APOA2 - SOAR#1341

APOA2 – SOAR#1341

Analyse des données polarimétriques de RADARSAT-2 pour la restitution des paramètres physiques de la neige : validation dans les Alpes françaises

Télédétection du manteau neigeux par mesures polarimétriques du SAR du satellite canadien RADARSAT2.

Coordinateur Jean-Pierre Dedieu (LTHE)
Correspondant CNRM-GAME Yves Durand
Équipes CNRM-GAME CEN/MMA
Site Internet du projet
Type INSU PNTS (APOA2)
Début Automne 2008
Durée 2 ans (mais prolongation 1 an)

 Objectifs

Ce projet de recherche en télédétection spatiale est supporté par et l’Agence Spatiale Canadienne et le PNTS(INSU). L’Agence Spatiale Canadienne fournit, via ses appels à projets SOAR, les images SAR (radar à synthèse d’ouverture) du satellite Radarsat2 dans le cadre du projet SOAR#1341. Ces données sont ensuite traitées dans le cadre du projet PNTS 2009 APOA2.
Les objectifs du projet sont les suivants :

1/ Démontrer la capacité d’utiliser les canaux du satellite Radarsar2 en polarisation croisée (HH,HV,VH et VV) pour l’observation et la détection de la neige sèche en milieu alpin avec des contraintes topographiques importantes.

2/ Utiliser l’information polarimétrique globale, sous la forme de représentations matricielles, pour extraire et analyser les mécanismes de rétrodiffusion sous-jacents par inversion du modèle afin de restituer des cartographie des surfaces enneigées et des valeurs d’équivalent en eau du couvert neigeux. Tous ces paramètres sont nécessaires en climatologie et hydrologie de montagne pour spatialiser et discrétiser les données en complément du réseau ponctuel opérationnel au sol. Et ce, tout particulièrement dans le contexte sensible d’un réchauffement climatique rapide dans les Alpes.

 Livrables du projet

Le traitement des données brutes sera réalisé par le laboratoire Saphir de l’IETR au moyen de protocoles polarimétriques adaptés à la cible neige (modèle multicouches fondé sur le transfert radiatif ; cf. chapitre 3.1 du dossier scientifique). La méthodologie sera de développer différents modèles de diffusion de l’onde par le couvert neigeux en se basant sur les travaux déjà réalisés au sein de l’équipe SAPHIR (PNTS 2003).La réponse du sol supportant le couvert, assimilée à une surface diélectrique rugueuse, sera modélisée finement au moyen du modèle IEM. De plus, ce modèle sera adapté au cas de la neige sèche et de la neige humide. Ce modèle sera amélioré en prenant en compte une description réaliste d’un couvert neigeux sous la forme d’un milieu stratifié dont les différentes couches présentent des caractéristiques propres. L’introduction d’une interface rugueuse au sein du milieu donnera la possibilité de simuler la présence éventuelle d’une couche de glace consécutive à des alternances fonte/regel subies par le manteau. Il sera particulièrement important de caractériser la réponse électromagnétique de la neige sous un couvert forestier ou sur une surface rugueuse car la majeure partie des sites montagneux sont recouverts soit de forets soit de pâturages.

L ‘application au terrain alpin (utilisation d’un MNT de l’IGN) sera effectuée au LTHE. L’analyse des données satellitales et sol sera réalisée au LTHE en partenariat avec l’INRS, le CEN et EDF (corrélation entre modèle, images et mesures terrain ; confrontation des résultats pour les points au sol et spatialisation de l’information). Cette phase nécessitera des simulations du modèle nivologique Safran-Crocus et du modèle hydrologique Mordor.

Enfin à moyen terme, les résultats obtenus devraient contribuer à l’amélioration des protocoles d’estimation du risque d’avalanches (climat) pour Météo-France et pour la prévision hydrologique nécessaire à la gestion des ouvrages par EDF dans les Alpes.

 Partenaires :

Laboratoire d’étude des Transferts en Hydrologie Environnement (LTHE).
UMR 5564 CNRS

Laboratoire Systèmes Propagation Radar
IETR / UMR CNRS 6164
Institut d’Electronique et de Télécommunications de Rennes
Université de Rennes I, Pôle Micro-Ondes Radar, Bât.11D

EDF-DTG

INRS-ETE : Institut National de la Recherche Scientifique
Eau, terre et Environnement