Contribution de la télédétection satellitale radar pour le suivi des paramètres de surface d’une zone sahélienne agro-pastorale PDF Download
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Author: Sonia Zine
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 164
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Book Description
Les diffusiomètres à bord des satellites ERS sont des capteurs radar à faible résolution spatiale (50 km) et à haute résolution temporelle (une acquisition tous les 3-4 jours environ), bien adaptés au suivi des surfaces continentales à l’échelle globale et régionale. Du fait de leur sensibilité aux fortes variations saisonnières des paramètres de surface tels que la masse végétale et l’humidité du sol, ils offrent des perspectives intéressantes pour le suivi des régions semi-arides comme le Sahel d’Afrique de l’Ouest. Des études antérieures menées sur les régions pastorales sahéliennes, relativement homogènes, ont permis l’élaboration de cartes de production de masse herbacée à partir des données des diffusiomètres. Afin de pouvoir étendre ces travaux à l’ensemble de la ceinture sahélienne, l’objectif de cette thèse est d’évaluer le potentiel de ces instruments pour le suivi de zones agro-pastorales, caractérisées par une plus grande hétérogénéité spatiale à l’échelle de la cellule de résolution considérée. La zone retenue est localisée dans la région du Fakara (Niger), pour laquelle de nombreuses mesures in situ ont été effectuées sur la période 1992 2000. Dans un premier temps, l’influence de l’hétérogénéité de la zone d’étude sur le signal est étudiée par comparaison avec les données acquises par le Radar à Synthèse d’Ouverture du satellite ERS, qui sont caractérisées par une résolution spatiale de l’ordre de 20 m. Puis une analyse quantitative est réalisée, basée sur le couplage d’un modèle de fonctionnement de la végétation sahélienne décrivant l’évolution de la scène observée, avec un modèle de rétrodiffusion simulant le signal tel qu’il serait mesuré par un capteur radar. Les résultats obtenus montrent que le rôle de la végétation est négligeable dans le signal en raison du faible taux de couverture végétale rencontré sur les zones agro-pastorales. Ces résultats permettent de montrer que l’humidité du sol peut être estimée à partir des seules données du diffusiomètre sur de telles zones
Author: Sonia Zine
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Languages : fr
Pages : 164
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Book Description
Les diffusiomètres à bord des satellites ERS sont des capteurs radar à faible résolution spatiale (50 km) et à haute résolution temporelle (une acquisition tous les 3-4 jours environ), bien adaptés au suivi des surfaces continentales à l’échelle globale et régionale. Du fait de leur sensibilité aux fortes variations saisonnières des paramètres de surface tels que la masse végétale et l’humidité du sol, ils offrent des perspectives intéressantes pour le suivi des régions semi-arides comme le Sahel d’Afrique de l’Ouest. Des études antérieures menées sur les régions pastorales sahéliennes, relativement homogènes, ont permis l’élaboration de cartes de production de masse herbacée à partir des données des diffusiomètres. Afin de pouvoir étendre ces travaux à l’ensemble de la ceinture sahélienne, l’objectif de cette thèse est d’évaluer le potentiel de ces instruments pour le suivi de zones agro-pastorales, caractérisées par une plus grande hétérogénéité spatiale à l’échelle de la cellule de résolution considérée. La zone retenue est localisée dans la région du Fakara (Niger), pour laquelle de nombreuses mesures in situ ont été effectuées sur la période 1992 2000. Dans un premier temps, l’influence de l’hétérogénéité de la zone d’étude sur le signal est étudiée par comparaison avec les données acquises par le Radar à Synthèse d’Ouverture du satellite ERS, qui sont caractérisées par une résolution spatiale de l’ordre de 20 m. Puis une analyse quantitative est réalisée, basée sur le couplage d’un modèle de fonctionnement de la végétation sahélienne décrivant l’évolution de la scène observée, avec un modèle de rétrodiffusion simulant le signal tel qu’il serait mesuré par un capteur radar. Les résultats obtenus montrent que le rôle de la végétation est négligeable dans le signal en raison du faible taux de couverture végétale rencontré sur les zones agro-pastorales. Ces résultats permettent de montrer que l’humidité du sol peut être estimée à partir des seules données du diffusiomètre sur de telles zones
Author: Rémy Fieuzal
