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Atmospheric correction to passive microwave brightness temperature in snow cover mapping over china / Yubao Qiu in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 59 n° 8 (August 2021)  

Public [article]  inIEEE Transactions on geoscience and remote sensing > vol 59 n° 8 (August 2021) . - pp 6482 - 6495 Titre : Atmospheric correction to passive microwave brightness temperature in snow cover mapping over china Type de document : Article/Communication Auteurs : Yubao Qiu, Auteur ; Lijuan Shi, Auteur ; Juha Lemmetyinen, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : pp 6482 - 6495 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image radar et applications [Termes IGN] capteur passif [Termes IGN] Chine [Termes IGN] correction atmosphérique [Termes IGN] image NOAA [Termes IGN] image SSMIS [Termes IGN] image Terra-MODIS [Termes IGN] manteau neigeux [Termes IGN] modèle atmosphérique [Termes IGN] neige [Termes IGN] série temporelle [Termes IGN] télédétection en hyperfréquence [Termes IGN] température de luminance [Termes IGN] teneur en vapeur d'eau Résumé : (auteur) Variable atmospheric conditions are typically ignored in the retrieval of geophysical parameters of the Earth’s surface when using spaceborne passive microwave observations. However, high frequencies, for example, 91.7 GHz, are sensitive to variable atmospheric absorption, even in winter’s dry conditions. In this article, the influence of variable atmospheric absorption on snow cover extent (SCE) mapping was quantitatively investigated. A physical method was derived to enable atmospheric correction for variable atmospheric conditions. The total column precipitable water vapor (TPWV) from Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) was parametrized into transmittances in this correction method. The corrected brightness temperature at 19 and 91.7 GHz from the Special Sensor Microwave Imager Sounder (SSMIS) was applied to the threshold algorithm for snow mapping over China. Compared with the Interactive Multisensor Snow and Ice Mapping System (IMS) data in winter from 2012 to 2013, for Qinghai–Tibet plateau (QTP), a significant improvement after correction was obtained from February to March over ephemeral and shallow snow, where the largest daily improvement of accuracy is up to 20%. The accuracy (incl. precision, recall, and F1 index) improved on average is from 0.77 (0.60, 0.68, and 0.63) to 0.79 (0.69, 0.7, and 0.68) over the full winter time from December to March. Over forest-rich Northeast China, where snow in winter is thicker, small improvement was observed at the onset of the snow season and over snow margin area. It was evidenced that high frequency is a promising way of snow cover mapping with the proposed atmospheric correction method. Numéro de notice : A2021-630 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1109/TGRS.2020.3031837 Date de publication en ligne : 02/11/2020 En ligne : https://doi.org/10.1109/TGRS.2020.3031837 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=98279 [article]

Caractérisation du manteau neigeux arctique, suivi climatique et télédétection micro-onde / Céline Vargel (2020)  

