Assimilation of short wavelength satellite observations into an agrometeorological model
Assimilation d'observations satellitaires courtes longueurs d'onde dans un modèle de fonctionnement de culture
Résumé
The synergy of agrometeorological models and short wavelength satellite observations allows the consistency of the modelling of some remotely sensed variables’ time profiles to be controlled. Satellite observations are also used to constrain the crop model which predicts the canopy productivity. The study was performed over a controlled area. For given environmental and cultural conditions, the time profile of high spatial resolution satellite signal (SPOT HRV) was predicted at field scale through the link between a crop model and a canopy radiative transfer model. The interannual variations of the measured radiometric signal, due to known parameters variations, were reproduced. The impact of such parameters variations is significant for the estimation of canopy productivity. The use of SPOT HRV observations to constrain the modelling implies that the signal is well simulated. Synthetic observations allows testing of the assimilation technique for many acquisition configurations. The quality of the productivity estimation depends on the quality of the inverted parameter adjustment. The merit function feature is very sensitive to the number and to the position of observations among the seasonal cycle. The low spatial resolution radiometric signal (NOAA AVHRR) was simulated at regional scale. The different components of the observed signal were obtained either with the crop model, or empirically. The rebuilding was performed with the land use classification. The linked crop/reflectance models are able to predict high and coarse spatial resolution radiometric signals. The quality of the adjustment performed by assimilating satellite observations strongly depends on the quality of the modelling performed in the direct way. An improvement is needed for the signal modelling during the growth period.
La synergie modeles de fonctionnement et observations satellitaires courtes longueurs d'onde permet de controler la coherence de la modelisation de l'evolution de variables observables par teledetection. Les observations satellitaires sont aussi utilisees pour contraindre le modele de fonctionnement qui simule la productivite du couvert. L'etude est effectuee en milieu controle. Pour des conditions environnementales et culturales donnees, le profil temporel du signal satellitaire haute resolution spatiale (spot hrv) est predit a l'echelle de la parcelle par le couplage d'un modele de fonctionnement et d'un modele de transfert radiatif dans le couvert. Des variations inter-annuelles du signal radiometrique mesure, dues a des variations de parametres connus, ont ete reproduites. L'impact des variations de tels parametres est significatif pour l'estimation de la productivite. L'utilisation d'observations spot hrv pour contraindre la modelisation implique que le signal soit correctement simule. Des observations synthetiques permettent de tester la technique d'assimilation pour une multitude de configurations d'acquisition. La qualite de l'estimation de la productivite depend de la qualite de l'ajustement du parametre inverse. Or, l'allule de la fonction cout est tres sensible au nombre et a la position des observations au cours du cycle saisonnier. Le signal radiometrique basse resolution spatiale (noaa avhrr) est simule a l'echelle regionale. Les differentes composantes du signal observe sont obtenues soit grace au modele de fonctionnement, soit de facon empirique. La recomposition s'effectue avec la carte d'occupation du sol. Les modeles couples fonctionnement/reflectance se revelent capables de predire les signaux radiometriques satellitaires haute et basse resolutions spatiales. La qualite de l'ajustement realise par assimilation d'observations satellitaires depend fortement de la qualite de la modelisation effectuee en mode direct. Une amelioration doit etre apportee a la modelisation du signal pendant la periode de croissance
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