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A deep learning approach to improve the retrieval of temperature and humidity profiles from a ground-based microwave radiometer / Xing Yan in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, Vol 58 n° 12 (December 2020)  

Public [article]  inIEEE Transactions on geoscience and remote sensing > Vol 58 n° 12 (December 2020) . - pp 8427 - 8437 Titre : A deep learning approach to improve the retrieval of temperature and humidity profiles from a ground-based microwave radiometer Type de document : Article/Communication Auteurs : Xing Yan, Auteur ; Chen Liang, Auteur ; Yize Jiang, Auteur Année de publication : 2020 Article en page(s) : pp 8427 - 8437 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection [Termes descripteurs IGN] analyse diachronique [Termes descripteurs IGN] apprentissage profond [Termes descripteurs IGN] changement climatique [Termes descripteurs IGN] classification par réseau neuronal [Termes descripteurs IGN] humidité du sol [Termes descripteurs IGN] modèle atmosphérique [Termes descripteurs IGN] radiomètre à hyperfréquence [Termes descripteurs IGN] température au sol Résumé : (auteur) The ground-based microwave radiometer (MWR) retrieves atmospheric profiles with a high temporal resolution for temperature and humidity up to a height of 10 km. Such profiles are critical for understanding the evolution of climate systems. To improve the accuracy of profile retrieval in MWR, we developed a deep learning approach called batch normalization and robust neural network (BRNN). In contrast to the traditional backpropagation neural network (BPNN), which has previously been applied for MWR profile retrieval, BRNN reduces overfitting and has a greater capacity to describe nonlinear relationships between MWR measurements and atmospheric structure information. Validation of BRNN with the radiosonde demonstrates a good retrieval capability, showing a root-mean-square error of 1.70 K for temperature, 11.72% for relative humidity (RH), and 0.256 g/m 3 for water vapor density. A detailed comparison with various inversion methods (BPNN, extreme gradient boosting, support vector machine, ridge regression, and random forest) has also been conducted in this research, using the same training and test data sets. From the comparison, we demonstrated that BRNN significantly improves retrieval accuracy, particularly for the retrieval of temperature and RH near the surface. Numéro de notice : A2020-741 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1109/TGRS.2020.2987896 date de publication en ligne : 29/04/2020 En ligne : https://doi.org/10.1109/TGRS.2020.2987896 Format de la ressource électronique : url article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=96371 [article]

Challenges in flood modeling over data-scarce regions: how to exploit globally available soil moisture products to estimate antecedent soil wetness conditions in Morocco / El Mahdi El Khalk in Natural Hazards and Earth System Sciences, vol 20 n° 10 (October 2020)  

Public [article]  inNatural Hazards and Earth System Sciences > vol 20 n° 10 (October 2020) . - pp 2591 - 2607 Titre : Challenges in flood modeling over data-scarce regions: how to exploit globally available soil moisture products to estimate antecedent soil wetness conditions in Morocco Type de document : Article/Communication Auteurs : El Mahdi El Khalk, Auteur ; Yves Tramblay, Auteur ; Christian Massari, Auteur Année de publication : 2020 Article en page(s) : pp 2591 - 2607 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection [Termes descripteurs IGN] Advanced scatterometer [Termes descripteurs IGN] Atlas marocain [Termes descripteurs IGN] bassin hydrographique [Termes descripteurs IGN] crue [Termes descripteurs IGN] humidité du sol [Termes descripteurs IGN] image SMOS [Termes descripteurs IGN] inondation [Termes descripteurs IGN] Maroc [Termes descripteurs IGN] modèle hydrographique [Termes descripteurs IGN] modélisation [Termes descripteurs IGN] variation saisonnière [Termes descripteurs IGN] zone semi-aride Résumé : (auteur) The Mediterranean region is characterized by intense rainfall events giving rise to devastating floods. In Maghreb countries such as Morocco, there is a strong need for forecasting systems to reduce the impacts of floods. The development of such a system in the case of ungauged catchments is complicated, but remote-sensing products could overcome the lack of in situ measurements. The soil moisture content can strongly modulate the magnitude of flood events and consequently is a crucial parameter to take into account for flood modeling. In this study, different soil moisture products (European Space Agency Climate Change Initiative, ESA-CCI; Soil Moisture and Ocean Salinity, SMOS; Soil Moisture and Ocean Salinity by the Institut National de la Recherche Agronomique and Centre d'Etudes Spatiales de la Biosphère, SMOS-IC; Advanced Scatterometer, ASCAT; and ERA5 reanalysis) are compared to in situ measurements and one continuous soil-moisture-accounting (SMA) model for basins located in the High Atlas Mountains, upstream of the city of Marrakech. The results show that the SMOS-IC satellite product and the ERA5 reanalysis are best correlated with observed soil moisture and with the SMA model outputs. The different soil moisture datasets were also compared to estimate the initial soil moisture condition for an event-based hydrological model based on the Soil Conservation Service curve number (SCS-CN). The ASCAT, SMOS-IC, and ERA5 products performed equally well in validation to simulate floods, outperforming daily in situ soil moisture measurements that may not be representative of the whole catchment soil moisture conditions. The results also indicated that the daily time step may not fully represent the saturation state before a flood event due to the rapid decay of soil moisture after rainfall in these semiarid environments. Indeed, at the hourly time step, ERA5 and in situ measurements were found to better represent the initial soil moisture conditions of the SCS-CN model by comparison with the daily time step. The results of this work could be used to implement efficient flood modeling and forecasting systems in semiarid regions where soil moisture measurements are lacking. Numéro de notice : A2020-610 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article DOI : 10.5194/nhess-20-2591-2020 date de publication en ligne : 05/10/2020 En ligne : https://doi.org/10.5194/nhess-20-2591-2020 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=95974 [article]