Public Titre : Caractérisation du manteau neigeux arctique, suivi climatique et télédétection micro-onde Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Céline Vargel, Auteur ; Ghislain Picard, Directeur de thèse ; Alain Royer, Directeur de thèse Editeur : Grenoble [France] : Université Grenoble Alpes Année de publication : 2020 Autre Editeur : Sherbrooke [Canada] : Université de Sherbrooke Importance : 156 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie Thèse pour obtenir les grades de : docteur de l'Université de Sherbrooke, Spécialité : Physique de la Télédétection docteur de l'Université Grenoble Alpes, Spécialité : Sciences de la Terre et Univers, Environnement Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection [Termes IGN] Arctique [Termes IGN] caractérisation [Termes IGN] changement climatique [Termes IGN] couvert végétal [Termes IGN] manteau neigeux [Termes IGN] modèle de simulation [Termes IGN] modèle de transfert radiatif [Termes IGN] télédétection en hyperfréquence [Termes IGN] température au sol [Termes IGN] température de luminance [Termes IGN] transfert radiatif Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) Les régions de hautes latitudes nord se réchauffent de façon plus intense que sur le reste du globe. Ce phénomène, appelé amplification arctique, est dû en partie à la diminution de l'étendue de glace de mer et de la couverture de neige. Par ses changements de pouvoirs réfléchissant et isolant, la neige, présente 9 mois de l'année, pourrait avoir un effet important sur l'augmentation des températures du sol. Le dégel du pergélisol à travers le carbone ainsi libéré serait susceptible d'avoir un impact important sur le climat futur de l'Arctique. Ce projet de recherche a pour objectif d'améliorer le suivi du couvert nival arctique et des températures du sol. À l'heure actuelle, les modèles détaillés d'évolution du manteau neigeux tels que le modèle Crocus ne parviennent pas à reproduire la physique particulière de la neige arctique ce qui conduit à des incertitudes importantes dans la modélisation des températures du sol. De nouvelles paramétrisations physiques ont été implémentées au sein du modèle Crocus pour améliorer la stratification verticale du manteau neigeux en introduisant les effets de la végétation (neige moins dense en profondeur) et les effets du vent (neige plus dense en surface), ainsi que pour modifier la conductivité thermique de la neige. Ces nouvelles paramétrisations permettent une meilleure représentation des températures du sol sous la neige, validée avec un large jeu de données en Alaska, dans l'Arctique canadien et en Sibérie. Les simulations ainsi réalisées à l'aide du modèle Crocus modifié, piloté par la réanalyse météorologique ERA-Interim sur les 39 dernières années (1979-2018), à l'échelle panarctique, montrent une augmentation significative de la densité de la neige au printemps ainsi que de l'humidité de la neige principalement au printemps et en automne, accompagnée d'une diminution significative de la durée d'enneigement. Ces effets cumulés à l'augmentation des températures de l'air entraînent une augmentation des températures du sol allant jusqu'à +0.89 K par décade pour le mois de juin. De façon à pouvoir améliorer le suivi de l'évolution spatiale et temporelle du couvert nival, l'utilisation de données d'observations satellitaires micro-onde est proposée. À partir de l'analyse d'un jeu de données unique de mesures radiométriques en surface associées à la caractérisation in-situ du manteau neigeux (119 snowpits avec des observations simultanées) en zone arctique et subarctique, une paramétrisation optimale du modèle de transfert radiatif SMRT a été définie. En utilisant une longueur de corrélation exponentielle ajustée comme paramètre de microstructure de la neige dans le modèle électromagnétique Improved Born Approximation (IBA), l'étude montre, par rapport aux autres configurations de modèles testées, de meilleurs résultats avec une erreur moyenne (RMSE) inférieure à 30% des observations pour la neige subarctique et 24% pour la neige arctique. Couplées à Crocus, les températures de brillance simulées sur l'ensemble de l'Arctique sont significativement meilleures avec Crocus modifié qu'avec Crocus standard (38 K d'amélioration de l'erreur en moyenne). Ces résultats ouvrent la voie à l'utilisation de l'assimilation des observations micro-onde satellitaires dans le modèle Crocus à grande échelle afin d'améliorer les simulations de densité de la neige arctique, paramètre clef du manteau neigeux influant sur l'évolution des températures du sol sous la neige. Note de contenu : 1. Introduction générale 1.1 La cryosphère dans le système climatique 1.2 L’Arctique dans le contexte du changement climatique 1.3 Problématique 1.4 Objectifs du doctorat 1.5 Organisation du manuscrit de thèse 2. Matériel et Méthode 2.1 Modélisation du manteau neigeux 2.2 Modélisation des températures de brillance de la neige 3. Article 1 : Amélioration des simulations de la climatologie des propriétés de la neige arctique et de la température du sol sur la période 1979-2018 dans la taïga circumpolaire et les zones arctiques 3.1 Résumé de l’article 3.2 Article : Improved simulations of Arctic snow properties and soil temperature climatology over the 1979-2018 period in circumpolar taiga and Arctic areas 3.3 Complément d’analyse à l’article 3.4 Analyse des tendances d’évolution de la température du sol 3.5 Stockage de carbone organique dans le sol 4. Article 2 : Analyse de la microstructure de la neige arctique et subarctique pour des simulations de températures de brillance micro-onde 4.1 Résumé de l’article 4.2 Article : Arctic and Subarctic snow microstructure analysis for microwave brightness temperature simulations 4.3 Complément d’analyse à l’article 2 5. Modélisation micro-onde panarctique 5.1 Introduction 5.2 Méthode 5.3 Résultats 5.4 Discussion 5.5 Conclusion 6. Conclusion et perspectives 6.1 Conclusion 6.2 Contributions originales de la thèse 6.3 Perspectives du projet de recherche Annexes Numéro de notice : 26531 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Physique de la Télédétection : Sherbrooke : 2020 Thèse de Doctorat : Sciences de la Terre et Univers, Environnement : Grenoble : 2020 Organisme de stage : Centre d’Application et de Recherche en Télédétection (CARTEL) et de L’Institut des Geosciences de l’Environnement (IGE) nature-HAL : Thèse Date de publication en ligne : 31/03/2021 En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03185802/document Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=97562

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 IGN] cryosphère [Termes IGN] données altimétriques [Termes IGN] hauteurs de mer [Termes IGN] image GPM [Termes IGN] image SSMIS [Termes IGN] image TRMM-MI [Termes IGN] nuage [Termes IGN] précipitation [Termes IGN] radiomètre à hyperfréquence [Termes IGN] température de luminance [Termes 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]

Improving the spatial bias correction algorithm in SMOS image reconstruction processor : validation of soil moisture retrievals with in situ data / Ali Khazaal in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 57 n° 1 (January 2019)  

