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Partenariat entre la Nasa et Google pour surveiller la qualité de l’air

La Nasa et Google misent sur les algorithmes d'apprentissage pour gérer les données sur la qualité de l'air [Nasa/Google/Esa/RTS]
La Nasa et Google misent sur les algorithmes d'apprentissage pour gérer les données sur la qualité de l'air [Nasa/Google/Esa/RTS]
La Nasa et Google vont élargir leur partenariat pour développer un réseau mondial de surveillance de la qualité de l’air. Ce dernier utilisera des algorithmes avancés pour traiter des données satellite et des mesures au sol en temps réel. Il offrira à terme une couverture mondiale.

Selon l’accord qui vient d’être conclu, la Nasa et Google devraient élargir leur partenariat dans le domaine de la recherche scientifique pour améliorer l’accès aux données provenant des systèmes de mesures terrestres et satellitaires sur la qualité de l’air. L’objectif à terme est d’offrir à l’échelle locale des estimations en temps quasi-réel des concentrations de polluants tels que les dioxydes d’azote ou les particules fines.

Méthode de traitement de données par des algorithmes d’apprentissage

Afin de fournir des mesures et des prévisions à l’échelle des villes, les équipes de la Nasa et de Google vont associer les données disponibles à des algorithmes d’apprentissage :

Dans une première étape, Google a intégré dans le Earth Engine Catalog les données d’archives de Merra-2 qui répertorient les évènements de 1980 à nos jours, ainsi que les données du NASA Goddard Earth Observing System Composition Forecasts (GEOS-CF) qui utilisent des observations par satellite des polluants pour cartographier et de prédire la qualité de l’air.

Satellite d'observation Sentinel du programme Copernicus de l'Union Européenne [ESA/Nasa/RTS]Satellite d'observation Sentinel du programme Copernicus de l'Union Européenne [ESA/Nasa/RTS]

Dans un second temps, les scientifiques de la NASA devraient développer des algorithmes d'apprentissage automatique dans Earth Engine, pour identifier les relations entre ces nouveaux ensembles. Les données déjà existantes, comme celles des véhicules de cartographie Street View de Google, celles des stations d’observations de surface et des satellites de surveillance de la Terre, comme l'instrument TROPOspheric Monitoring Instrument (TROPOMI) du satellite Copernicus Sentinel, seront également utilisées.

La compréhension de ces relations devrait permettre de générer des cartes de qualité de l'air de surface à haute résolution et en temps proche en temps réel. Des observations indépendantes seront utilisées pour évaluer ces cartes sur une base continue.

Afin d’obtenir une résolution spatiale suffisamment élevée pour distinguer les disparités de pollution atmosphérique entre les quartiers ou dans les villes, les scientifiques de la NASA collaboreront aussi avec l'équipe Google Accelerated Science pour intégrer les sources de données déjà disponibles sur Google Earth Engine, telles que l'emplacement des principales sources de pollution.

Couverture mondiale de Street-view en 2020 [Google/Wikipedia]Couverture mondiale de Street-view en 2020 [Google/Wikipedia]

Mise en place progressive

La région de San Francisco devrait être la première à bénéficier de cette nouveauté. Viendront ensuite les villes du bas-Mekong, la Thaïlande, le Cambodge, le Laos et le Vietnam. L'objectif de Google et de la Nasa est de fournir à terme une couverture mondiale complète.

« Ce partenariat est une étape majeure dans l'intégration des données sur la pollution de l'air provenant d'un éventail de sources critiques, des observations au niveau du sol aux données par satellite, dans des algorithmes d'apprentissage automatique avancés », a déclaré Pawan Gupta, scientifique et responsable de l'Association de recherche spatiale des universités (USRA) au Marshall Space Flight Center de la NASA. « Cet outil peut nous permettre d'estimer la pollution atmosphérique à l’échelle locale et de la mettre l’information à la disposition de toutes les communautés, en particulier celles qui sont l concernée par la mauvaise qualité de l'air. »

En accord avec la politique de données libres et ouvertes de la NASA, la NASA et Google rendront tous les produits, algorithmes, flux de travail, études de cas et tutoriels développés dans le cadre de ce partenariat, gratuits et ouverts au public.

Selon l’Organisation Mondiale de la Santé et la Banque mondiale la pollution de l’air est responsable chaque d’année d’environ 7 millions de décès dans le monde, avec un coût pour total estimé à 8,1 billions de dollars, c'est dire à quel point ces informations seront précieuses! Reste à savoir comment elles seront utilisées..

Philippe Jeanneret

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