Improved algorithms for the measurement of total precipitable water and cloud liquid water from SARAL microwave radiometer observations / Rajput Neha Mangalsinh in Marine geodesy, vol 42 n° 4 (July 2019)  

Public [article]  inMarine geodesy > vol 42 n° 4 (July 2019) . - pp 367 - 381 Titre : Improved algorithms for the measurement of total precipitable water and cloud liquid water from SARAL microwave radiometer observations Type de document : Article/Communication Auteurs : Rajput Neha Mangalsinh, Auteur ; Atul Kumar Varma, Auteur Année de publication : 2019 Article en page(s) : pp 367 - 381 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image radar et applications [Termes descripteurs IGN] cryosphère [Termes descripteurs IGN] données altimétriques [Termes descripteurs IGN] hauteurs de mer [Termes descripteurs IGN] image GPM [Termes descripteurs IGN] image SSMIS [Termes descripteurs IGN] image TRMM-MI [Termes descripteurs IGN] nuage [Termes descripteurs IGN] précipitation [Termes descripteurs IGN] radiomètre à hyperfréquence [Termes descripteurs IGN] température de luminance [Termes descripteurs IGN] vapeur d'eau Résumé : (auteur) SARAL carried onboard a radar altimeter that provides very precise measurements of the sea surface height (SSH). Like other altimetric missions, SARAL carries a passive microwave radiometer (PMR) for wet tropospheric correction to SSH. In the present study, new algorithms are developed for the retrieval of cloud liquid water (CLW) and total precipitable water vapor (TPW) over the global oceans from PMR measurements of the brightness temperatures. A radiative transfer and genetic algorithm based retrieval scheme is proposed for the estimation of CLW and TPW from SARAL PMR. The comparisons of CLW from PMR with independent measurements from GPM-GMI and SSMIS within and outside ±40° latitudes show correlation (R) of 0.86 and 0.83, bias of 0.7 and −3.61 mg/cm2, and root mean square error (RMSE) of 8.42 and 8.07 mg/cm2, respectively. Similarly, TPW from PMR with GPM-GMI and SSMIS show R of 0.99 and 0.98, bias of −0.04 and −0.03 g/cm2 and RMSE of 0.17 and 0.17 g/cm2, respectively. The retrieval accuracy of CLW and TPW from the new algorithms is compared with these parameters provided in the SARAL geophysical data records as finished products, which showed substantial improvement in the quality of the parameters from the new algorithm. Numéro de notice : A2019-282 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1080/01490419.2019.1624662 date de publication en ligne : 12/06/2019 En ligne : https://doi.org/10.1080/01490419.2019.1624662 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=93116 [article]

Land Surface Remote Sensing in Continental Hydrology, ch. 3. Using satellite scatterometers to monitor continental surfaces / Pierre-Louis Frison (2017)  

Public Titre de série : Land Surface Remote Sensing in Continental Hydrology, ch. 3 Titre : Using satellite scatterometers to monitor continental surfaces Type de document : Chapitre/Contribution Auteurs : Pierre-Louis Frison , Auteur ; Lionel Jarlan, Auteur ; Eric Mougin, Auteur Editeur : Amsterdam [Pays Bas] : Elsevier Année de publication : 2017 Note générale : bibliographie Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection [Termes descripteurs IGN] biomasse aérienne [Termes descripteurs IGN] dégel [Termes descripteurs IGN] diffusomètre [Termes descripteurs IGN] humidité du sol [Termes descripteurs IGN] stress hydrique [Termes descripteurs IGN] zone boréale Résumé : (auteur) Scatterometers are sidelooking radar sensors designed to precisely evaluate the radar backscatter coefficient σ0 of the surfaces being observed. However, as we will aim to demonstrate, this high radiometric resolution is obtained at the cost of spatial resolution. Scatterometers are therefore radar sensors complementary to synthetic aperture radars (SAR). These promote spatial resolution at the cost of radiometric resolution. Thus, while current SAR are characterized by a spatial resolution of about 1 m, with a strong radiometric variation linked to the speckle effect, satellite scatterometers have a spatial resolution accurate to about 10 km, with an precision on the estimation of σ0 within a tenth of a decibel. Originally designed in order to evaluate the speed and direction of wind across ocean surfaces, the potential of these sensors for the monitoring of continental surfaces on a regional or global scale has been demonstrated. Numéro de notice : H2017-032 Affiliation des auteurs : UPEM-LaSTIG+Ext (2016-2019) Thématique : IMAGERIE Nature : Chapître / contribution nature-HAL : ChOuvrScient DOI : 10.1016/B978-1-78548-104-8.50003-6 date de publication en ligne : 23/09/2016 En ligne : https://doi.org/10.1016/B978-1-78548-104-8.50003-6 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=95536

