1. Soil moisture and vegetation optical depth retrievals over heterogeneous scenes using LEWIS L-band radiometer
- Author
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Yann Kerr, S. Gascoin, M. Barrée, Arnaud Mialon, Romain Biron, Marie Parrens, Thierry Pellarin, F. Lemaître, 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), Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Dynamiques et écologie des paysages agriforestiers (DYNAFOR), École nationale supérieure agronomique de Toulouse (ENSAT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), ONERA / DOTA, Université de Toulouse [Toulouse], ONERA-PRES Université de Toulouse, The authors acknowledge support by CNES (Centre National d’Etudes Spatiales) TOSCA program, the 'Centre Aval de Traitement des Données SMOS' (CATDS), operated for the CNES (France) by IFREMER (Brest, France)., 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), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), École nationale supérieure agronomique de Toulouse [ENSAT]-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), DOTA, ONERA [Salon], ONERA, and The authors acknowledge support by CNES (Centre National d’Etudes Spatiales) TOSCA program, the 'Centre Aval de Traitement des Donn ́ees SMOS' (CATDS), operated for the CNES (France) by IFREMER (Brest, France).
- Subjects
Brightness ,L band ,010504 meteorology & atmospheric sciences ,0211 other engineering and technologies ,02 engineering and technology ,Management, Monitoring, Policy and Law ,01 natural sciences ,Footprint ,Cal/Val ,Radiative transfer ,14. Life underwater ,Computers in Earth Sciences ,[SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment ,ComputingMilieux_MISCELLANEOUS ,021101 geological & geomatics engineering ,0105 earth and related environmental sciences ,Earth-Surface Processes ,Remote sensing ,Global and Planetary Change ,Radiometer ,VOD ,Vegetation ,15. Life on land ,Surface soil moisture ,L-band ,[SDU]Sciences of the Universe [physics] ,Environmental science ,Radiometry ,Satellite ,SMOS - Abstract
International audience; The Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) satellite has been providing global data for more than 11 years. The algorithm to retrieve surface soil moisture (SM) and vegetation optical depth (VOD) from Brightness Temperatures (TB) has constantly evolved as our understanding of the instrument and of the responses to various ecosystems increased. The evolution of the radiative transfer modelling used in the inversion process is in part based upon ground measurements done on experimental sites. We present the particular case of an L-band radiometer placed on top of a 800- meter-high cliff. This design allows us to study large and various scenes when compared to classical experiments where a radiometer is placed 10–20 m above a surface. With our set up, the footprints cover areas larger than 300 m in diameter, covering thus several land use types and the footprint can be directed towards different dominant land classes (forest, crops, urban etc…). This paper presents the whole set up consisting of in situ measurements (soil moisture and surface temperatures) and L-band radiometry acquired by the LEWIS instrument at high incidence angles. We perform SM/VOD retrievals from brightness temperatures using various configurations which are compared to the in situ observations. We test in particular a 2-VOD retrieval approach that consists in deriving one SM for the entire scene but two VOD, one for agricultural/low vegetation and a VOD for the forest parts, which improves the performance of the SM/VOD retrievals.
- Published
- 2021