Importance des corrections radiométriques dues au relief pour les données SAR du satellite ERS-1 : applications à l'hydrologie

This paper deals with the retrieval of surface soil moisture (0-5 cm) from ERS-1 SAR images in a hilly semi-arid rangeland (Walnut Gulch watershed, Arizona). The main purpose is to enlighten the necessity of calibration of the raw image by correcting for the backscattering area of each pixel. The backscattering area is simulated using a digital elevation model (40m resolution) and the results show that the calibration coefficient has a 8 dB range over the watershed and that the calibrated backscattering coefficient is decreasing with the local incidence angle. The correlation between surface soil moisture measurements and backscattering coefficients is significantly improved when the calibrated data are used, giving a sensitivity of 0.19 dB/% soil moisture. Despite the spatial variability of other parameters affecting the backscattering coefficient (soil roughness, vegetation), this relationship can still be used to detect relative change in surface soil moisture from image ratio technique if we assume constant soil roughness and vegetation properties in time. / Ce papier présente une méthode d'utilisation des images SAR du satellite ERS-1 pour la détermination de l'humidité de surface du sol (0-5 cm) en zone semi-aride, sur un bassin versant de l'Arizona (Walnut Gulch). Le principal objectif est de démontrer la nécessité de calibrer les données brutes de l'image en tenant compte de l'aire de rétrodiffusion de chaque pixel. Une nouvelle méthode de correction se basant sur une simulation d'aire à partir d'un MNT (Modèle Numérique de Terrain) est ainsi testé et montre que le coefficient de calibration peut alors varier dans une gamme de 8 dB sur le bassin versant. L'analyse des résultats montre qu'il est également possible de tenir compte de la dépendance angulaire du coefficient de rétrodiffusion avec l'angle d'incidence local. La comparaison des rétrodiffusions brutes et calibrées avec des données de terrain d'humidité du sol permet de montrer l'amélioration de la relation humidité avec les données calibrées et d'en déduire une relation statistique. Une sensibilité de 0.19 dB/% d'humidité est aini déterminé. Malgré la variabilité spatiale d'autres paramètres influant sur le, tels que la rugosité du sol et la quantité de végétation, cette relation permet d'établir, en supposant ces paramètres stables dans le temps, des cartes d'évolution de l'humidité du sol à partir de ratios d'images entre différentes dates.