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17 results on '"Pascal Fanise"'

1. Airborne GNSS-R Polarimetric Multiincidence Data Analysis for Surface Soil Moisture Estimation Over an Agricultural Site

Author

Mehrez Zribi, Vincent Dehaye, Karin Dassas, Pascal Fanise, Michel Le Page, Pierre Laluet, Aaron Boone, Centre national de recherches météorologiques (CNRM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Atmospheric Science, [SDE]Environmental Sciences, Computers in Earth Sciences
Abstract

International audience

Published
2022
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2. Temporal Decorrelation At C- And L-Band Over Olive Tree Plantations:First Insights From The Marocscat Campaigns

Author

Nadia Ouaadi, A. Chakir, Ludovic Villard, Jamal Ezzahar, S. Er-Raki, Lionel Jarlan, Pierre-Louis Frison, Said Khabba, Pascal Fanise, V. Le Dantec, Mehrez Zribi, M. Kasbani, Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Tree (data structure), L band, 13. Climate action, Computer science, [SDE]Environmental Sciences, Geostationary orbit, Acquisition time, Network analyser, 7. Clean energy, Decorrelation, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Remote sensing
Abstract

This paper addresses the question of temporal decorrelation at C and L-band in the case of olive tree plantations, considering the very recent tower-based experiments in Morocco, as well as the preliminary results conducted in preparation phases. Based on the expertise gained from the TropiScat-1&2 campaigns, the presented experiments also consist in the acquisition of dense time series using a Vector Network Analyser (VNA) connected to several antennas, herein dedicated to L and C-band data. Likewise, this experiment benefit from auxiliary measurements (meteorological and in-situ data) in order to better understand the processes behind temporal decorrelation, which remains a key issue for future repeat-pass, tandem or geostationary missions. Our first results highlight the importance of the acquisition time during the day, and also rise the challenge on how to disentangle the combined effects of water content variations and wind induced displacements driven by solar convection.

Published
2020
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3. C band radar crops monitoring at high temporal frequency: first results of the MOCTAR campaign

Author

Jamal Ezzahar, Ludovic Villard, Pascal Fanise, Nadia Ouaadi, Salah Er-Raki, A. Chakir, V. Le Dantec, Pierre-Louis Frison, Lionel Jarlan, Said Khabba, Mehrez Zribi, M. Kasbani, Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Mediterranean climate, 2. Zero hunger, 010504 meteorology & atmospheric sciences, C band, 0211 other engineering and technologies, Polarimetry, 02 engineering and technology, 15. Life on land, 01 natural sciences, Olive trees, law.invention, Interferometry, law, [SDE]Environmental Sciences, Environmental science, Radar, Water content, Decorrelation, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 021101 geological & geomatics engineering, 0105 earth and related environmental sciences, Remote sensing
Abstract

This work deals with crops monitoring in a semi-arid environment, the Mediterranean region, where up to 90% of available water is used for irrigation. In addition to help for yield predictions, temporal monitoring at a regular time basis can help for the optimization of water use. We focused on the daily cycle of the backscattering radar coefficient over two different crop Mediterranean types: olive trees and wheat. With a six-day period between two consecutive acquisitions, the Sentinel-1 mission improves significantly the potential of SAR data for seasonal monitoring of earth surfaces. The available temporal frequency allows for the first time the temporal monitoring of natural surfaces in relation with seasonal changes. However, they are still many issues for better understanding Sentinel-1 temporal signatures and the full potential of these data over crop fields. Indeed, crop fields are characterized by contrasted surface states between bare soils and densely vegetated, with sudden changes due to field works (changing dramatically soil roughness or moisture) or harvests. The MOCTAR experiment consists in the acquisitions of radar fully polarimetric interferometric C-band data acquired continuously at 10 min time step from the top of a tower. The study site is located in the Haouz plain, near the city of Marrakech, in the Chichaoua region, in Morocco. The region is characterized by a semi-arid Mediterranean climate, with an average of 250 mm of yearly precipitation. The region is characterized by two main seasons: wet and dry, extended from October to April and from May to September respectively. Maximum temperatures occur in July-August (average of 27.2 °C) and minimum in January (10.8° C). The study site is composed of two plots of 2.50 ha each, one consisting in olive trees, the other in wheat (Fig. 1). Both are irrigated with drip technique. The study site is documented for more than 10 years, and in situ measurements such as soil moisture, biomass, sapflow sensors (thermal dissipation method) and a micrometric dendrometer are regularly collected.The radar antennas are fixed on a 20 m height tower, in a similar way than the TropiScat experiment They have been installed in May 2019. Four L-band antennas, two emitting and two receiving, one in H and the other in V polarizations, are visible on the bottom row. Above, six antennas operating at C band are mounted on two rows: four on the bottom one (two emitting and two receiving in H and V pol.) and above two receiving antennas in H and V pol. This configuration allows for interferometric fully polarimetric acquisitions also called PolInSAR. The acquisitions are made continuously with a 10 min time step.First results show pronounced daily cycles, with amplitude of about 2 dB. These cycles are likely correlated to diurnal variations of tree water content and sap flow, but need to be further investigated sap flows and dielectric constant measurements made on the trunks. These results will be analyzed by comparison with Sentinel-1 temporal profiles.

