L'approche détection des changements pour estimer l'humidité du sol en milieu semi-aride à partir des images ASAR. Cas des hautes plaines de l'Est de l'Algérie

Authors

  • Mokhtar GUERFI Laboratoire des écosystèmes littoraux, ENSSMAL,
  • Atef Alaadine Amriche Ecole Nationale Supérieure Agronomique (ENSA), Avenue Hassan Badi— El-Harrach, Alger, Algérie.

DOI:

https://doi.org/10.52638/rfpt.2015.271

Keywords:

Humidité du sol, semi-aride, télédétection, hyperfréquences, détection des changements, ASAR

Abstract

C'est avec la télédétection radar que les résultats les plus prometteurs pour estimer et cartographier l'humidité du sol ont été obtenus. Les travaux de ces dernières années ont donné lieu à de nombreuses approches et algorithmes. Dans ce papier, nous évaluons l'approche détection des changements, qui offre le potentiel d'une utilisation opérationnelle, qui est moins complexe, minimise le rôle de la rugosité de surface et de la végétation. Quatre images du capteur ASAR/ENVISAT avec la même configuration ont été acquises, sur un secteur des hautes plaines semi-arides de l'Est de l'Algérie ; 67 échantillons sont prélevés à chaque passage du satellite sur cinq parcelles test et l'humidité mesurée.

L'étude des régressions linéaires associée à l'approche détection du changement a permis l'expression du coefficient de rétrodiffusion comme fonction de l'humidité volumique du sol (σ0 = a*θ + b). Les coefficients “a†et “b†de l'équation diffèrent d'un site à l'autre et d'une saison à l'autre. Cette différence est due aux variations saisonnières de la rugosité et du couvert végétal. La comparaison entre l'humidité de surface mesurée et celle estimée montre la pertinence des modèles d'inversion utilisés, avec une erreur moyenne de plus ou moins 4%. Finalement, une carte de la distribution de l'humidité de surface de la région a été obtenue à partir des images acquises.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biography

Mokhtar GUERFI, Laboratoire des écosystèmes littoraux, ENSSMAL,

Enseignant-cheurcheur au département aménagement

References

Ahmad A., Zhang Y., et Nichols S., 2011. Review and evaluation of remote sensing methods for soil moisture estimation.SPIE Reviews. Vol. 2

Baghdadi N., Cresson R., El Hajj M., Ludwig R., et La Jeunesse I., 2012. Estimation of soil parameters over bare agriculture areas from C-band polarimetric SAR data using neural networks Hydrol. Earth Syst. Sci., N° 16, 1607—1621.

Baghdadi N., AbouChaaya J., etZribi M., 2011. Semi-empirical calibration of the Integral Equation Model for SAR data in C-band and cross polarization using radar images and field measurements."IEEE Geoscience and RemoteSensingLetters 8, 1 p. 14 -18

Bendahmane A., (2008). Etude du niveau de dégradation structurale des sols des hautes plaines Sétifiennes. Mémoire d'ingénieur, Institut National Agronomique d'Alger, 62p.

Bindlish R., and Barros A.P., (2002). Subpixel variability of remotely sensed soil moisture: An inter-comparison study of SAR and ESTAR. IEEE Trans. Geosci. Remote Sens., vol. 40, p.p. 326-337.

Bryant R., Thoma D., Moran M.S., Holifield C., Goodrich D., Keefer T., Paige G., Williams D., Skirvin S., 2003.Evaluation of hyperspectral, infrared temperature and radar measurements for monitoring surface soil moisture.First Interagency Conference on Research in the Watersheds, U.S. Department of Agriculture, Agricultural Research Service, p.p. 528-533.

Chenafi et al., (2011). Le Blé du (Triticum durum Desf.) sous l'effet des façons culturales en environnement semi-aride. Agriculture N°. 2, p.p. 42-51.

Dissanska M., Paniconi C., et Bernier M., (2010).Étude du potentiel des données polarimétriques RADARSAT-2 pour le suivi de l'humidité du sol en milieu agricole (campagne 2008 sur la plaine Campidano, Sardaigne, Italie) Rapport technique no R-1194 / ESA-AO 537

ESA., (2013). Soil Moisture Retrieval from Active Microwave Sensors: Algorithm Theoretical Baseline Document, Version 2.0. 61p.

Hossain A.K.M., Easson G., 2009. Microwave Remote Sensing of Soil Moisture in Semi-arid environment, Geoscience and Remote Sensing, Pei-Gee Peter Ho Edition. http://www.intechopen.com/books/geoscience-and-remote-sensing/microwave-remotesensing-of-soil-moisture-in-semi-arid-environment.

