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Surface Soil Moisture Estimation in Argentina Using RADARSAT-1 Imagery

2001; Taylor & Francis; Volume: 27; Issue: 6 Linguagem: Francês

10.1080/07038992.2001.10854911

1712-798X

Héctor Salgado, Leopoldo Julio Génova, Brian Brisco, Monique Bernier,

Soil and Unsaturated Flow

RÉSUMÉL'objectif de cette étude, réalisée dans le cadre du programme GlobeSAR-2 en Argentine, était d'estimer l'humidité de surface du sol des champs agricoles dans la province de Buenos Aires. Quatre images RADARSAT en mode standard (S1) ont été acquises et des campagnes de terrain ont été menées quasi simultanément en support au traitement des images RADARSAT. Le contenu volumétrique d'eau du sol a été déterminé pour des champs sélectionnés utilisant la méthode gravimétrique. Les images RSO ont été corrigées géométriquement et fusionnées avec deux images Landsat TM de la même période. Les données TM ont été utilisées pour améliorer la géoréférenciation et la détermination de l'utilisation du sol. Des données météorologiques, pédologiques, topographiques et d'utilisation du sol ont aussi été acquises et superposées aux données images. L'humidité du sol mesurée a été corrélée avec les coefficients de rétrodiffusion radar extraits des images des champs expérimentaux, qui ont été stratifiés selon leur type de couvert. La meilleure corrélation entre l'humidité volumétrique de surface du sol et le coefficient de rétrodiffusion radar a été observée pour les sols nus en état de jachère (chaume constituée de blé et de maïs, R2=0,66), alors que la pire corrélation a été notée pour les sols complètement recouverts de plants de soja de 60–80 centimètres (R2=0,50). Des cartes d'humidité du sol ont été créées en inversant le modèle de régression et en utilisant cette équation pour estimer l'humidité du sol sur la base des valeurs de rétrodiffusion mesurées à partir des images RADARSAT. L'analyse de ces cartes montre qu'il est possible, grâce aux données RSO, de réaliser efficacement le suivi et la cartographie de l'humidité de surface du sol dans les zones agricoles, en autant qu'une information complémentaire soit disponible quant au couvert, incluant la rugosité de surface, le couvert végétal et la direction des axes de culture.SUMMARYThe objective of this study, part of the GlobeSAR-2 Program in Argentina, was to estimate the surface soil moisture of agricultural fields in the Province of Buenos Aires Argentina. Four RADARSAT Standard Mode images (SI) were acquired and near-simultaneous ground campaigns were conducted to support the analyses of the RADARSAT images. The volumetric water content of the soil was determined for selected fields using the gravimetric method. The SAR images were corrected geometrically and fused with two Landsat-TM images from the same time period. The TM data was used to improve the georeferencing and land cover determination. Meteorological, soil, topographical and land cover data were also acquired and registered to the image data. The measured soil moisture was correlated with the radar backscattering coefficients extracted from the images of the experimental fields, which were stratified according to their land cover. The best correlation between the volumetric surface soil moisture and the radar backscattering coefficient was for bare soil in the fallow state (wheat and corn stubbles, R2 = 0.66), while the worst correlation was for soils completely covered with 60–80 centimetre tall soybean plants (R2 = 0.50). Soil moisture maps were created by inverting the regression model and using this equation to estimate soil moisture based on the backscatter measured from the RADARSAT images. Analyses of these maps indicates that SAR data can successfully monitor and map surface soil moisture in agricultural lands, provided simultaneous information on land cover is available, including surface roughness, vegetation cover, and the direction of cultivation. Additional informationNotes on contributorsH. Salgado• Hector Salgado and and Leopoldo Génova are with the Facultad de Agronomía de Buenos Aires, Av. San Martín 4453, Buenos Aires, Argentina. Tel./Fax: 54-11-4514-8739, E-mail: hsalgado@mail.agro.uba.ar.L. Génova• Hector Salgado and and Leopoldo Génova are with the Facultad de Agronomía de Buenos Aires, Av. San Martín 4453, Buenos Aires, Argentina. Tel./Fax: 54-11-4514-8739, E-mail: hsalgado@mail.agro.uba.ar.B. Brisco• Brian Brisco is with Noetix Research Inc., 265 Carling Ave., Ottawa, ON K1S 2E1.M. Bernier• Monique Bernier is with INRS-Eau, Université du Québec, 2800 rue Einstein, Ste-Foy, QC G1V 4C7.