Satellite Surface Soil Moisture from SMOS and Aquarius: Assessment for Applications in Agricultural Landscapes.

Champagne, C., Rowlandson, T.L., Berg, A.A., Burns, T., L'Heureux, J., Tetlock, E., Adams, J.R., McNairn, H., Toth, B.M., et Itenfisu, D. (2016). « Satellite Surface Soil Moisture from SMOS and Aquarius: Assessment for Applications in Agricultural Landscapes. », International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 45(Part B), p. 143-154. doi : 10.1016/j.jag.2015.09.004  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Les données acquises par satellite sur les conditions d’humidité à la surface du sol sont devenues plus accessibles au cours des cinq dernières années étant donné que plusieurs missions spécialement conçues offrent désormais des mesures de l’humidité du sol, notamment la mission SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) sur l’humidité des sols et la salinité de l’océan et la mission SMAP (Soil Moisture Active/Passive) de télédétection active/passive de l’humidité des sols. Grâce à la quantité importante de données maintenant disponibles, le défi consiste à comprendre la pertinence et les limites des données de façon à pouvoir les utiliser régulièrement pour soutenir des activités de surveillance et mieux comprendre les changements environnementaux. Dans cet article, nous avons examiné deux ensembles de données satellitaires sur l’humidité du sol en surface provenant des missions SMOS et Aquarius par rapport à des réseaux in situ dans des régions essentiellement agricoles du Canada. Nous avons comparé les données des deux capteurs avec les mesures relevées au sol à la fois en termes absolus et relatifs. En général, les erreurs quadratiques moyennes pour le capteur SMOS étaient inférieures à 0,10 m3 m−3 à la plupart des sites, et moins là où l’humidité du sol in situ avait été mesurée à plusieurs sites à l’intérieur de l’empreinte du radiomètre (sites en Saskatchewan, au Manitoba et en Ontario). Pour de nombreux sites, le capteur SMOS surestimait l’humidité du sol peu après des chutes de pluie par rapport aux données des mesures in situ, ce qui n’était cependant pas constant pour chaque site et chaque période. Par contre, nous avons observé que le SMOS sous-estimait les épisodes d’assèchement par rapport aux données in situ, mais cette observation n’était pas constante d’un site à un autre. Les données sur l’humidité du sol du capteur Aquarius affichaient des erreurs quadratiques moyennes plus élevées dans des zones où les cycles d’humectation et d’assèchement étaient plus fréquents. Dans l’ensemble, les deux ensembles de données, et plus particulièrement celui du capteur SMOS, se comportaient de façon stable et cohérente pour capter l’humidité du sol en surface au fil du temps. Points saillants : • Nous avons comparé les données sur l’humidité du sol provenant de deux satellites hyperfréquences avec des données de mesures in situ au Canada. • Les données sur l’humidité du sol du capteur SMOS se situaient à moins de 10 % des données obtenues sur place et représentaient bien les tendances. • Les données sur l’humidité du sol du capteur Aquarius présentaient de plus grandes erreurs dans les zones où les cycles de périodes humides/sèches étaient fréquents. • L'humidité du sol en surface observée par satellite présentait une concordance cohérente et stable avec les données in situ. • Les réseaux in situ comportant un plus grand nombre de stations présentaient une meilleure correspondance avec les données satellitaires.

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