Evaluation of the Dubois, Oh, and IEM radar backscatter models over agricultural fields using C-band RADARSAT-2 SAR image data

Citation

Merzouki, A., McNairn, H., et Pacheco, A. (2010). « Evaluation of the Dubois, Oh, and IEM radar backscatter models over agricultural fields using C-band RADARSAT-2 SAR image data. », Canadian Journal of Remote Sensing, 36(Suppl. 2), p. S274-S286. doi : 10.5589/m10-055

Résumé

La rétrodiffusion des micro-ondes transmises par des radars à synthèse d’ouverture (RSO) est corrélée avec les caractéristiques de surface telles que les propriétés diélectriques du sol, la rugosité de surface et le couvert de végétation. L’objectif de cette étude est d’évaluer le potentiel des modèles de rétrodiffusion radar de surface pour l’estimation de l’humidité du sol au-dessus de champs agricoles à partir des réponses polarimétriques en bande C de RADARSAT-2. Pour les besoins de la validation, des mesures au sol ont été acquises sur 44 et 42 sites d’échantillonnage respectivement dans l’est de l’Ontario et dans le sud du Manitoba, au cours du printemps 2008, simultanément avec des acquisitions de données satellite. Une comparaison a été faite entre les résultats des coefficients de rétrodiffusion dérivés de trois modèles de diffusion (les modèles semi-empiriques de Dubois et Oh et le modèle théorique IEM (« integral equation model »)) et la rétrodiffusion de l’image RSO. Les divergences entre les coefficients de rétrodiffusion radar mesurés et ceux prédits par les modèles ont été examinées. Globalement, les résultats montrent que les approches semi-empiriques tendent à surestimer la réponse radar, mais des facteurs de correction d’environ 3,5 dB et de 2,0 dB respectivement ont été jugés suffisants pour corriger les coefficients de rétrodiffusion HH et VV de Dubois. Les estimations de rétrodiffusion du modèle Oh étaient moins variables que celles dérivées du modèle de Dubois; toutefois, un facteur de correction d’environ 5,0 dB était nécessaire dans ce cas. Les données simulées par IEM affichaient des fluctuations importantes. Ce résultat était quelque peu attendu étant donné que des études antérieures ont démontré que les mesures de longueur de corrélation sont très sensibles à la longueur du profil et, dans la présente étude, une longueur du profil relativement courte a été utilisée. La concordance des corrélations était significativement meilleure avec l’utilisation de la technique d’étalonnage semi-empirique IEM. Ces résultats montrent que des efforts additionnels sont requis pour évaluer la nécessité de facteurs de correction pour que ces modèles puissent être intégrés de façon opérationnelle dans l’estimation de l’humidité du sol dans le contexte du suivi de l’agriculture.

Date de publication

2010-01-01