Bilan hydrique

Bilan hydrique

Présentation & objectifs

Le groupe d’experts Bilan hydrique regroupe des équipes du CESBIO à Toulouse et de l’UMR TETIS à Montpellier. Une partie des travaux est menée en coopération avec des équipes de l’UMR Ispa, de l’IGE et de l’ECMWF.

Les équipes participantes sont reconnues nationalement et internationalement pour leur maîtrise des différents aspects liés la télédétection et à la modélisation de l’humidité des sols.

Variables & Produits

[DOI]

Ce produit documente l’humidité du sol avec une forte répétitivité temporelle (une carte tous les 6 jours) et à l’échelle parcellaire et intra-parcellaire parcellaire (à partir de 0,2 hectare). Les données utilisées sont issues des séries d’images Copernicus radar Sentinel-1 et optiques Sentinel-2. L’algorithme d’inversion du signal radar utilise les réseaux de neurones. Il est appliqué sur les parcelles agricoles (avec ou sans végétation). Il a été produit sur de nombreux sites en France, en Europe et autour du bassin méditerranéen jusqu’en 2022. Il est disponible à la demande en attendant d’être intégré dans l’offre de production du CDS-MTD de Montpellier.

Licence ETALAB v.2.0

Humidité du sol très haute résolution pour la région d’Arles.

Bibliographie

Loïc Lozac’H, Hassan Bazzi, Nicolas Baghdadi, Mohammad El Hajj, Mehrez Zribi, et al.. Sentinel1/Sentinel-2-Derived soil moisture product at plot scale (S2MP). IEEE Geoscience and Remote Sensing
Society (M2GARSS 2020), Mar 2020, Tunis, Tunisia. ff10.1109/M2GARSS47143.2020.9105210ff. ffhal02631856

Nicolas Baghdadi
INRAE | Tetis
ResearchGate
Contributions

Mehrez Zribi
CNRS | Cesbio
ResearchGate
@M.Zribi
Contributions

[DOI données agrégées] [DOI données diélectriques]

Le produit L3SM multidate est obtenu par une synthèse de pixels clairs à partir de plusieurs produits de niveau 2 acquis pendant une courte période (3, 10 ou 30 jours). L’algorithme SMOS INRA-CESBIO (SMOS-IC) a été conçu par l’INRA (Institut National de la Recherche Agronomique) et le CESBIO (Centre d’Études Spatiales de la BIOsphère) afin d’estimer à l’échelle mondiale l’humidité superficielle et l’opacité de la végétation. Il est fourni au format NetCDF et grille EASE-grid-2 avec un échantillonnage à 25 km. Les données agrégées et diélectriques sont disponibles.

Humidité du sols à 25 km pour les tropiques

Licence CC BY-NC 4.0

Ressources

Blog Smos Soil Moisture and Ocean Salinity
http://www.cesbio.ups-tlse.fr/SMOS_blog

Centre Aval de Traitement des Données SMOS (CATDS)
http://www.catds.fr

Bibliographie

Al Bitar Ahmad, Mialon Arnaud, Kerr Yann H., Cabot Francois, Richaume Philippe, Jacquette Elsa, Quesney Arnaud, Mahmoodi Ali, Tarot Stephane, Parrens Marie, Al-Yaari Amen, Pellarin Thierry, Rodriguez-Fernandez Nemesio, Wigneron Jean-Pierre (2017). The global SMOS Level 3 daily soil moisture and brightness temperature maps. Earth System Science Data, 9(1), 293-315. Publisher’s official version : http://doi.org/10.5194/essd-9-293-2017 , Open Access version : http://archimer.ifremer.fr/doc/00388/49941/

