Modifications des modèles de diffusion pour une meilleure compréhension de la mesure radar sur les sols agricoles nus. - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2010

Modifications in diffusion models for better understanding of the signal radar on agricultural bare soils

Modifications des modèles de diffusion pour une meilleure compréhension de la mesure radar sur les sols agricoles nus.

Résumé

Radar remote sensing has shown great potential in the characterization of soil surface and hydrological processes. The knowledge of these parameters is of fundamental interest to quantify and predict the distribution of rainfall as well as modelling of the erosion of agricultural soils. Several models have been already developed but they still have limitations in understanding the behaviour of radar signal. The objective of this thesis is to provide improvements in backscattering modelling and description of agricultural bare soils using data from SAR and ground measurements. Using the analytical model of surface scattering IEM, we take into account a soil moisture profile by introducing a multi layered aspect. Taking into account constant moisture on the few centimetres of the surface is not realistic. We also take into account air pockets in the soil structure by redefining the dielectric constant and by introducing a compound air/ground. These developments allowed to improve IEM simulations and to better understand the behaviour of the radar signal and variations in the relationship between the backscattering coefficient and soil moisture. Finally, we perform a more realistic representation of agricultural soils including clods on the soil profiles. From an electromagnetic scattering numerical model based on the method of moments, we analyze the influence of these clods on the backscattering coefficient.
La télédétection radar a déjà montré son fort potentiel dans la caractérisation des états de surface et des processus hydriques. La connaissance de ces paramètres est d'un intérêt fondamental pour mieux quantifier et prévoir la répartition des pluies ainsi que pour modéliser l'érosion des sols. Plusieurs modèles ont déjà été développés (empiriques, analytiques, numériques) mais présentent encore des limitations dans la compréhension du comportement du signal radar. L'objectif de cette thèse est d'apporter des améliorations dans la modélisation de la rétrodiffusion et la description des sols agricoles nus, à l'aide de mesures terrain et d'images radar SAR. Nous avons considéré un profil d'humidité en introduisant un aspect multicouche et utilisé le modèle IEM. Nous avons montré qu'une humidité constante sur les premiers centimètres de la surface ne reflète pas la réalité terrain. Nous avons ensuite pris en compte les poches d'air présentes dans la structuration du sol en redéfinissant la constante diélectrique par l'introduction d'un composé air/sol. Ces développements ont permis de contribuer à l'amélioration des résultats de la simulation, de mieux comprendre le comportement du signal radar et les variations du coefficient linéaire liant le coefficient de rétrodiffusion à l'humidité du sol. Enfin, nous avons effectué une représentation plus réaliste des sols agricoles en incluant des mottes de terre sur les profils. A partir d'un modèle de diffusion électromagnétique numérique, basé sur la méthode des moments, nous avons étudié leur influence sur le coefficient de rétrodiffusion.
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Dates et versions

tel-00583141 , version 1 (04-04-2011)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00583141 , version 1

Citer

Aurélie Le Morvan. Modifications des modèles de diffusion pour une meilleure compréhension de la mesure radar sur les sols agricoles nus.. Sciences de la Terre. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2010. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00583141⟩
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