Published
2020
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4. Sentinel-1 and Sentinel-2 data for soil moisture and irrigation mapping over semi-arid region

Author

Mehrez Zribi, Nicolas Baghdadi, Zohra Lili Chabaane, Gilles Boulet, Mohammad El Hajj, Safa Bousbih, Pascal Fanise, Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Territoires, Environnement, Télédétection et Information Spatiale (UMR TETIS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-AgroParisTech-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Institut National Agronomique de Tunisie (INAT)

Subjects
Irrigation, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Mean squared error, NDVI, 0208 environmental biotechnology, Decision tree, Soil science, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Normalized Difference Vegetation Index, irrigation, law.invention, high spatial resolution, law, Radar, C-band, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, Water content, 0105 earth and related environmental sciences, Arid, 6. Clean water, 020801 environmental engineering, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Environmental science, Sentinel-1, Sentinel-2, soil moisture, Scale (map)
Abstract

International audience; Identifying the irrigated areas is essential for waters managers who are in charge of distributing this resource over a large scale. The monitoring of water soil content and irrigation is a powerful tool for water resource management. The potential of Sentinel-1 (S1) and Sentinel-2 (S2) data for estimating the soil moisture and irrigation is studied over covered surfaces. An inversion algorithm of the Water Cloud Model (WCM) was developed after calibrating and validating the model over the Kairouan plain, a semi-arid region in Tunisia. The aim is to restitute soil moisture over the whole region. The developed algorithm used a synergy between S1, radar data in VV polarization, and NDVI derived from S2 optical data at high spatial resolution. The results showed good accuracy between retrieved and measured soil moisture with a Root Mean Square Error (RMSE) lower than 6 vol.%. Then, the resulting soil moisture maps were used for irrigation mapping. The process used a combination of Support Vector Machine (SVM) and Decision Tree classifications to distinguish between irrigated and non-irrigated agricultural fields. Results from the annual irrigation map show that the overall accuracy on the classification is about 77%.

Published
2019

5. Monitoring the Snowpack Volume in a Sinkhole on Mount Lebanon using Time Lapse Photogrammetry

Author

Pascal Fanise, Charbel Abou Chakra, Janine Somma, Laurent Drapeau, Simon Gascoin, Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Télédétection, Département de Géographie, Université Saint-Joseph de Beyrouth (USJ), Programme National de Teledetection Spatiale (PNTS) : PNTS-2018-4, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)

Subjects
010504 meteorology & atmospheric sciences, Sinkhole, 0208 environmental biotechnology, 02 engineering and technology, snow, lcsh:Chemical technology, photogrammetry, 01 natural sciences, Biochemistry, Article, time-lapse camera, Analytical Chemistry, liban, lcsh:TP1-1185, Electrical and Electronic Engineering, Digital elevation model, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, Instrumentation, structure-from-motion, 0105 earth and related environmental sciences, geography, geography.geographical_feature_category, Elevation, Snowpack, neige, Snow, Karst, Atomic and Molecular Physics, and Optics, 020801 environmental engineering, Water resources, Photogrammetry, 13. Climate action, Autre (Sciences de l'ingénieur), water resource, Physical geography, photogrammétrie, Geology
Abstract

International audience; Lebanon has experienced serious water scarcity issues recently, despite being one of the wealthiest countries in the Middle East for water resources. A large fraction of the water resources originates from the melting of the seasonal snow on Mount Lebanon. Therefore, continuous and systematic monitoring of the Lebanese snowpack is becoming crucial. The top of Mount Lebanon is punctuated by karstic hollows named sinkholes, which play a key role in the hydrological regime as natural snow reservoirs. However, monitoring these natural snow reservoirs remains challenging using traditional in situ and remote sensing techniques. Here, we present a new system in monitoring the evolution of the snowpack volume in a pilot sinkhole located in Mount Lebanon. The system uses three compact time-lapse cameras and photogrammetric software to reconstruct the elevation of the snow surface within the sinkhole. The approach is validated by standard topographic surveys. The results indicate that the snow height can be retrieved with an accuracy between 20 and 60 cm (residuals standard deviation) and a low bias of 50 cm after co-registration of the digital elevation models. This system can be used to derive the snowpack volume in the sinkhole on a daily basis at low cost.