Yann Kerr CESBIO

Yann Kerr
Cesbio
@Y.Kerr

Arnaud Mialon
Cesbio
@A.Mialon

https://ib.remote-sensing.inrae.fr/

Les données de niveau 3 produites par l’algoritme SMOS-IC repose sur une inversion de deux variables au moyen de L-MEB (Wigneron et al. (2017), en supposant les pixels homogènes. SMOS-IC repose donc sur le même concept que le niveau 2, mais avec des simplifications : pas de distinctions sur les pixels hétérogènes, en particulier les zones de forêts et végétation basse, pas de correction des diagrammes d’antenne ou des étendues d’eau libre ou de la géométrie de prise de vues. L’objectif est d’être aussi indépendant des données auxiliaires que possible afin d’être moins impacté par les incertitudes possibles de ces données auxiliaires et corrections associées La version actuelle est 105 et est disponible sur la grille à 25km EASEv2 grid, au format netcdf.

L’impact de la sécheresse de 2018. Ici l’humidité du sol mesurée par SMOS-IC en juillet 2017 (à gauche) et en juillet 2018 (à droite) pour l’Europe. La comparaison montre un fort déficit estival sur la France du Nord, la Belgique et les Pays-Bas en 2018 (Copyright INRAE Bordeaux; Bastos et al., Sc. Advances, 2020).

Licence CC BY-NC 4.0

Bibliographie

Fernandez-Moran, R., Al-Yaari, A., Mialon, A. , Mahmoodi, A , Al Bitar, A. , De Lannoy, G., Lopez-Baeza, E., Kerr, Y., Wigneron, J.-P., 2017. SMOS-IC: An alternative SMOS soil moisture and vegetation optical depth product, Remote Sens., 9, 457; doi:10.3390/rs9050457

Fernandez-Moran, R., Wigneron, J.-P., De Lannoy, G., Lopez-Baeza, E., Parrens, M., Mialon, A., Mahmoodi, A, Al-Yaari, A., Bircher, S., Al Bitar, A., Richaume, P, Kerr, Y., 2017. A new calibration of the effective scattering albedo and soil roughness parameters in the SMOS SM retrieval algorithm, accepted International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation

Fernandez-Moran, R., Al-Yaari, A. , Mialon, A. , Mahmoodi, A , Al Bitar, A. , De Lannoy, G., Lopez-Baeza, E., Kerr, Y., Wigneron, J.-P., 2017. SMOS-IC: An alternative SMOS soil moisture and vegetation optical depth product, Remote Sens., 9, 457; doi:10.3390/rs9050457

Jean-Pierre Wigneron
INRAE | SMOS-IC
ResearchGate
Contributions FR | EN

[Catalogue THEIA]

Le produit d’humidité dans la zone racinaire (1 m de profondeur) fournit à l’échelle globale des données à 25 km de résolution, élaborées à partir du satellite SMOS. SMOS est le premier satellite d’observation de la terre dédié à la mesure de l’humidité du sol grâce à son radiomètre interférométrique 2D bande-L (1.4 GHz). Depuis janvier 2010, il permet d’observer l’humidité du sol en surface (0-5 cm), deux fois (en orbite descendante et ascendante) tous les trois jours (au niveau de l’équateur) à l’échelle du globe. Le produit est fourni sur la grille EASE2 à 25 km en cohérence avec l’échantillonnage du produit d’humidité de surface en entrée. La revisite élevée de SMOS permet de mettre à jour l’humidité dans les couches de la zone racinaire de façon fréquente.

Carte globale de l’humidité en zone racinaire issue du produit CATDS L4 RZSM du 30/07/2019

Licence CC BY-NC 4.0

Bibliographie

Ahmad Al-Bitar
Cesbio
@A.Albitar

[DOI Lien]

Le produit d’indice de sécheresse fournit à l’échelle globale des données à 25 km de résolution élaborées à partir du satellite Smos. La période couverte a débuté en 2010 et se poursuit jusqu’à présent. Le produit final obtenu en combinant les données Smos et les simulations obtenues par des modèles physiques (hydrologique, statistique avec/sans assimilation de donnée…) ou en utilisant des données de télédétection issues d’autres capteurs (désagrégation, fusion de données, synergie) est de niveau 4. Il est disponible au format NetCDF et grille EASE-grid-2 avec un échantillonnage à 25 km.