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Les travaux de thèse s'inscrivent au sein du chantier Sud-Ouest, dont le principal objectif est de contribuer à la compréhension et à la modélisation du fonctionnement des surfaces continentales à l'échelle du paysage. Ces travaux visent à améliorer les capacités de suivi et d'analyses de surfaces fortement anthropisées : les agrosystèmes. A la fois acteurs et spectateurs vis-à-vis du changement climatique, ces surfaces sont également dédiées à la production alimentaire. La problématique vise donc à concilier durabilité des ressources et niveau de production suffisant, en identifiant des outils comme la télédétection utiles à la prise de décision à des échelles allant de la parcelle au territoire. Dans ce contexte, les radars à synthèse d'ouverture (RSO) embarqués au sein de satellites, présentent le double avantage d'être sensibles à différents paramètres des surfaces continentales (en lien avec le sol, ou la végétation), et la capacité d'observation par condition nuageuse (à l'inverse des capteurs opérant dans le visible). Depuis les années 90, différentes études basées sur des images acquises avec la technologie RSO ont montré l'intérêt des données micro-ondes pour le suivi des surfaces continentales. Ces dernières années, l'émergence de missions satellites dans les bandes de fréquence X et L vient enrichir les possibilités d'étude autrefois limitées à la seule bande C. Ces couples capteurs-satellites fournissent aujourd'hui des produits à haute résolution spatiale (allant jusqu'au mètre), avec des possibilités de revisite hebdomadaire, critères nécessaires pour le suivi des zones hétérogènes, associées à de fortes dynamiques temporelles. Les travaux effectués dans le cadre de cette thèse visent à établir la complémentarité entre les données radars (TerraSAR-X, Radarsat-2 et Alos, dans les bandes spectrales X, C et L) et optiques (Formosat-2, Spot-4/5) acquises par satellites pour le suivi des agrosytèmes. Ils s'articulent autour de trois axes complémentaires : - Le premier consiste en la mise en oeuvre d'une campagne expérimentale basée sur l'acquisition d'un jeu de données (satellitaire et de terrain), nécessaire au développement de nouvelles approches pour l'analyse du paysage. La zone suivie, caractérisée par une forte anthropisation, est située à 50 km au sud-ouest de Toulouse. Les images satellitaires regroupent trois séries temporelles radar (bandes X, C et L), auxquelles s'ajoutent des acquisitions réalisées dans l'optique (Formosat-2, Spot-4/5). Avec un total d'une centaine d'images acquises dans les hyperfréquences, la zone commune aux différentes scènes couvre une surface de 10×10 km2. Conjointement, les protocoles de mesures de terrain ont permis de considérer de manière indépendante les deux éléments clés de la surface : le sol et la culture. En complément des stations météorologiques installées dans le cadre du chantier, des mesures qualitatives et quantitatives ont été réalisés de manière synchrone avec les acquisitions satellites, sur un total de 387 parcelles. Cinq cultures sont principalement étudiées : blé, colza, tournesol, mais et soja. - Les signatures temporelles de chacune des cultures sont ensuite établies à chaque longueur d'onde d'acquisition satellitaire (optique et radar) à travers une approche originale de normalisation angulaire des signaux radar (combinaison de l'information radar et optique). Les résultats obtenus durant le cycle phénologique des cultures d'hiver (blé et colza) et d'été (maïs, soja et tournesol) montrent clairement la complémentarité des approches multi-capteurs, et la spécificité des signaux radars (en lien avec les états de polarisations et les fréquences considérées). Deux paramètres biophysiques relatifs à la végétation sont enfin estimés (LAI et hauteur), les données micro-ondes montrant à la fois une importante sensibilité et de bonnes performances. - La modélisation électromagnétique sur sol nu a tout d'abord permis d'évaluer différents formalismes, à savoir : les modèles de Dubois et d'Oh (1992 et 2004) ayant comme caractéristiques communes une description simplifiée des processus. Ils sont confrontés à un modèle reposant sur des bases physiques, le modèle IEM (Integral Equation Model). L'application des modèles dans les différentes bandes spectrales (X, C et L), montre des résultats très hétérogènes, les meilleures performances étant obtenue en bande X, avec le modèle d'Oh 1992. Par la suite, l'amélioration des modèles tire parti de l'analyse des résidus (vis-à-vis des variables d'entrée), afin de réduire la dispersion observée. Les modèles testés sont optimisés et validés selon une approche de type résidus. Une forte amélioration est observée pour la plupart des modèles. Les résultats mettent en évidence l'intérêt des données multi-capteurs pour le suivi des surfaces dédiées à l'agriculture. Dans un futur proche, les missions spatiales telles que Tandem-X, Sentinel-1/-2, Radarsat Constellation ou Alos-2 devraient pérenniser l'accès à ces données, et préciser ainsi les résultats obtenus dans le cadre de cette thèse.