Published
2019
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6. Performances of GNSS-R GLORI data over Lande forest

Author

Jean-Pierre Wigneron, Dominique Guyon, Mehrez Zribi, Nazzareno Pierdicca, Erwan Matte, Pascal Fanise, Nicolas Baghdadi, Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Territoires, Environnement, Télédétection et Information Spatiale (UMR TETIS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-AgroParisTech-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Università degli Studi di Roma 'La Sapienza' = Sapienza University [Rome]

Subjects
Ground truth, ABOVE GROUND BIOMASS, GIRONDE, AIRBORNE, 010504 meteorology & atmospheric sciences, FRANCE SUD OUEST, GNSS-R, Pine forest, 0211 other engineering and technologies, Diameter at breast height, 02 engineering and technology, 15. Life on land, Polarization (waves), 01 natural sciences, Reflectivity, GNSS applications, High elevation, [SDE]Environmental Sciences, Environmental science, 021101 geological & geomatics engineering, 0105 earth and related environmental sciences, Remote sensing
Abstract

International audience; The GLORI Campaign performed in June-July 2015 to investigate the sensitivity of airborne GNSS-R measurements to land parameters is presented. In this paper data obtained on forest areas are analyzed. Ground truth measurements of tree height, density and diameter at breast height, AGB etc were measured over 100 maritime pine forest plots of various ages. The correlation between forest parameters and GNSS reflectivity in LHCP polarization or polarization ratio (PR) yields to high sensitivity for high elevation angles (70°-90°). Results show that PR illustrates highest potential than the reflectivity in LHCP.

Published
2018
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7. Soil moisture and irrigation mapping in a semi-arid region, based on the synergetic use of Sentinel-1 and Sentinel-2 data

Author

Safa Bousbih, Mehrez Zribi, Mohammad El Hajj, Nicolas Baghdadi, Zohra Lili-Chabaane, Qi Gao, Pascal Fanise, Territoires, Environnement, Télédétection et Information Spatiale (UMR TETIS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-AgroParisTech-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CHAAMS, ERANET-MED 03-62 CHAAMS, TOSCA/CNES, ASCAS projects, ESA-ESTEC ITT project : AO/1-8845/16/CT, Allocation de Recherche pour une These au Sud (ARTS) by the Institut de Recherche pour le Developpement (IRD), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)

Subjects
NDVI, Science, irrigation, modelling, remote sensing, cartography, TELEDETECTION, semiarid zones, CARTOGRAPHIE, agriculture, INDICE DE VEGETATION, RADAR A SYNTHESE D'OUVERTURE, Water Cloud, HUMIDITE DU SOL, soil moisture, Sentinel-1, Sentinel-2, Water Cloud Model, soil water content, MODELISATION, ZONE SEMI ARIDE, [SDE]Environmental Sciences, Model, synthetic aperture radar
Abstract

[Departement_IRSTEA]Territoires [TR1_IRSTEA]SYNERGIE [Axe_IRSTEA]TETIS-ATTOS [ADD1_IRSTEA]Dynamiques spatiales d'anthropisation; International audience; This paper presents a technique for the mapping of soil moisture and irrigation, at the scale of agricultural fields, based on the synergistic interpretation of multi-temporal optical and Synthetic Aperture Radar (SAR) data (Sentinel-2 and Sentinel-1). The Kairouan plain, a semi-arid region in central Tunisia (North Africa), was selected as a test area for this study. Firstly, an algorithm for the direct inversion of the Water Cloud Model (WCM) was developed for the spatialization of the soil water content between 2015 and 2017. The soil moisture retrieved from these observations was first validated using ground measurements, recorded over 20 reference fields of cereal crops. A second method, based on the use of neural networks, was also used to confirm the initial validation. The results reported here show that the soil moisture products retrieved from remotely sensed data are accurate, with a Root Mean Square Error (RMSE) of less than 5% between the two moisture products. In addition, the analysis of soil moisture and Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) products over cultivated fields, as a function of time, led to the classification of irrigated and rainfed areas on the Kairouan plain, and to the production of irrigation maps at the scale of individual fields. This classification is based on a decision tree approach, using a combination of various statistical indices of soil moisture and NDVI time series. The resulting irrigation maps were validated using reference fields within the study site. The best results were obtained with classifications based on soil moisture indices only, with an accuracy of 77%. This article belongs to the Special Issue soil moisture retrieval using radar remote sensing sensors.

