de répondre plus précisément et plus efficacement aux besoins de la surveillance maritime. Les autorités et administrations en charge de la surveillance maritime varient d’un pays à un autre, ainsi que leurs procédures et leurs avancées techniques. Le projet devait permettre de faire le lien entre ces différences et de proposer un système ou des produits interopérables, c’est-à-dire de fournir des données ou une nouvelle plate-forme s’intégrant parfaitement dans n’importe quel système, dans le but d’éviter la mise en place d’une nouvelle station de travail, ou d’un système supplémentaire qui supposerait un effort supplémentaire dans le travail quotidien (en temps normal ou en temps de crise), ainsi qu’un effort financier et humain. Cette intégration suppose en revanche un respect des lois nationales et internationales en matière de sûreté et de sécurité maritime et ouvre la perspective d’une modification du droit international et d’un complément du droit européen (CIVIPOL, 2003). Les missions des utilisateurs sont limitées par les lois internationales, notamment par la Convention de Montego Bay. Les services proposés doivent se plier à ces limites géographiques opérationnelles et répondre aux besoins

des acteurs dans ces zones ainsi qu’aux problèmes rencontrés dans chacune d’entre elles. Ainsi différents types de surveillance, de détection et d’identification sont nécessaires afin de s’approcher au mieux des besoins et apporter une solution adaptée, à savoir une solution mêlant zone d’action et technologies. Le tableau 27 résume ces spécifications techniques qui ont pour certaines fait l’objet de présentations publiques et disponibles en ligne lors des

workshops internationaux SEASAR 2008 et 2010 qui se sont tenus à Frascati, en Italie. Ces

idées servaient de ligne de base pour les spécifications techniques et la rédaction des documents. Elles étaient régulièrement mises à jour, dans une lettre publiée en ligne sur le site Internet de MARISS, donc disponibles publiquement. Le services et les scenarii étaient aussi mis en ligne, afin de montrer au grand public le point de départ des nouveautés en matière de sûreté maritime avec diverses solutions techniques et opérationnelles.

Tableau 27 – Résumé des spécifications techniques du portfolio de MARISS Zone de test Tasking, acquisitions et traitement

des données

Extraction d’informations Valeur ajoutée Contenu du produit livré Mode de livraison Délais à respecter

Espagne Tasking :

Acquisition : Station de West Freugh (GB)

Traitement : GMV

Identification des cibles : taille, vitesse, cap, route, positions

Corrélation entre les positions VDS et les pistes AIS

Produit SIG et rapport sous format texte

1 à 2h après le passage du satellite

Atlantique Nord Tasking : Acquisition : QinetiQ, KSAT

Traitement : CLS

Entrées et sorties des zones sensibles ou sous surveillance, cibles non identifiées

Suivi routinier du trafic maritime et alarme lors d’une détection

anormale ou suspecte

Proche temps réel

Atlantique Nord-Est Tasking : Acquisition : Station de West Freugh

(GB) Traitement : GMV

Service de détection, rapport graphique et sous format texte

1 à 2h après le passage du satellite

Mer Baltique Tasking :

Acquisition : KSAT Traitement : KSAT

Position des navires, taille, cap, vitesse et positions

Corrélation entre les positions VDS et les pistes AIS

Service de détection et de suivi routinier du trafic (cartes et textes)

Interface web 1h après le passage du satellite

Méditerranée Tasking : TPZ Rome Acquisition : TPZ Matera

Traitement : TPZ Matera

Détection de navires, détections des sillages, identification des cibles

Corrélation de toutes les données Données en format shape (SIG) et rapports avec date et heure, les coordonnées, les cibles détectées et

pistes VTS

Interface au sein des garde-côtes italiens

Entre 30 et 40 minutes après le passage du satellite Tasking : EDISOFT Acquisition : TPZ Matera Traitement : TPZ Matera Portugal Tasking : SKYSOFT Acquisition : Maspalomas (ESP), West

Freugh (GB) Traitement : QinetiQ, ESA

Détection de navires, détections des sillages Corrélation entre les détections faites sur images SAR et les pistes AIS,

VTS et VMS dans le but de déterminer les fausses alarmes et les

navires suspects

Données en format shape (SIG) et rapports avec date et heure, les coordonnées, les cibles détectées et

les données collatérales

Rapports de détections, alertes e- mail et accès par une interface

web

Entre 40 minutes (parfois moins, possibilité de descendre à 10 minutes) et 1h après le passage

du satellite

Zones sensibles en Méditerranée Mode suivi routinier Tasking : TPZ Rome/ Matera

Acquisition : TPZ Matera Traitement : TPZ Matera

Mode contrôle : Tasking, acquisition et traitement : TPZ

Matera

Détection de navires et de sillages Classification des cibles Données en format shape (SIG) et rapports avec date et heure, les coordonnées, les cibles détectées et

les données collatérales Image de la côte incluant les cibles

détectées dans la zone.