Public [article]  inIEEE Transactions on geoscience and remote sensing > vol 57 n° 1 (January 2019) . - pp 277 - 290 Titre : Improving the spatial bias correction algorithm in SMOS image reconstruction processor : validation of soil moisture retrievals with in situ data Type de document : Article/Communication Auteurs : Ali Khazaal, Auteur ; Philippe Richaume, Auteur ; François Cabot, Auteur ; Eric Anterrieu, Auteur ; Arnaud Mialon, Auteur ; Yann H. Kerr, Auteur Année de publication : 2019 Article en page(s) : pp 277 - 290 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image radar et applications [Termes IGN] correction d'image [Termes IGN] erreur systématique [Termes IGN] humidité du sol [Termes IGN] image SMOS [Termes IGN] résidu [Termes IGN] télédétection en hyperfréquence [Termes IGN] température de luminance Résumé : (Auteur) SMOS is a space mission led by the European Space Agency and designed to provide global maps of Soil Moisture and Ocean salinity, two important geophysical parameters for understanding the water cycle variations and climate change. The SMOS payload is a 2-D interferometer operating at L-band that consists of 69 elementary antennas located along a Y-shaped structure. Important spatial biases persist in the retrieved brightness temperature (BT) images mainly due to the phenomenon of aliasing inside the field of view of SMOS but also due to the Gibbs oscillations near land/ocean transitions. To minimize these biases, a differential image reconstruction algorithm is used in the operational processor that reduces the contrast of the image to be retrieved. To do that, the contribution of a constant artificial temperature map is removed from the measurements prior to reconstruction and then added back after the reconstruction. In this paper, we show that strong residual biases are still present in the retrieved images. To reduce them, we propose to improve the bias correction algorithm by using a more realistic artificial temperature scene based on separating the land and ocean regions and assigning a constant temperature over land and a Fresnel BT model over the ocean. The artificial scene is also improved by means of representing each pixel by its water fraction percentage to smooth the land/ocean transitions. The improved algorithm is validated over the ocean by comparing the retrieved temperatures to a forward geophysical model but also over land by comparing the retrieved soil moisture to in situ measurements. Numéro de notice : A2019-106 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1109/TGRS.2018.2853619 Date de publication en ligne : 09/08/2018 En ligne : https://doi.org/10.1109/TGRS.2018.2853619 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=92412 [article]

Vegetation effects modeling in soil moisture retrieval using MSVI / Mina Moradizadeh in Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, PERS, vol 82 n° 10 (October 2016)  

Public [article]  inPhotogrammetric Engineering & Remote Sensing, PERS > vol 82 n° 10 (October 2016) . - pp 803 - 810 Titre : Vegetation effects modeling in soil moisture retrieval using MSVI Type de document : Article/Communication Auteurs : Mina Moradizadeh, Auteur ; Mohammad R. Saradjian, Auteur Année de publication : 2016 Article en page(s) : pp 803 - 810 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection [Termes IGN] humidité du sol [Termes IGN] image multicapteur [Termes IGN] indice de végétation [Termes IGN] itération [Termes IGN] température au sol [Termes IGN] température de luminance Résumé : (Auteur) Brightness temperature (BT) measured by passive microwave sensors is usually affected by soil moisture, vegetation cover, and soil roughness. Soil moisture estimates have been limited to regions that had either bare soil or low to moderate amounts of vegetation cover. In this study, Simultaneous Land Parameters Retrieval Model (SLPRM) as an iterative least-squares minimization method has been used. This algorithm retrieves surface soil moisture, land surface temperature, and canopy temperature simultaneously using brightness temperature data in bare soil, low to moderate and higher amounts of vegetation cover. Furthermore, a new index called MSVI (Multi Sensor Vegetation Index) has been introduced to approximate vegetation effects on properly observed brightness temperatures. The algorithm includes model construction, calibration, and validation using observations carried out for the SMEX03 (Soil Moisture Experiment 2003) region in the South and North of Oklahoma. The results indicated about 0.9 percent improvement on soil moisture estimation accuracy using the MSVI. Numéro de notice : A2016-935 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article DOI : 10.14358/PERS.82.10.803 En ligne : http://dx.doi.org/10.14358/PERS.82.10.803 Format de la ressource électronique : URL artilce Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=83349 [article]

A physics-based unmixing method to estimate subpixel temperatures on mixed pixels / Manuel Cubero-Castan in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 53 n° 4 (April 2015)  

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An analysis of urban expansion and its associated thermal characteristics using Landsat imagery / Wei Huang in Geocarto international, vol 30 n° 1 - 2 (January - February 2015)  

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Spatiotemporally characterizing urban temperatures based on remote sensing and GIS analysis: a case study in the city of Saskatoon (SK, Canada) / Li Shen in Open geosciences, vol 7 n° 1 (January 2015)  

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Modeling and sensing the vertical structure of the atmospheric path delay by microwave radiometry to correct SAR interferograms / Patrizia Basili in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 52 n° 2 (February 2014)  

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A comparative analysis of low-level radio frequency interference in SMOS and Aquarius microwave radiometer measurements / Mustafa Aksoy in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 51 n° 10 (October 2013)  

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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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Improved geolocation and Earth incidence angle information for a fundamental climate data record of the SSM/I sensors / Wesley Berg in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 51 n° 3 Tome 1 (March 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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A new technique using infrared satellite measurements to improve the accuracy of the CALIPSO cloud-aerosol discrimination method / A. Naeger in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 51 n° 1 Tome 2 (January 2013)  

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Mapping nighttime flood from MODIS observations using support vector machines / R. Zhang in Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, PERS, vol 78 n° 11 (November 2012)  

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