Published
2018
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8. First results from the glorie polarimetric GNSS-R airborne campaign dedicated to land parameters estimation

Author

Dominique Guyon, Jean-Pierre Wigneron, Frédéric Baup, Laurent Lestarquit, Pierre-Louis Frison, Pascal Fanise, Nicolas Baghdadi, Mehrez Zribi, Erwan Motte, Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Territoires, Environnement, Télédétection et Information Spatiale (UMR TETIS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-AgroParisTech-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut géographique national [IGN] (IGN), Interactions Sol Plante Atmosphère (UMR ISPA), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Ecole Nationale Supérieure des Sciences Agronomiques de Bordeaux-Aquitaine (Bordeaux Sciences Agro), Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), IEEE Geoscience and Remote Sensing Society (GRSS). USA., Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-AgroParisTech-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Interactions Sol Plante Atmosphère (ISPA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)

Subjects
Biomass (ecology), 010504 meteorology & atmospheric sciences, Meteorology, GNSS-R, mesure aéroportée, [SDV]Life Sciences [q-bio], 010401 analytical chemistry, Polarimetry, Terrain, bistatic radar, 15. Life on land, 01 natural sciences, 0104 chemical sciences, Bistatic radar, above ground biomass, GNSS applications, Range (aeronautics), altimetry, Environmental science, Altimeter, soil moisture, Water content, 0105 earth and related environmental sciences, Remote sensing, polarimetry
Abstract

Paper Code: TH3.L9.4Paper Number: 2155; The GLORIE GNSS-R airborne campaign was conducted in the late spring 2015 with the GLORI polarimetric receiver. More than 15 hours or raw data was gathered during 5 flights that spanned over a 3-week period. The aircraft flew over several areas if interest including: 1) agricultural plots with coincident in-situ measurements of soil moisture, vegetation biomass and roughness, 2) in situ monitored forest plots with a wide range of above ground biomass values and 3) inland water bodies in order to test phase altimetry retrievals. Apparent reflectivity was computed from the data, showing a good dynamics above various types of terrains. Phase altimetry was performed over calm water, showing a precision in the range of the centimeter level.

Published
2016
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9. The SPARSE model for the prediction of water stress and evapotranspiration components from thermal infra-red data and its evaluation over irrigated and rainfed wheat

Author

Pascal Fanise, Salah Er-Raki, Vincent Rivalland, Malik Bahir, Gilles Boulet, Jean-Pierre Lagouarde, Benoît Coudert, Olivier Merlin, Albert Olioso, Zohra Lili-Chabaane, Jean-Paul Lhomme, Lionel Jarlan, Bernard Mougenot, Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), INAT Laboratoire Recherche-Développement Sciences et Technologie de l'Eau (INAT-LRSTE), Université de Carthage - University of Carthage-INAT, Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Environnement Méditerranéen et Modélisation des Agro-Hydrosystèmes (EMMAH), Avignon Université (AU)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Faculté des Sciences Semlalia [Marrakech], Université Cadi Ayyad [Marrakech] (UCA), Écologie fonctionnelle et physique de l'environnement (EPHYSE), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), TOSCA (CNES), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [ Madagascar])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro), Faculté des Sciences SEMLALIA (FSSM), Écologie fonctionnelle et physique de l'environnement (EPHYSE - UR1263), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)

Subjects
010504 meteorology & atmospheric sciences, 0207 environmental engineering, Evaporation, Energy balance, [SDV.SA.AGRO]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Agronomy, évapotranspiration, Soil science, flux de chaleur, 02 engineering and technology, lcsh:Technology, 01 natural sciences, lcsh:TD1-1066, Atmosphere, bilan énergétique, [SDV.EE.ECO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Ecosystems, blé, Evapotranspiration, lcsh:Environmental technology. Sanitary engineering, Water cycle, 020701 environmental engineering, Water content, lcsh:Environmental sciences, 0105 earth and related environmental sciences, lcsh:GE1-350, Hydrology, [SDV.EE]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment, lcsh:T, lcsh:Geography. Anthropology. Recreation, Vegetation, 15. Life on land, lcsh:G, Potential evaporation, Environmental science, évaporation
Abstract

Evapotranspiration is an important component of the water cycle, especially in semi-arid lands. A way to quantify the spatial distribution of evapotranspiration and water stress from remote-sensing data is to exploit the available surface temperature as a signature of the surface energy balance. Remotely sensed energy balance models enable one to estimate stress levels and, in turn, the water status of continental surfaces. Dual-source models are particularly useful since they allow derivation of a rough estimate of the water stress of the vegetation instead of that of a soil–vegetation composite. They either assume that the soil and the vegetation interact almost independently with the atmosphere (patch approach corresponding to a parallel resistance scheme) or are tightly coupled (layer approach corresponding to a series resistance scheme). The water status of both sources is solved simultaneously from a single surface temperature observation based on a realistic underlying assumption which states that, in most cases, the vegetation is unstressed, and that if the vegetation is stressed, evaporation is negligible. In the latter case, if the vegetation stress is not properly accounted for, the resulting evaporation will decrease to unrealistic levels (negative fluxes) in order to maintain the same total surface temperature. This work assesses the retrieval performances of total and component evapotranspiration as well as surface and plant water stress levels by (1) proposing a new dual-source model named Soil Plant Atmosphere and Remote Sensing Evapotranspiration (SPARSE) in two versions (parallel and series resistance networks) based on the TSEB (Two-Source Energy Balance model, Norman et al., 1995) model rationale as well as state-of-the-art formulations of turbulent and radiative exchange, (2) challenging the limits of the underlying hypothesis for those two versions through a synthetic retrieval test and (3) testing the water stress retrievals (vegetation water stress and moisture-limited soil evaporation) against in situ data over contrasted test sites (irrigated and rainfed wheat). We demonstrated with those two data sets that the SPARSE series model is more robust to component stress retrieval for this cover type, that its performance increases by using bounding relationships based on potential conditions (root mean square error lowered by up to 11 W m−2 from values of the order of 50–80 W m−2), and that soil evaporation retrieval is generally consistent with an independent estimate from observed soil moisture evolution.

