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Identification of Agricultural Tillage Practices from C-Band Radar Backscatter

1996; Taylor & Francis; Volume: 22; Issue: 2 Linguagem: Francês

10.1080/07038992.1996.10874649

1712-798X

Heather McNairn, J.B. Boisvert, D. J. Major, Q.H.J. Gwyn, R.J. Brown, A. M. Smith,

Landslides and related hazards

RÉSUMÉUne expérience fut menée à Lethbridge, Alberta, avec un diffusomètre sous différents types de labour. Les objectifs étaient de tester des méthodologies utilisées dans les études radar en agriculture, de déterminer la capacité des mesures de rugosité et de rétrodiffusion à différencier entre les types de labour, et d'évaluer l'utilisation de deux angles d'incidence pour établir les contributions respectives de l'humidité du sol et de la rugosité de surface au signal rétrodiffusé total. Les résultats expérimentaux suggèrent que l'irrigation a un effet de lissage significatif sur la rugosité des surfaces et que la direction de visée du radar par rapport à l'orientation des labours est importante lors de la différenciation des types de labour. La rétrodiffusion en bande C prise aux angles d'incidence (θ) de 40°–50° peut être utilisée pour différencier les classes de labours. Les corrélations entre le signal rétrodiffusé et les paramètres de surface indiquent que l'humidité du sol à la surface (0–2,5 cm) peut être prédite correctement aux faibles angles d'incidence (θ=20°) et que la rugosité (RMS) peut être prédite avec précision aux grands angles d'incidence (θ=50°). L'inclusion de la rugosité de surface et de la teneur en eau dans un modèle de régression multiple a augmenté la valeur des coefficients de corrélation. L'utilisation de deux modèles de régression multiple avec la rétrodiffusion en bande C mesurée à deux angles d'incidence a augmenté la précision des estimations pour la rugosité et l'humidité, bien que dans l'ensemble, l'amélioration a été faible. Les résultats de cette étude sont significatifs pour l'application des données de RADARSAT à la cartographie de la teneur en eau et des pratiques de labour.SUMMARYThe Lethbridge Scatterometer Tillage Experiment was conducted to evaluate methodologies used in agricultural radar studies, to assess the separability of tillage type based on roughness and backscatter, and to investigate the use of two incidence angles for resolving soil moisture and surface roughness contributions to total backscatter. Results from the experiment suggest that irrigation has a significant smoothing effect on rougher surfaces and that radar look direction relative to tillage direction will be important in separating tillage types. C-band backscatter collected at incidence angles (θ) of 40–50° can be used to separate tillage classes. Correlations between backscatter and surface parameters indicate that surface moisture (0–2.5 cm) can be accurately predicted at steep angles (θ) = 20°) and that roughness (RMS) can be accurately predicted at shallow angles (θ = 50°). Including both surface roughness and soil moisture in a multiple regression model increases correlation coefficients. Using two multiple regression models with C-band backscatter collected at two incidence angles increases prediction accuracy for roughness and moisture, although overall improvements are small. The results of this study are significant for the application of RADARSAT data for moisture and tillage mapping. Additional informationNotes on contributorsH. McNairn• H. McNairn is with Intermap Technologies Ltd., 2 Gurdwara Rd., Suite 200, Nepean, Ontario K2E 1A2.J.B. Boisvert• J.B. Boisvert is with the Eastern Cereal and Oilseed Research Centre, Central Experimental Farm, Agriculture and Agri-Food Canada, Ottawa, Ontario K1A 0C6.D.J. Major• D.J. Major and A.M. Smith are with the Lethbridge Research Centre, Agriculture and Agri-Food Canada, Lethbridge, Alberta T1J 4B1.Q.H.J. Gwyn• Q.H.J. Gwyn is with Centre d'Applications et de Recherches en Télédétection (CARTEL), Université de Sherbrooke, Sherbrooke, Québec J1K 2R1.R.J. Brown• R.J. Brown is with the Canada Centre for Remote Sensing, 588 Booth St., Ottawa, Ontario K1A 0Y7.A.M. Smith• D.J. Major and A.M. Smith are with the Lethbridge Research Centre, Agriculture and Agri-Food Canada, Lethbridge, Alberta T1J 4B1.