Interface SIG sécurisée pour les ministères de l’Intérieur, FRONTEX, les garde-côtes grecs

et italiens

30 minutes après le passage du satellite pour le mode de suivi

routinier. Pas de délais de livraison pour le

mode de contrôle

Soutien à deux opérations de FRONTEX au large des Iles

Canaries

Tasking :

Acquisition : West Freugh, Matera, EUSC

Traitement : TPZ, GMV

Détection de navires et identification Corrélation de données Données en format shape (SIG) et rapports avec date et heure, les coordonnées, les cibles détectées et les données collatérales Image de la côte incluant les cibles détectées dans la zone.

Interface SIG par Internet 1h après le passage du satellite

Auteur : Mélanie Fournier Date : 23/07/2012

Carte 9 - La répartition des zones de test A u te u r: M él an ie F o u rn ie r D at e: 2 2 /0 8 /2 0 1 1 S o u rc es : E S R I/W o rld P re m iu m 2 0 0 7 /S R T M 9 0m /W o rld M ar iti m e B o u n d ar ie s 2 0 1 1 /M A R IS S

En Méditerranée

Zone de test 1 : La détection de navires suspects au large des côtes Nord et Sud de l’Espagne

L’objectif était de fournir aux autorités maritimes espagnoles responsables du contrôle et de la gestion de la navigation dans les corridors ou DST (Dispositif de Séparation du Trafic)*, dans les ports, pour la protection de l’environnement, la surveillance, la sûreté et les opérations de sauvetage, une information issue des positions de navires dérivées du traitement des images SAR et fusionnées avec l’AIS et les données provenant des détections des radars côtiers. Pour mener à bien ces missions, des protocoles et des procédures existent. Leur mise en action nécessite une identification des navires et de leur position n’importe quand dans les zones sensibles mais n’importe où en mer en règle générale. Le résultat devait donc permettre de détecter les navires ne rapportant pas leur position aux autorités côtières. Les nouveaux systèmes d’information devraient permettre une meilleure prévention des menaces venant par la mer, d’améliorer le planning des patrouilles et les missions de surveillance. Les principales requêtes concernaient:

• La matérialisation de la position des navires et leur identification dans les ports et dans les corridors.

• La détermination des navires entrant ou sortant de la couverture radar • La recherche et l’identification de navires suspectés d’activités illégales

• Le support et l’aide à la planification d’activités de surveillance (patrouilles par exemple)

• L’intégration de toutes les données fusionnées dans les procédures opérationnelles Le service appliqué en Espagne devait permettre le positionnement et l’identification pour apporter la fusion des données dans la gestion des ports et des DST. Pour les données et les besoins des utilisateurs, la mise en place du service précurseur a couvert les régions pilotes du Finistère et de Tarifa. Les zones choisies sont caractérisées par un trafic intense et s’étendent sur des dizaines de kilomètres. Les premiers utilisateurs du service étaient les autorités portuaires espagnoles. Leurs demandes principales concernant le système étaient:

• L’identification et le positionnement de tous les navires passant dans le corridor • La surveillance par tous les temps et 24 heures sur 24

• L’intégration dans un système opérationnel

L’équipe chargée du développement était en contact permanent avec les clients pour collecter leurs besoins en temps réel et accroître l’efficacité et l’utilité du service, ainsi que faciliter l’intégration des données dans le système d’information déjà opérationnel des autorités espagnoles. Les différentes images satellitales SAR acquises au-dessus des zones de test ont été traitées par différents algorithmes. Ces algorithmes sont utilisés suivant le mode d’acquisition des images. Les informations relatives au positionnement ont été fusionnées avec des données disponibles extraites

des méthodes de détection des navires.

Acquisition des données.

Les données en entrée incluent les données radar, AIS et les images satellitales SAR. Le radar côtier est, au moment du lancement de MARISS, le capteur le plus puissant employé par toutes les autorités maritimes mais sa couverture est limitée par l’horizon radar. Les nouveaux capteurs, comme le VTS, l’AIS ou les images satellitales SAR sont petit à petit mis en place et passent dans l’usage commun sur le marché civil. Ces outils permettent de dépasser les contraintes techniques des radars par la fusion de données provenant de diverses sources d’information.

L’utilisation de plusieurs capteurs permet d’accroître le temps de revisite. Le nombre d’images dépend de la taille des zones à couvrir. Les estimations données ici dans le tableau 28 sont dérivées des acquisitions de ENVISAT sur les deux mois précédents les démonstrations et on choisit un éventail de types de produits le plus large possible. Cela permet d’avoir un maximum de produits utilisables. La résolution est de 30 mètres environ et la couverture géographique oscille entre 56 X 100 kilomètres et 100 X 100 kilomètres. Les données doivent aussi comprendre les données in situ nécessaires pour le déploiement du service dans la région: BDD, bathymétrie, points de contrôle, imagerie sur la zone étudiée.