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2015
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10. Remote Sensing of Sea Surface Salinity From CAROLS L-Band Radiometer in the Gulf of Biscay

Author

Gilles Reverdin, Mickaël Pardé, Danièle Hauser, Pascal Lazure, Nicolas Reul, Jacqueline Boutin, Pascal Fanise, Jérôme Chanut, Adrien Martin, Mehrez Zribi, Joseph Tenerelli, Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ESTER - LATMOS, Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Laboratoire des Écoulements Géophysiques et Industriels [Grenoble] (LEGI), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), Collecte Localisation Satellites (CLS), Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)

Subjects
010504 meteorology & atmospheric sciences, 0211 other engineering and technologies, retrieval method, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Wind speed, remote sensing, Atmospheric radiative transfer codes, 14. Life underwater, Electrical and Electronic Engineering, [SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography, 021101 geological & geomatics engineering, 0105 earth and related environmental sciences, Remote sensing, [PHYS.PHYS.PHYS-AO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Atmospheric and Oceanic Physics [physics.ao-ph], geography, Radiometer, geography.geographical_feature_category, Continental shelf, sea surface salinity (SSS), SSS, L-band, Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS), 13. Climate action, Brightness temperature, General Earth and Planetary Sciences, Environmental science, Radiometry, Satellite, microwave radiometry, wind speed
Abstract

International audience; A renewal of interest for the radiometric L-band Sea Surface Salinity (SSS) remote sensing appeared in the 1990s and led to the Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) satellite launched in November 2009 and to the Aquarius mission (launched in June 2011). However, due to low signal to noise ratio, retrieving SSS from L-band radiometry is very challenging. In order to validate and improve L-band radiative transfer model and salinity retrieval method used in SMOS data processing, the Cooperative Airborne Radiometer for Ocean and Land Studies (CAROLS) was developed. We analyze here a coastal flight (20 May 2009), in the Gulf of Biscay, characterized by strong SSS gradients (28 to 35 pss-78). Extensive in-situ measurements were gathered along the plane track. Brightness temperature $(T_{b})$ integrated over 800 ms correlates well with simulated $T_{b}$ (correlation coefficients between 0.80 and 0.96; standard deviations of the difference of 0.2 K). Over the whole flight, the standard deviation of the difference between CAROLS and in-situ SSS is about 0.3 pss-78 more accurate than SSS fields derived from coastal numerical model or objective analysis. In the northern part of the flight, CAROLS and in-situ SSS agree. In the southern part, the best agreement is found when using only V-polarization measured at 30$^{\circ}$ incidence angle or when using a multiparameter retrieval assuming large error on $T_{b}$ (suggesting the presence of biases on H-polarization). When compared to high-resolution model SSS, the CAROLS SSS underlines the high SSS temporal variability in river plume and on continental shelf border, and the importance of using realistic river run-offs for modeling coastal SSS.

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2012
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11. Soil Moisture Estimations Based on Airborne CAROLS L-Band Microwave Data

Author

Nathalie Novello, Clément Albergel, Mehrez Zribi, Mickaël Pardé, Jean-Pierre Wigneron, K. Saleh, Monique Dechambre, Jean-Christophe Calvet, Marc Crapeau, Yann Kerr, Arnaud Mialon, Pascal Fanise, ESTER - LATMOS, Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Écologie fonctionnelle et physique de l'environnement (EPHYSE - UR1263), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Groupe d'étude de l'atmosphère météorologique (CNRM-GAME), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Écologie fonctionnelle et physique de l'environnement (EPHYSE), Centre national de recherches météorologiques (CNRM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), This work was carried out in the context of a SMOS/ESA Cal/Val project, and was funded by the TOSCA/CNES program. The authors would like to thank the French CNES for the support it gave to the CAROLS project, as well as to all of the CAROLS campaigns. The authors would also like to thank the technical teams from CESBIO, CNRM, LATMOS, LOCEAN, SAFIRE, DT-INSU, DTU, INRA, and the SAFIRE pilots for their support and contributions to the successful airborne and ground campaigns. The MODIS data we used (LAI and NDVI) was made available by the Land Processes Distributed Active Archive Centre (LP DAAC), located at the US Geological Survey (USGS) Earth Resources Observation and Science (EROS) Centre (lpdaac.usgs.gov)., Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
L band, 010504 meteorology & atmospheric sciences, télédétection, satellite, 0211 other engineering and technologies, 02 engineering and technology, radiomètre, 01 natural sciences, CAROLS, Soil roughness, Normalized Difference Vegetation Index, humidité du sol, [SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology, lcsh:Science, Water content, 021101 geological & geomatics engineering, 0105 earth and related environmental sciences, Remote sensing, Radiometer, MISSION SMOS, MODELE L-MEB, Biosphere, Vegetation, 15. Life on land, L-band, L-MEB, General Earth and Planetary Sciences, Environmental science, lcsh:Q, Satellite, Soil moisture, Microwave
Abstract