Kribaa M., (2003).Effet de la jachère sur les sols en céréaliculture pluviale dans les zones semi-arides méditerranéennes : Cas des hautes plaines sétifiennes en Algérie. (Impact des différentes techniques de travail de la jachère sur les caractéristiques structurales et hydrodynamiques du sol). Thèse de Doctorat d'état en Sciences Agronomiques, INA El —Harrach, Alger, 121p.

Liebe J.R., van de Giesen N., Andreini M.S., Steenhuis T.S., Walter M.T., (2009).Suitability and limitations of ENVISAT ASAR for monitoring small reservoirs in semiarid area.IEEE transactions on geosciences and remote sensing, vol. 47, n. 5, p.p. 1536-1547.

Lu, Z., and MeyerD.J.. (2002). Study of high SAR backscattering caused by an increase of soil moisture over a sparsely vegetated area: Implications for characteristics of backscatter. Int. J. Remote Sens. vol. 23, 1063-1074.

Moran S., Peters-Lidard C.D., Watts J.M. et McElroy S., 2004. Estimating soil moisture at the watershed scale with satellite-based radar and land surface models. Review; Can. J. Remote Sensing, Vol. 30, No. 5, 805—826,

Moran M.S.,Hymer D.C., Qi J., Marsett R.C., Helfert M.K., Sano E.E., (1998). Soil moisture evaluation using radar and optical remote sensing in semiarid rangeland.American Meteorological Society, Special Symposium on Hydrology, Phoenix, Arizona, 7p.

Ouamer-Ali A., (2007). Etude de quelques propriétés des sols de la région de Sétif. Mémoire d'ingénieur, Institut National Agronomique d'Alger, 65p.

Piles, M., Entekhabi D., et Camps A., 2009 “A Change Detection Algorithm for Retrieving High-Resolution Soil Moisture From SMAP Radar and Radiometer Observations.” IEEE transaction on geosciences and remotesensing, Vol. 47, 4125-4131.

Rosich B., Meadows P., 2004. Absolute calibration of ASAR level 1 products generated with PF-ASAR, Edition 1, Revision 5. Ed. European Space Agency ESRIN. 26p.

Saoud M., (2009). Etude de la conductivité hydraulique des sols de la région de Sétif. Mémoire d'ingénieur, Ecole Nationale Supérieure Agronomique (ENSA, ex : INA d'Alger), 46p.

Thoma D.P., Moran M.S., Bryant R., Rahman M.M., Holifield Collins C.D., Keefer T.O., Noriega R., Osman I., Skrivin S.M., Tischler M.A., Bosch D.D., Starks P.J., Peters-Lidard C.D., (2008).Appropriate scale of soil moisture retrieval from high resolution radar imagery for bare and minimally vegetated soils. Remote Sensing of Environment vol. 112 p.p. 403-414.

Thoma D. P., Moran M. S., Bryant R., Rahman M., Holifield-Collins C. D., et Skirvin S., 2006. Comparison of four models to determine surface soil moisture from C-band radar imagery in a sparsely vegetated semiarid landscape.Water Resour. Res., Vol 42.

Wagner W., and Scipal K., (2000).Large-scale soil moisture mapping in Western Africa using the ERS scatterometer.IEEE Trans. Geosci. Remote Sens., vol. 38. P.p. 1777-1782.

Wang, C., Qi J., Moran M.S., Marsett R., (2003). Soil moisture estimation in a semi-arid rangeland using ERS-2 and TM imagery, Remote Sens. Environ., vol. 90, p.p. 178-189.

Zribi M., F. Kotti, R. Amri, W. Wagner, M. Shabou, Z. Lili-Chabaane, N. Baghdadi., 2014. Soil moisture mapping in a semi-arid region, based on ASAR/Wide Swath satellite data.Water Resources Research 1-13"

Zribi M., Chahbi A., Shabou M., Lili-Chabaane Z., Duchemin B., Baghdadi N., Amri R., Chehbouni A., (2011).Soil surface moisture estimation over a semi-arid region using Envisat ASAR radar data for soil evaporation evaluation. Hydrol. Earth Syst. Sci., vol. 15, p.p. 345-358.

Published

2015-04-07

How to Cite

GUERFI, M., & Amriche, A. A. (2015). L’approche détection des changements pour estimer l’humidité du sol en milieu semi-aride à partir des images ASAR. Cas des hautes plaines de l’Est de l’Algérie. Revue Française de Photogrammétrie et de Télédétection, (210), 51–62. https://doi.org/10.52638/rfpt.2015.271

Issue

Section

Articles