Author: Nicolas Baghdadi
Publisher: ISTE Group
ISBN: 1784051616
Category : Agriculture
Languages : fr
Pages : 365
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Book Description
Notre environnement est fortement soumis aux changements climatique et anthropique. L’observation spatiale est un outil essentiel pour le suivi de ses évolutions. Observation des surfaces continentales par télédétection IVprésente des applications de la télédétection en environnement et risques à travers des problématiques majeures. L’apport de la télédétection dans l’évaluation de la désertification, des incendies de forêts et de la déforestation est abordé. Cet ouvrage étudie aussi la caractérisation des aérosols et des gaz par télédétection passive avant d’examiner les déformations de la surface terrestre et les processus géomorphologiques. Il analyse également le potentiel de l’imagerie radar pour la volcanologie et les études de subsidences urbaines et minières. Enfin, l’apport de la télédétection dans la lutte antiacridienne et l’épidémiologie des maladies infectieuses est traité.
Author: Ignacio Touriño Soto
Publisher: Editions Universitaires Européennes
ISBN: 9783838181554
Category :
Languages : fr
Pages : 320
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Book Description
Cette publication réponds au souci des décideurs à définir de zones de modulation intra parcellaire et à identifier au sein d'un bassin agricole les zones présentant le plus grand potentiel pour la mise en place d'une démarche d'agriculture de précision. L'originalité de cette approche repose sur l'étude de la variabilité des sols (le pattern) et non de la valeur de réflectance. Cela permet de surmonter un des problèmes récurrents de l'étude des sols par télédétection qui est le nombre de facteurs influençant cette mesure. Sous l'hypothèse que le "vrai pattern" du sol correspond à celui qui est temporellement stable, une méthode permettant d'identifier les images où ce pattern est présent à l'échelle parcellaire est proposée. La source de cette variabilité est ensuite expliquée Le vrai pattern confronté à des cartes de rendement intra-parcellaire ont permis d'apporter des éléments de réponse aux relations entre pattern du sol et celui du rendement A l'échelle d'un bassin versant et pour permettre aux décideurs de prioriser les zones de démarche d'une agriculture de précision, une méthode de classification en zones de variabilité ayant une signification agronomique est proposée.
Author: Nicolas Baghdadi
Publisher: ISTE Group
ISBN: 1784051586
Category : Agriculture
Languages : fr
Pages : 456
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Book Description
Observation des surfaces continentales par télédétection I, volume 3 de la série, présente les principales applications de la télédétection pour l’agriculture et la forêt. Les enjeux actuels et futurs en matière de recherche et de développement sont particulièrement analysés : cartographie des propriétés primaires de sol, estimation des paramètres biophysiques du couvert végétal, cartographie de l’occupation du sol, développement d’indicateurs pour la gestion et la modélisation du fonctionnement des cultures et estimation des propriétés du couvert forestier (dynamique du couvert, hauteur, biomasse).
Author: Nicolas Baghdadi
Publisher: ISTE Group
ISBN: 1784051608
Category : Agriculture
Languages : fr
Pages : 362
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Book Description
Le suivi de la dynamique des milieux urbains et des zones côtières soulève des questions importantes en termes de développement durable. Il représente un outil essentiel pour une meilleure prise en compte de la pression anthropique et de l’impact des changements climatiques. Observation des surfaces continentales par télédétection IIIprésente des applications de la télédétection en milieux urbains et en zones côtières. Il explicite son usage dans les processus de décision territoriale, la planification et la reconnaissance d’objets – étalement urbain, pollution lumineuse, qualité de l’air. Il traite par la suite de l’observation de la couleur de l’eau et l’étude de la dynamique côtière (trait de côte, bilan sédimentaire) avant d’analyser la dynamique des mangroves.