Tableau 28 – Nombre d’acquisitions prévues pendant les phases de démonstration et par zones géographiques.

Traitement des données.

La chaîne de traitement, présentée sur l’illustration 15, mêle données en entrée, traitements et les actions importantes liées aux données et à leur gestion. Toutes les images satellitales disponibles pour le traitement sont mises à disposition et sont stockées dans un catalogue ou dans une base de données. Le traitement des images satellitales radar se fait par un processus automatique qui permet de détecter plusieurs navires par un algorithme et de pointer ces navires. L’étape de la corrélation croise toutes les informations issues de diverses sources. Il n’y a pas de traitement des données AIS ou radar puisqu’elles étaient extraites des systèmes des utilisateurs, donc directement utilisables dans la phase de corrélation. Les résultats du traitement et de la corrélation sont, à l’instar des données brutes, stockées dans une base de données spatiale accessible. Le répertoire géospatial contient les métadonnées, l’information géospatiale en format vectoriel (en format shapefile* par exemple) et les images satellitales en format compressé GEOTIFF ou JPEG 2000.

Illustration 15 – La chaîne de traitement des données dans MARISS.

Bénéfices attendus

• Accroissement de la capacité de détection des navires suspects par comparaison avec les pistes de l’AIS

• Identification et livraison d’informations sur tous les navires proches des DST • Amélioration de la gestion des DST en prévoyant la densité du trafic entrant • Complément des informations extraites des radars côtiers

• Amélioration des services d’aide à la navigation • Intégration des données et accès Internet

et Lampedusa

Avec le voisinage des côtes africaines et son long trait de côte, l’Italie est depuis longtemps une cible de choix pour l’immigration illégale. Les îles de Pantalleria et de Lampedusa, au sud de la Méditerranée, sont proches des côtes tunisiennes. Ces deux îles sont fréquemment touchées par le trafic illégal de migrants. La surveillance et le contrôle de ces deux îles et de leurs approches représentent un défi pour l’UE. Pendant la phase de mise en place du VTMIS italien (livraison complète d’un système opérationnel en 2005), des radars furent aussi installés sur Pantalleria et Lampedusa. Ils sont depuis couramment utilisés. Comme résumés dans le tableau 29, le radar situé sur Pantalleria peut couvrir une surface de 120 kilomètres carrés et celui situé sur Lampedusa une zone de 36 kilomètres carrés. Les vidéos radars et les pistes VTMIS sont envoyées sur les consoles des garde-côtes du Centre de Contrôle de Pantelleria.

Tableau 29 – Caractéristiques des radars installés sur les îles de Pantalleria et de Lampedusa

Les garde-côtes italiens, principaux utilisateurs de ce service, recevait une image étendue du trafic maritime basée sur la fusion non supervisée des données VTMIS et des détections issues du traitement algorithmique des images satellitales SAR. Le VTMIS, comme vu précédemment, détecte les navires en approche des côtes ou quittant les eaux territoriales. Quant aux images SAR, elles devaient être acquises dans une fenêtre de temps de plus ou moins 6 heures et dans une portée de 100 nautiques à partir du trait de côte. L’utilisation de nouvelles sources d’information permettait aux garde-côtes d’améliorer leur connaissance des menaces approchant ou quittant les côtes méditerranéennes, et ce avant leur détection par les radars côtiers. Les zones à surveiller étaient les îles de Lampedusa et Pantalleria, en corrélant les résultats issus des images satellitales et les pistes des VTMIS.

Les garde-côtes italiens travaillent en général avec le système VTS à l’échelle nationale. Ce système, présenté par l’illustration 16, devait être complet en 2005 et se diviser en 23 centres de contrôle local, 8 centres de zone et 1 centre national. Ce système offre aux opérateurs des fonctions s’adaptant à leurs zones de responsabilités:

• Contrôle du trafic et de la navigation • Surveillance et sûreté des eaux territoriales

• Prévention des accidents et protection de l’environnement maritime • Recherche et sauvetage (SAR: Search and Rescue

Illustration 16 – Architecture du système VTMIS dans son déploiement en Italie

!

Les données VTMIS ont été acquises via les réseaux VTMIS, notamment des stations de contrôle de Pantelleria, de Palerme et des quartiers généraux de Rome, en extrayant les pistes du système directement depuis le flux de données. Les paramètres suivants ont pu être fournis:

• Pour chaque objet détecté dans la portée du VTMIS on a fourni les coordonnées géographiques, le temps d’élaboration, la vitesse, le cap, et la taille estimée.

