Potential of X-band SAR data from TerraSAR-X and COSMO-SkyMed sensors to retrieve physical soil properties

[Departement_IRSTEA]Territoires [TR1_IRSTEA]SYNERGIE [Axe_IRSTEA]TETIS-ATTOSInternational audienceWe propose in this study to analyze the potential of TerraSAR-X and COSMO-SkyMedSAR measurements to retrieve surface parameters over bare soils. We consider a statistical analysis of the relationships between X-band SAR backscattering signals function of soil moisture and different roughness parameters (the root mean square height Hrms, the Zs parameter and the Zg parameter) at HH polarization and for an incidence angle about 36°. Results have shown a high sensitivity of real radar data to the two soil parameters: roughness and moisture. A linear relationship is obtained between volumetric soil moisture and radar signal with the strongest correlation observed with gravimetric moisture measurements. A logarithmic correlation is observed between backscattering coefficient and all roughness parameters. The highest dynamic sensitivity is obtained with Zg parameter. We compared, then the performance of different physical and semi-empirical backscattering models (IEM, Baghdadi-calibrated IEM and Dubois models) with SAR measurements at HH and VV polarization. The results show that the IEM model simulates correctly the radar response only for HrmsNous proposons dans cette étude d'analyser le potentiel de TerraSAR-X et des mesures COSMO-SKYMEDSAR pour récupérer des paramètres superficiels sur des sols nus. Nous considérons une analyse statistique des relations entre la X-bande SAR backscattering la fonction de signaux d'humidité de sol et des paramètres de rugosité différents (la racine la hauteur carrée moyenne Hrms, le paramètre Zs et le paramètre Zg) à la polarisation HH et pour un angle d'incidence ENVIRON 36 °. Les résultats ont montré une haute sensibilité de données réelles de radar aux deux paramètres de sol : rugosité et humidité. Une relation linéaire est obtenue entre l'humidité de sol volumétrique et le signal de radar avec la corrélation la plus forte observée avec des mesures d'humidité gravimétriques. Une corrélation logarithmique est observée entre le coefficient backscattering et tous les paramètres de rugosité. La sensibilité dynamique la plus haute est obtenue avec le paramètre Zg. Nous avons comparé, alors la performance de modèles de backscattering physiques et semi-empiriques différents (IEM, Baghdadi-calibré IEM et des modèles de Dubois) avec des mesures SAR À HH et VV polarisation. Les résultats montrent que le modèle d'IEM simule correctement la réponse de radar seulement pour Hrms 1.5cm l'utilisation de la fonction de corrélation exponentielle dans la polarisation HH et pour Hrms 1.5cm l'utilisation de la fonction de corrélation exponentielle et Hrms > 1.5cm avec la fonction gaussienne dans VV polarisation, à 36 °. Des contradictions importantes (ou sous l'évaluation) sont généralement observées entre la X-bande mesurée SAR des signaux et le Dubois a simulé backscatters. L'amélioration considérable de la performance de modèle d'IEM a été observée utilisant l'IEM la version Baghdadi-calibrée