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Un modèle de réduction d’échelle des produits sur l’humidité des sols SMOS à l’aide de données SAR de Sentinel 1

Li, J., Wang, S., Gunn, G., Joosse, P., Russell, H.A.J. (2018). A model for downscaling SMOS soil moisture using Sentinel-1 SAR data, 72 109-121. http://dx.doi.org/10.1016/j.jag.2018.07.012

Résumé

Un modèle de réduction d’échelle des produits du satellite SMOS (Soil Moisture Ocean Salinity) sur l’humidité des sols a été mis au point en utilisant des données SAR multitemporelles en bande C à double polarisation (HH+HV). Dans ce modèle, l’effet de la couverture végétale sur l’extraction des paramètres d’humidité du sol à partir des données SAR est réduit autant que possible par l’utilisation du modèle WCM (Water Cloud Model), ou modèle du nuage d’eau, dans lequel l’effet de la couverture végétale est quantifié à l’aide du coefficient de rétrodiffusion de la polarisation HV. La transformée en ondelettes est utilisée pour fusionner la rétrodiffusion à haute résolution des mesures du satellite SAR Sentinel 1A avec les produits SMOS à basse résolution sur l’humidité des sols, où la différence d’hétérogénéité spatiale entre les échelles est également prise en compte. L’incidence de la rugosité de la surface terrestre est éliminée par l’utilisation de données multitemporelles. Les données SMOS multitemporelles sur l’humidité des sols et les données SAR de Sentinel 1 à double polarisation sont les seuls intrants de ce modèle de réduction d’échelle. Le modèle a été testé dans le sud de l’Ontario au Canada afin de réduire la résolution de 40 km des données SMOS sur l’humidité des sols à des résolutions de 1,25 km et de 2,5 km. Les résultats de réduction d’échelle montrent de bonnes concordances avec les données sur l’humidité des sols qui ont été mesurées in situ en mai et en juillet 2016 avec un écart type non biaisé de 0,045 m3/m3 et de 0,047 m3/m3 et un coefficient de détermination (R2) de 0,54 et de 0,70 à des résolutions respectives de 1,25 km et de 2,5 km. Les résultats donnent à penser que le modèle peut être appliqué à des échelles régionales avec des mesures en bande C pour la cartographie en continu de l’humidité des sols à de plus hautes résolutions. La fréquence élevée de revisite de la future mission de la Constellation RADARSAT (MCR) et sa couverture de vastes territoires offrent des caractéristiques idéales pour la génération de produits à échelle réduite.

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