International audience; The SMOS satellite mission, launched in 2009, allows global soil moisture estimations to be made using the L-band Microwave Emission of the Biosphere (L-MEB) model, which simulates the L-band microwave emissions produced by the soil-vegetation layer. This model was calibrated using various sources of in situ and airborne data. In the present study, we propose to evaluate the L-MEB model on the basis of a large set of airborne data, recorded by the CAROLS radiometer during the course of 20 flights made over South West France (the SMOSMANIA site), and supported by simultaneous soil moisture measurements, made in 2009 and 2010. In terms of volumetric soil moisture, the retrieval accuracy achieved with the L-MEB model, with two default roughness parameters, ranges between 8% and 13%. Local calibrations of the roughness parameter, using data from the 2009 flights for different areas of the site, allowed an accuracy of approximately 5.3% to be achieved with the 2010 CAROLS data. Simultaneously we estimated the vegetation optical thickness (t) and we showed that, when roughness is locally adjusted, MODIS NDVI values are correlated (R2 = 0.36) to t. Finally, as a consequence of the significant influence of the roughness parameter on the estimated absolute values of soil moisture, we propose to evaluate the relative variability of the soil moisture, using a default soil roughness parameter. The soil moisture variations are estimated with an uncertainty of approximately 6%.

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2011
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12. CAROLS: A New Airborne L-Band Radiometer for Ocean Surface and Land Observations

Author

Jean-Christophe Calvet, Clément Albergel, Joseph Tenerelli, Marion Leduc-Leballeur, Pascal Fanise, Jean-Pierre Wigneron, Antonio Rius, Mehrez Zribi, Monique Dechambre, Mickaël Pardé, Jacquline Boutin, Gilles Reverdin, Niels Skou, Yann Kerr, Ernesto Lopez-Baeza, Sten Schmidl Søbjærg, Danièle Hauser, Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ESTER - LATMOS, Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Technical University of Denmark [Lyngby] (DTU), Groupe d'étude de l'atmosphère météorologique (CNRM-GAME), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Écologie fonctionnelle et physique de l'environnement (EPHYSE), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Université de Valence, University of Valencia, Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC-CSIC), Collecte Localisation Satellites (CLS), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), TOSCA/CNES, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN), Ørsted-DTU, Écologie fonctionnelle et physique de l'environnement (EPHYSE - UR1263), Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Danmarks Tekniske Universitet = Technical University of Denmark (DTU), Centre national de recherches météorologiques (CNRM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Universitat de València (UV)

Subjects
analyse de données, L band, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Meteorology, télédétection, 0211 other engineering and technologies, Polarimetry, 02 engineering and technology, lcsh:Chemical technology, 01 natural sciences, Biochemistry, RADIOMETER, CAROLS, L-BAND, MISSION SMOS, OCEAN SALINITY, SOIL MOISTURE, MESURE AEROPORTEE, Article, Analytical Chemistry, [SDV.EE.ECO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Ecosystems, lcsh:TP1-1185, ocean salinity, Electrical and Electronic Engineering, Instrumentation, 021101 geological & geomatics engineering, 0105 earth and related environmental sciences, Remote sensing, Radiometer, business.industry, Conjunction (astronomy), Ocean salinity, radiometer, L band radiometer, Atomic and Molecular Physics, and Optics, On board, L-band, Autre (Sciences de l'ingénieur), Global Positioning System, Environmental science, Satellite, Soil moisture, soil moisture, business, SMOS
Abstract

The "Cooperative Airborne Radiometer for Ocean and Land Studies" (CAROLS) L-Band radiometer was designed and built as a copy of the EMIRAD II radiometer constructed by the Technical University of Denmark team. It is a fully polarimetric and direct sampling correlation radiometer. It is installed on board a dedicated French ATR42 research aircraft, in conjunction with other airborne instruments (C-Band scatterometer--STORM, the GOLD-RTR GPS system, the infrared CIMEL radiometer and a visible wavelength camera). Following initial laboratory qualifications, three airborne campaigns involving 21 flights were carried out over South West France, the Valencia site and the Bay of Biscay (Atlantic Ocean) in 2007, 2008 and 2009, in coordination with in situ field campaigns. In order to validate the CAROLS data, various aircraft flight patterns and maneuvers were implemented, including straight horizontal flights, circular flights, wing and nose wags over the ocean. Analysis of the first two campaigns in 2007 and 2008 leads us to improve the CAROLS radiometer regarding isolation between channels and filter bandwidth. After implementation of these improvements, results show that the instrument is conforming to specification and is a useful tool for Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) satellite validation as well as for specific studies on surface soil moisture or ocean salinity.