• Pour chaque navire identifié dans la portée du VTMIS on a fourni les coordonnées géographiques, la vitesse, le cap, la taille estimée, l’AIS si disponible en complément avec les données relatives au navire comme le nom, la compagnie maritime, le type, la route...

Les images satellitales, les données qu’on en extrait et les pistes VTMIS sont ensuite corrélées afin de livrer aux utilisateurs des pistes qui contiennent toutes les informations concernant les navires et leurs routes. La corrélation est une opération fondée sur des considérations d’ordre géométrique et statistique. Géométriquement, seul un échantillon de plots peut correspondre à la piste prévue. Statistiquement, un niveau de confiance est associé à chaque plot. On essaie de trouver

utilisateurs.

La chaîne de service était fondée sur l’observation répétée des zones d’intérêt par les satellites SAR de type ERS et/ou ENVISAT. Quant à l’évolution du service, elle était fondée sur l’utilisation des passages multiples des satellites et des constellations. Le planning des acquisitions a été revu avec les utilisateurs suivant leurs besoins et leurs intérêts. Certaines de ces planifications ont pu être refusées à cause de restrictions ou de conflits sur des prises de vue (sensibilité des zones, organisations prioritaires dans les taskings...etc.). Les données ENVISAT ont été fournies par l’ESA aux fournisseurs de services (Telespazio principalement) et ont été reçues à la station de Matera. Telespazio y avait installé des postes pour l’extraction, la présentation et la livraison des informations. Le traitement automatique a été utilisé avec une supervision humaine. L’expert était présent pour analyser les résultats du traitement et fournir des informations complémentaires, et des corrections si besoin.

Quelles ont été les étapes avant, pendant et après la démonstration? a) Identifier les zones et planifier les acquisitions d’images b) Informer les utilisateurs du planning des acquisitions

c) Acquisition des images ERS et/ou ENVISAT. Les estimations d’acquisitions d’images sont recensées dans le tableau 30.

d) Réception des images à Matera

e) Analyse des images sur le site de Matera par des algorithmes

f) Envoi des détections dans le système des utilisateurs pour les corréler aux pistes VTMIS

g) Corrélation des informations Images ENVISAT:

• Demande d’acquisition : 14 jours • Résolution spatiale : 150 mètres • Champ étroit : 100 X 100 kilomètres • Champ large : 400 X 400 kilomètres • Polarisation : HH/VV

• Produit attendu : Niveau 1B

Tableau 30 – Evaluation des besoins en images durant les phases de démonstrations

Images ERS-2:

• Résolution spatiale : 30 mètres

• Taille de l’image : 100 X 100 kilomètres • Polarisation : HH/VV

• Produit attendu : Niveau 1B

• Les produits seront transmis directement via l’ESA

Données AIS

Le système VTMIS utilisé par les garde-côtes italiens était prêt à intégrer les capteurs AIS, mais il n’était pas, à l’époque de MARISS, équipé de tels capteurs. Il était convenu que, si en court de projet, les données AIS devenaient disponibles, les garde-côtes les fourniraient. Les données devaient alors être extraites et corrélées par le centre de contrôle de Pantelleria.

Zone de test 3 : La détection d’anomalie en mer Méditerranée, au nord-est de Chypre Au niveau du renseignement, la surveillance en proche temps réel issue de l’imagerie satellitale est mise en corrélation avec l’analyse d’images. Les détections d’anomalies que l’on extrait de ces analyses sont ensuite mises en relation avec différentes informations provenant d’autres sources. Que nomme-t-on anomalies? On parle d’anomalie lorsqu’un navire se situe dans une zone où il ne devrait pas être, soit parce que sa présence est interdite, soit parce qu’il ne suit pas la route qu’il devrait normalement suivre. Un navire dont la route est inconnue est aussi une anomalie. Le but était de comprendre si le navire se situait bien sur sa route ou en dehors et d’identifier un navire si l’on connaissait sa route. La première tâche du service était d’évaluer les besoins des utilisateurs. La possibilité de détecter des anomalies dans des zones sensibles sous contrôle des autorités côtières, rendait attractif un service fondé sur l’analyse de données satellitales et sur leur corrélation avec d’autres données. La démonstration permettait de tester un service qui était capable a priori d’offrir une meilleure compréhension et une meilleure connaissance des zones surveillées.

Les données satellitales étaient rassemblées et traitées aussi vite que possible (Entre 1 heure et 2 heures maximum dans un contexte opérationnel). On a extrait les informations suivantes sur les navires:

• Les coordonnées géographiques (longitude et latitude en WGS-84*) • Les positions relatives en termes de pixels et de lignes

• L’estimation du cap

• L’estimation de la taille du bateau

Traitement des données.

Dans le document L'apport de l'imagerie satellitale à la surveillance maritime. Contribution géographique et géopolitique (Page 185-200)