Author: Azza Gorrab
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 217
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Book Description
Le recours à la caractérisation des états hydrique, géométrique et physique de surface du sol est essentiel dans la gestion et la conservation des ressources naturelles dans les régions agricoles semi-aride. Dans ce contexte, les travaux de cette thèse visent à estimer la variabilité spatio-temporelle des paramètres de surfaces agricoles nues (humidité, rugosité et texture) moyennant des données radars multi-temporelles acquises en bande X à haute résolution spatiale. Une nouvelle description de l'état géométrique des sols est d'abord proposée à travers l'estimation d'un nouveau paramètre de rugosité, le paramètre Zg, estimé en fonction de trois paramètres statistiques de rugosité (écart type des hauteurs "s", longueur de corrélation "l" et la forme de la fonction de corrélation). Les simulations des signaux radar montrent une très forte corrélation avec ce paramètre de rugosité. L'apport du paramètre Zg est confirmé à travers une large base de données expérimentale et spatiale acquises sur différents sites en France. Le deuxième volet de cette thèse présente une analyse des sensibilités des signaux radars issus de capteurs (TerraSAR-X et COSMO-SkyMed), aux paramètres de surface (l'humidité et les trois paramètres de rugosité : s, Zs=s2/l et Zg). Une forte corrélation est observée entre les mesures radars acquises à différentes configurations (polarisations HH et VV, et à 26° et 36°d'incidences) et tous les paramètres du sol. Cette analyse est suivie par des comparaisons des coefficients de rétrodiffusion réels et simulés à partir des modèles physique et semi empirique couramment utilisés : Modèle d'équation intégrale " IEM " de Fung et al., 1992, Modèle de Dubois (Dubois et al., 1995) et le Modèle IEM empiriquement calibré par Baghdadi et al., 2011. Le dernier modèle a montré une forte cohérence avec les mesures radar. Dans le troisième volet, une méthode empirique de détection de changement est développée, en combinant les images radars TerraSAR-X avec des données d'humidités ponctuelles dérivées du réseau des 7 capteurs repartis sur la zone d'étude en continue, pour spatialiser l'état hydrique du sol. La performance de l'algorithme proposé, est évaluée et validée sur de nombreuses parcelles de référence. La spatialisation de la teneur en argile des sols est déduite à partir du calcul de la moyenne des cartes de l'état hydrique du sol (une erreur quadratique moyenne équivalent à 108 g/kg). Pour cartographier la rugosité des sols, des relations empiriques reliant le signal radar aux paramètres de rugosité (Ecart type des hauteurs et le paramètre Zg) étaient élaborées. En inversant les mesures radars, les cartes de rugosité qui en résultent, ont permis de distinguer différents états de surface des sols (labourés, dégradés ou en jachère). Dans le dernier volet, un modèle d'estimation du bilan hydrique des sols agricoles nus " MHYSAN " qui simule l'évaporation et l'état hydrique surfacique est développé. Cette dernière partie souligne le potentiel de calibrer un modèle hydrologique des sols en assimilant les produits d'humidité radars.
Author: Association québécoise de télédétection. Congrès
Publisher: [Sherbrooke, Québec] : Centre d'applications et de recherches en télédétection
ISBN:
Category : Environmental engineering
Languages : en
Pages : 944
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Book Description
Author: Alexandre Bouvet
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 187
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Book Description
En raison de l'importance du riz dans l'alimentation mondiale et du rôle des rizières dans les émissions de méthane, un suivi à grande échelle et en temps quasi-réel des surfaces cultivées en riz semble particulièrement utile. L'objectif de cette thèse est de développer des méthodes permettant une utilisation effective des données de télédétection des satellites présents et futurs pour le suivi des rizières. L'imagerie radar est privilégiée car elle permet des acquisitions sous toutes les conditions météorologiques, contrairement à l'imagerie optique. Deux méthodes sont retenues qui font intervenir un rapport d'intensité de deux images SAR en bande C : le rapport de polarisation HH/VV ou le changement temporel en co-polarisation HHdate2/HHdate1. Dans un premier temps, une étude statistique des rapports d'intensité de rétrodiffusion est effectuée, qui conduit au développement d'un modèle d'erreur permettant d'estimer la performance des méthodes de classification. Ce modèle d'erreur est également utilisé pour évaluer l'impact des paramètres des systèmes SAR (Synthetic Aperture Radar) sur la performance de la classification. Il s'agit des paramètres concernant l'étalonnage, l'ambiguïté, la fréquence de revisite. Dans un second temps, les méthodes de classification ainsi développées sont appliquées à deux jeux de données de l'instrument ASAR du satellite ENVISAT sur le delta du Mékong au Vietnam, pour faire la cartographie des rizières à deux échelles différentes. La première méthode repose sur l'utilisation du rapport HH/VV à partir de données du mode Alternating Polarization d'ASAR, qui permet de produire une carte de rizières couvrant une province du delta. La seconde méthode tire parti du changement temporel de HH sur des images du mode Wide-Swath d'ASAR, et est utilisée pour cartographier les rizières de l'ensemble du delta. Les deux méthodes sont validées avec succès en utilisant les surfaces cultivées données par les statistiques nationales.
Author: Nicolas Baghdadi
Publisher: ISTE Group
ISBN: 1784051578
Category : Agriculture
Languages : fr
Pages : 420
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Book Description
Second volume d'une série de six ouvrages, Observation des surfaces continentales par télédétection micro-ondeprésente les principes physiques et techniques de différents types de capteurs micro-ondes : les radars à synthèse d’ouverture (RSO), l’altimétrie satellitaire radar, les micro-ondes passives, la gravimétrie spatiale, la réflectométrie GNSS (Global Navigation Satellite System). L’ouvrage aborde également la reconstruction des modèles numériques de terrain à partir de mesures RSO et propose une description des méthodes d’assimilation des données spatiales dans les modèles.