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2011
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13. Analysis of RFI Identification and Mitigation in CAROLS Radiometer Data Using a Hardware Spectrum Analyser

Author

Mehrez Zribi, Mickaël Pardé, Monique Dechambre, Christophe Caudoux, Pascal Fanise, ESTER - LATMOS, Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National d'Etudes Spatiales (CNES): TOSCA/CNES program., Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
L band, Spectrum analyzer, Time Factors, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Computer science, Statistics as Topic, 0211 other engineering and technologies, RFI, radiometry, 02 engineering and technology, lcsh:Chemical technology, 01 natural sciences, Biochemistry, CAROLS, Electromagnetic interference, Article, Analytical Chemistry, [INFO.INFO-TS]Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, lcsh:TP1-1185, Electrical and Electronic Engineering, Radiometry, Instrumentation, Atlantic Ocean, 021101 geological & geomatics engineering, 0105 earth and related environmental sciences, Remote sensing, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Radiometer, Computers, Spectrum Analysis, Bandwidth (signal processing), Temperature, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Radio Frequency Identification Device, L-band, Brightness temperature, Calibration, France, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing, Algorithms
Abstract

International audience; A method to identify and mitigate radio frequency interference (RFI) in microwave radiometry based on the use of a spectrum analyzer has been developed. This method has been tested with CAROLS L-band airborne radiometer data that are strongly corrupted by RFI. RFI is a major limiting factor in passive microwave remote sensing interpretation. Although the 1.400-1.427 GHz bandwidth is protected, RFI sources close to these frequencies are still capable of corrupting radiometric measurements. In order to reduce the detrimental effects of RFI on brightness temperature measurements, a new spectrum analyzer has been added to the CAROLS radiometer system. A post processing algorithm is proposed, based on selective filters within the useful bandwidth divided into sub-bands. Two discriminant analyses based on the computation of kurtosis and Euclidian distances have been compared evaluated and validated in order to accurately separate the RF interference from natural signals.

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2011
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14. Analysis of RFI Issue Using the CAROLS L-Band Experiment

Author

Monique Dechambre, Mehrez Zribi, Mickaël Pardé, Pascal Fanise, ESTER - LATMOS, Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)

Subjects
[SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, L band, Brightness, Radiometer, 010504 meteorology & atmospheric sciences, 0211 other engineering and technologies, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Electromagnetic interference, Standard deviation, [INFO.INFO-TS]Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, Brightness temperature, Kurtosis, General Earth and Planetary Sciences, Radiometry, Environmental science, Electrical and Electronic Engineering, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing, 021101 geological & geomatics engineering, 0105 earth and related environmental sciences, Remote sensing
Abstract

International audience; In this paper, different methods are proposed for the detection and mitigation of the undesirable effects of radio-frequency interference (RFI) in microwave radiometry. The first of these makes use of kurtosis to detect the presence of non-Gaussian signals, whereas the second imposes a threshold on the standard deviation of brightness temperatures in order to distinguish natural-emission variations from RFI. Finally, the third approach is based on the use of a threshold applied to the third and fourth Stokes parameters. All these methods have been applied and tested, with the cooperative airborne radiometer for ocean and land studies radiometer operating in the L-band, on the data acquired during airborne campaigns made in the spring of 2009 over the southwest of France. The performance of each approach, or of two combined approaches, is analyzed with our database. We thus show that the kurtosis method is well suited to detect pulsed RFI, whereas the method based on the second moment of brightness temperatures seems to be better suited to detect continuous-wave RFI in airborne brightness-temperature measurements.

