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Carte d'humidité du sol à très haute résolution spatiale sur les régions Occitanie et Provence-Alpes-Côte d'Azur

Le Centre d'Expertise Scientifique " Humidité du sol à très haute résolution spatiale" du pôle de données et de services surfaces continentales Theia propose des cartes d'humidité du sol à forte répétitivité temporelle (une carte tous les 6 jours) à l'échelle sub-parcellaire (Figure 1) sur les régions Occitanie et Provence-Alpes-Côte d'Azur.

Le développement algorithmique et la production des cartes d'humidité ont été effectués grâce au soutien de l'Irstea (UMR Tetis) et du Cnes (Projet Tosca). Ce travail a été mené en étroite collaboration avec Mehrez Zribi du Cesbio.

Les données utilisées sont issues des séries d'images Copernicus radar Sentinelle 1 et optiques Sentinelle 2. L'algorithme d'inversion du signal radar utilise les réseaux de neurones. Il est appliqué sur les parcelles agricoles (avec ou sans végétation) extraites des cartes d'occupation des sols 2016 et 2017 élaborée par le CES Occupation des sols de Theia (Jordi Inglada et al., Cesbio).

Des images Sentinelle 2 ont été utilisées pour calculer le NDVI (indice de végétation normalisé). Cet indice est nécessaire en entrée de l'algorithme d'inversion, d'une part, pour segmenter les surfaces agricoles issues de la carte d'occupation des sols, et, d'autre part, pour simuler la contribution de la végétation au signal radar total reçu par le satellite. La segmentation permet d'extraire des polygones homogènes à l'intérieur des parcelles agricoles et de proposer ainsi des objets plus fins que le contour des parcelles.

Grâce à une grande campagne de terrain près de la ville de Montpellier (près de 500 mesures in situ), l'estimation de l'humidité des sols sur ces cartes atteint une précision de l'ordre de 6 vol.%.

 

Région Occitanie : Cartes disponibles de septembre 2016 à mai 2018.

Région Provence-Alpes-Côte-d'Azur : Cartes disponibles de septembre 2017 à août 2018.


Figure 1. Localisation des régions Occitanie et Provence-Alpes-Côte d'Azur.

La figure 2 montre les cartes d'humidité des sols pour deux images radar du 19  et du 26 janvier 2017 sur une petite zone de la région Occitanie. La carte du 19 janvier 2017 montre que le sol du site d'étude est sec avec des valeurs d'humidité entre 5 et 15 vol.%. La carte du 26 janvier 2017 montre quant à elle des sols humides avec des humidités entre 25 et 35 vol.%. 


Figure 2. Cartes d'humidité volumique des sols pour le 19 janvier 2017 (a) et le 26 janvier 2017 (b)

Auteurs : Nicolas Baghdadi (Tetis), Mohammad El Hajj (Tetis), Hassan Bazzi (Tetis), Michael Arhinful (Tetis) et Mehrez Zribi (Cesbio)

Point de contact du CES : N. Baghdadi (Tetis) et M. Zribi (Cesbio)