Voir aussi

• Télédétection pour l'observation des surfaces continentales, ch. 3. Utilisation des diffusiomètres satellitaires pour le suivi des surfaces continentales / Pierre-Louis Frison (2017)

Télédétection pour l'observation des surfaces continentales, ch. 3. Utilisation des diffusiomètres satellitaires pour le suivi des surfaces continentales / Pierre-Louis Frison (2017)

Public contenu dans Télédétection pour l'observation des surfaces continentales, Volume 4. Observation des surfaces continentales par télédétection 2 / Nicolas Baghdadi (2017) Titre de série : Télédétection pour l'observation des surfaces continentales, ch. 3 Titre : Utilisation des diffusiomètres satellitaires pour le suivi des surfaces continentales Type de document : Chapitre/Contribution Auteurs : Pierre-Louis Frison , Auteur ; Lionel Jarlan, Auteur ; Eric Mougin, Auteur Editeur : Londres : ISTE Editions Année de publication : 2017 Collection : Collection système Terre - Environnement Importance : pp 89 - 119 Note générale : bibliographie Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection [Termes descripteurs IGN] biomasse aérienne [Termes descripteurs IGN] dégel [Termes descripteurs IGN] diffusomètre [Termes descripteurs IGN] humidité du sol [Termes descripteurs IGN] stress hydrique [Termes descripteurs IGN] zone boréale Résumé : (auteur) A retenir : - Contrairement à la télédétection Vis/PIR dont les premières images dédiées à la terre datent du début des années 1970, les observations globales dans le domaine radar effectuées par les diffusiomètres sont plus récentes et permettent aussi une observation continue en bande C depuis 1991, et en bande Ku depuis 1999. - Ces données sont directement liées au contenu en eau du sol en surface et à la quantité de biomasse aérienne. Etant peu ou pas sensibles à l'atmosphère, elles permettent des estimations quantitatives de ces paramètres. - C'est la sensibilité du radar à l'humidité superficielle du sol qui a fortement contribué à l'utilisation de ces données pour le suivi des terres émergées dans le cadre de nombreuses applications en météorologie et en hydrologie. - Pour le suivi de la végétation, les longueurs d'ondes utilisées les rendent particulièrement adaptées au suivi des zones arides et semi-arides. - Plusieurs applications plus exploratoires ont été développées à partir des données des diffusiomètres. Bien que n'ayant pas encore le même niveau de maturité, certaines comme la cartographie des zones inondées ou la détection du stress hydrique de végétation sont amenées à être développées notamment grâce à la continuité des programmes spatiaux qui permettront des acquisitions sur de longues périodes. Numéro de notice : H2017-027 Affiliation des auteurs : LaSTIG MATIS+Ext (2012-2019) Thématique : IMAGERIE Nature : Chapître / contribution nature-HAL : ChOuvrScient Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=91718

Voir aussi

• Land Surface Remote Sensing in Continental Hydrology, ch. 3. Using satellite scatterometers to monitor continental surfaces / Pierre-Louis Frison (2017)  

Télédétection pour l'observation des surfaces continentales, Volume 4. Observation des surfaces continentales par télédétection 2 / Nicolas Baghdadi (2017)

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Adaptive estimation of the stable boundary layer height using combined Lidar and microwave radiometer observations / Umar Saeed in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 54 n° 12 (December 2016)  

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Measure of temporal variation of P-Band radar cross section and temporal coherence of a temperate tree / Clément Albinet in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 54 n° 11 (November 2016)  

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SMAP L-Band microwave radiometer: RFI mitigation prelaunch analysis and first year on-orbit observations / Priscilla N. Mohammed in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 54 n° 10 (October 2016)  

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GNSS interferometric radio occultation / Manuel Martín-Neira in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 54 n° 9 (September 2016)  

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Direction-of-arrival estimation of VHF signals recorded on the international space station and simultaneous observations of optical lightning / Hiroshi Kikuchi in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 54 n° 7 (July 2016)  

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High-precision positioning of radar scatterers / Prabu Dheenathayalan in Journal of geodesy, vol 90 n° 5 (May 2016)  

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A sky status indicator to detect rain-affected atmospheric thermal emissions observed at ground / Ada Vittoria Bosisio in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 51 n° 9 (September 2013)  

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Maintaining the long-term calibration of the Jason-2/OSTM advanced microwave radiometer through intersatellite calibration / Shannon Brown in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 51 n° 3 Tome 1 (March 2013)  

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Overview of FY-3 payload and ground application system / Z. Yang in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 50 n° 12 (December 2012)  

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