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Estimación de la humedad superficial del suelo mediante datos sar en banda X / Surface soil moisture estimation with X band sar data.

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Salgado, Hector, Zabala, Stella Maris, Romay, Catalina, Bernier, Monique et Chokmani, Karem ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0018-0761 (2021). Estimación de la humedad superficial del suelo mediante datos sar en banda X / Surface soil moisture estimation with X band sar data. Meteoro Logica , vol. 46 , nº 1. p. 1-11.

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Résumé

The aim of this study is to estimate and map soil moisture (SM) from Cosmo-Skymed (X band) images acquired over an agricultural basin located in the center of the province of Buenos Aires, Argentina (Latitude: 37°S; Longitude: 60°W approximately). The adopted approach is empirical, with a correlation between backscattering coefficient (σ⁰) and soil moisture (SM) measures, obtained simultaneously with a satellite pass. Surface (0 to 10 cm) soil moisture was measured by means of the gravimetric method in 15 agricultural parcels (sites). The linear relation between radar signal backscattering (σ⁰)) and field measured SM [SM( %) = b + a.σ⁰) (dB)] shows diverse coefficients and adjustments (r2), depending on orbit direction and polarization (from r² = 0, 28 for VV Ascending to r² = 0, 69 for HH Descending). Using corresponding relation equations, images were translated from σ₀ into SM ( %), obtaining the SM maps (for each polarization and orbit pass). Cross-validation between measured and calculated SM was performed, computing the Root Mean Square Error (RMSE) and Normalized Mean Square Error (NMSE). Better results were obtained from Descending images, with 6,3 % < RMSE < 6,9 % and 1,6 < NMSE < 2,0 %). Results are compared with other experiences, and future expectations are outlined.

Resumen

El objetivo de este estudio es la estimación y el mapeo de la humedad del suelo a partir de imágenes Cosmo-Skymed (Banda X), adquiridas sobre una cuenca agrícola situada en el centro de la provincia de Buenos Aires, Argentina (Latitud: 37oS; Longitud: 60oW aproximadamente). Se emplea una aproximación empírica, mediante correlación entre el coeficiente de retrodispersión (σ⁰) y las mediciones de humedad del suelo (HS), obtenidas simultáneamente con el pasaje satelital. La humedad volumétrica superficial (0 a 10 cm) del suelo fue medida mediante el método gravimétrico en 15 parcelas agrícolas (sitios). La relación lineal entre la retrodispersión de la señal radar (σ₀) y las mediciones de HS [HS( %) = b+a.σ⁰ (dB)] presenta diversos coeficientes y ajustes (r²), dependiendo de la dirección orbital y la polarización (desde r² = 0, 28 para datos VV Ascendente hasta r² = 0, 69 para HH Descendente). Aplicando las ecuaciones correspondientes, las imágenes se transformaron de σ⁰ a HS( %), obteniendo los mapas de HS (para cada polarización y tipo de órbita). Se realizó una validación cruzada entre datos de HS medida vs. estimada, calculando el Error Cuadrático Medio (RMSE) y el Error Medio Cuadrático Normalizado (NMSE). Los mejores resultados se obtuvieron con las imágenes Descendentes, con 6,3 % < RMSE < 6,9 % y 1,6 < NMSE < 2,0 %. Se comparan los resultados con otras experiencias, y se plantean expectativas futuras. Palabras clave: radar, Cosmo-Skymed, humedad del suelo, abordaje empírico, cuenca agrícola.

Type de document: Article
Mots-clés libres: radar; Cosmo-Skymed; soil moisture; empirical approach; agricultural basin; humedad del suelo; abordaje empírico; cuenca agrícola
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 15 oct. 2021 18:04
Dernière modification: 21 févr. 2022 17:44
URI: https://espace.inrs.ca/id/eprint/11950

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