La comparaison des données entre 2015 et 2019 permet de documenter le lien entre la sécheresse en Amazonie et en Australie et l’ampleur des feux de forêts qu’ont connu les deux zones quelques mois plus tard.

Licence CC BY-NC 4.0

Bibliographie

[DOI]

Le groupe d’experts Cartographie numérique des sols met à disposition une cartographie du réservoir en eau utile (RU) du sol en France métropolitaine. Ce réservoir est calculé à partir d’une fonction de pédo-transfert, appliquée à des caractéristiques du sol estimées par des techniques de cartographie numérique.

Carte de la réserve utile en eau des sols France

Licence ETALAB2.0

Ressources

Bibliographie

Román Dobarco et al. (2019). Geoderma https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2019.02.036). Estimation limitée à un sol de 2 mètres de profondeur maximale.

Arrouays D., Cousin I., Pieri P., La Jeunesse I., Richer-de Forges A.C. (2022). La disponibilité en eau, le réservoir en eau utile des sols, les plantes et la vigne – Progrès et verrous de connaissance ; interrogations et enjeux dans le contexte du changement climatique. Article Technique. Revue des Œnologues 182. p. 19-20.

Anne Richer-de-Forges
INRAE | Info&Sols
ResearchGate
Contributions FR

[DOI Lien]

Le produit rugosité de surface fournit, à l’échelle mondiale, des données à 25 km de résolution élaborées à partir du satellite SMOS. Ces données sont acquises à une fréquence annuelle, mais sont supposées stables sur de longues périodes. Format NetCDF et grille EASE-grid-2 avec un échantillonnage à 25 km. 

Remerciements : Centre Aval de Traitement des Données SMOS (CATDS), Cnes, Ifremer

Carte mondiale de rugosité basée sur des données SMOS de 2011

Licence CC BY-NC 4.0

Bibliographie
Global-scale surface roughness effects at L-band as estimated from SMOS observations | Marie Parrens, Jean-Pierre Wigneron, Philippe Richaume, Arnaud Mialon, Ahmad Al Bitar, Roberto Fernandez-Moran, Amen Al-Yaari, Yann H. Kerr | Remote Sensing for Environment 2016.Télécharger

Yann Kerr CESBIO

Yann Kerr
Cesbio
@Y.Kerr

Ahmad Al-Bitar
Cesbio
@A.Albitar

Jean-Pierre Wigneron
INRAE | SMOS-IC
ResearchGate
Contributions FR | EN

Marie Parrens
Cesbio

[DOI/Lien]

Le produit cartes de surfaces irriguées / non irriguées, à haute résolution spatiale mis à jour à une fréquence annuelle, voire biannuelle. Il a une échelle décamétrique (entre 10 et 20 m) et couvre toute la France. D’autres sites peuvent être pris en compte au cas par cas. Différentes données sont utilisées : les produits de niveau 2A (ou 3A) de Sentinel-2, les produits Sentinel-1 et les données Landsat-8. Il est destiné aux chambres régionales d’agriculture, des agences de l’eau et des gestionnaires des bassins versants.

Licence

Bibliographie

Erwan Beauvois, « Irrigated Cropland mapping using Sentinel 2 images », Rapport de stage, CESBIO, 30 p.

Marais Sicre, Claire; Inglada, Jordi; Fieuzal, Rémy; Baup, Frédéric; Valero, Silvia; Cros, Jérôme; Huc, Mireille; Demarez V.; Early Detection of Summer Crops Using High Spatial Resolution Optical Image Time Series, Remote Sensing, 8, 7, 591, 2016

Valérie Demarez
CESBIO
ResearchGate
Contributions FR

Services & algorithmes

S2MP

SMOS-IC

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