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2011
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15. Radio frequency interferences investigation using the airborne L-band full polarimetric radiometer CAROLS

Author

Jacqueline Boutin, Monique Dechambre, Mehrez Zribi, Mickaël Pardé, Nicolas Reul, Joseph Tenerelli, Pascal Fanise, Yann Kerr, Danièle Hauser, ESTER - LATMOS, Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer - Brest (IFREMER Centre de Bretagne), Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), Collecte Localisation Satellites (CLS), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), and Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)

Subjects
Brightness, L band, Radiometer, 010504 meteorology & atmospheric sciences, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, 0211 other engineering and technologies, Polarimetry, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Electromagnetic interference, Geography, [INFO.INFO-TS]Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, Kurtosis, Radiometry, Radio frequency, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing, 021101 geological & geomatics engineering, 0105 earth and related environmental sciences, Remote sensing
Abstract

International audience; In the present paper, different methods are proposed for the detection and mitigation of the undesirable effects of radio frequency interference (RFI) in microwave radiometry. The first of these makes use of kurtosis to detect the presence of non-Gaussian signals, whereas the second imposes a threshold on the standard deviation of brightness temperatures, in order to distinguish natural emission variations from RFI. Finally, the third approach is based on the use of a threshold applied to the third and fourth Stokes parameters. All of these methods have been applied and tested, with a CAROLS radiometer operating in the L-band, on data acquired during airborne campaigns made in spring 2009 over the South West of France. The performance of each, or of two combined approaches is analyzed with our database. We thus show that the kurtosis method is well adapted to pulsed RFI, whereas the method based on the second moment is well adapted to continuous-wave RFI.

Published
2010
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16. Analysis of RFI identification and mitigation in CAROLS radiometer data using a hardware spectral analyser

Author

Pascal Fanise, Monique Dechambre, Mickaël Pardé, Mehrez Zribi, ESTER - LATMOS, Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)

Subjects
L band, Spectrum analyzer, Radiometer, Computer science, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, Analyser, Bandwidth (signal processing), 0211 other engineering and technologies, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Electromagnetic interference, [INFO.INFO-TS]Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, Brightness temperature, 0103 physical sciences, Electronic engineering, Radiometry, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, 010303 astronomy & astrophysics, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing, 021101 geological & geomatics engineering, Remote sensing
Abstract

International audience; A method based on the use of a spectral analyzer has been developed in order to identify and mitigate radio frequency interference (RFI) in microwave radiometry. This method has been tested with L-band CAROLS airborne data highly corrupted by interferences. RFI is a major limiting factor in passive microwave remote sensing. Although the 1.4-1.427 GHz bandwidth is protected, RFI sources close to these frequencies may still corrupt radiometer measurements. In order to reduce RFI bad effects on the brightness temperature measurements, a new instrument called spectral analyzer has been added to the CAROLS radiometer system. A post processing algorithm based on a selective filtering with the division of bandwidth in subbands is proposed. Two discriminant analysis based on the computation of kurtosis and Mahalanobis distance have been compared, evaluated and validated in order to separate accurately the RF interference with natural signal.

Published
2010
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17. CAROLS campaigns 2009: First Results

Author

Clément Albergel, Danièle Hauser, Jean-Christophe Calvet, Jacqueline Boutin, Gilles Reverdin, Mehrez Zribi, Mickaël Pardé, Yann Kerr, K. Saleh, Arnaud Mialon, Monique Dechambre, A. Ruis, Jean-Pierre Wigneron, M. Crapeau, E. Lopez Baeza, Pascal Fanise, ESTER - LATMOS, Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Groupe d'étude de l'atmosphère météorologique (CNRM-GAME), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), SSE 2010, Laboratoire d'astrodynamique, d'astrophysique et d'aéronomie de bordeaux (L3AB), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac] (LAB), Université de Bordeaux (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB), Écologie fonctionnelle et physique de l'environnement (EPHYSE), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN), Écologie fonctionnelle et physique de l'environnement (EPHYSE - UR1263), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Centre national de recherches météorologiques (CNRM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), and Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac] (LAB)

Subjects
business.product_category, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Meteorology, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, 0211 other engineering and technologies, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, law.invention, Airplane, [INFO.INFO-TS]Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, law, Radar, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, 021101 geological & geomatics engineering, 0105 earth and related environmental sciences, Remote sensing, Radiometer, business.industry, Storm, Scatterometer, Sea surface temperature, Geography, Global Positioning System, Radiometry, business, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing
Abstract

International audience; The CAROLS, L band radiometer, is built and designed as a copy of EMIRAD II radiometer of DTU team. It is a Correlation radiometer with direct sampling and fully polarimetric (i.e 4 Stockes). It will be used in conjunction with other airborne instruments (in particular the C-Band scatterometer (STORM) and IEEEC GPS system, Infrared CIMEL radiometer and one visible camera), in coordination with in situ field campaigns for SMOS CAL/VAL. The instruments are implemented on board the French research airplane ATR42. A scientific campaign with thirteen flights is realized over south-western France, Valencia site and Bay of Biscay (Atlantic Ocean) in spring 2009. In order to qualify the radiometer data, different types of aircraft movements were realized: circle flights, wing and nose wags. Simultaneously to flights, different ground measurements were made over continental surfaces and ocean. Results show a good quality of data. For continental surfaces, important Radio-Frequency Interferences (RFI) were observed over a large part of the studied region

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2010
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