Comparaison de produits d’humidité du sol satellitaires à haute résolution dans le bassin de l’Ebre (Espagne)

L’humidité du sol est une variable cruciale pour caractériser le climat de la Terre. Depuis une quinzaine d’année et le lancement de capteurs dédiés à l’observation de l’humidité de surface du sol, de nombreux produits basés sur l’utilisation de radiomètres passifs (par exemple SMOS, SMAP, AMSR-E …) ou d’instruments actifs tels que les radar à synthèse d’ouverture et les diffusiomètres (par exemple ERS, ASCAT, Sentinel-1, Radarsat, TerraSAR, ALOS/PALSAR, SAOCOM…) ont été développés. La comparaison de ces produits est importante pour d’évaluer leurs performances sous différents climats et occupation du sol, ainsi que pour identifier les faiblesses pouvant être améliorées. Alors que les produits d’humidité du sol à faible résolution spatiale issus des capteurs micro-onde passifs (> 10 km) ont été évalués sur une large gamme d’écosystèmes, les produits à haute résolution spatiale (10-100m) qui ont été développés ces dernières années n’ont pas fait l’objet de la même attention. Avec une résolution spatiale compatible avec le parcellaire fin de nombreuses régions dans le monde, ils constituent pourtant une information essentielle pour le suivi hydrique des parcelles agricoles.

Le projet ANR HILIAISE porté par Météo-France a permis l’installation d’un réseau de capteurs à bas coût in situ développés au CESBIO pour mesurer l’humidité du sol sur le bassin de l’Ebre en Espagne offrant un fort contraste entre zones agricoles irriguées et pluviales. Dans ce contexte, nous avons évalué 3 produits d’humidité du sol dont deux étaient dérivés des données radar acquises par Sentinel-1 (SSMTheia – Hajj et al. 2017 et SSMcoherence – Ouaadi et al. 2020) et un était issu de la désagrégation des produits SMAP grâce aux données Sentinel-2 à 20 m de résolution (SSMSMAP20m – Paolini et al. 2021). Nous avons également bénéficié des acquisitions aéroportées du capteur GNSS-R GLORI (Zribi et al. 2022). Les performances des produits dérivés des données radar surpassent en moyenne celle du produit désagrégé issus des données du radiomètre passif SMAP et les performances des trois produits sont beaucoup plus faibles sur les couverts arborés. Les données acquises par les futures missions thermiques à haute résolution telles que THRISNA devraient permettre d’améliorer significativement la qualité des produits désagrégés car la température de surface est directement liée à l’état hydrique de la surface quand l’eau devient limitante contrairement aux données acquises par Sentinel-2 utilisée pour la désagrégation de SMAP dans cette étude. Ces produits à haute résolution ouvrent des perspectives pour le suivi de l’état hydrique des cultures à l’échelle de la parcelle.

Nadia Ouaadi, Lionel Jarlan, Michel Le Page, Mehrez Zribi, Giovani Paolini, Bouchra Ait Hssaine, Maria Jose Escorihuela, Pascal Fanise, Olivier Merlin, Nicolas Baghdadi, Aaron Boone. Intercomparison of very high-resolution surface soil moisture products over Catalonia (Spain) Rem. Sens. Env. (2024)

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