Evaluation des hyperfréquences pour le suivi de la teneur en eau et des cultures dans les histosols

RÉSUMÉ

Le potentiel des capteurs actifs à hyperfréquences, et plus particulièrement RADARSAT, pour des applications en sols organiques a été évalué à l'aide d'un diffusiomètre monté sur un camion. Les objectifs de l'étude étaient de modéliser la relation entre la teneur en eau du sol, la constante diélectrique et le signal radar, et d'évaluer l'impact de la culture et des pratiques culturales sur le signal. Une collecte hebdomadaire de données fut menée sur un sol organique à la ferme expérimentale de Ste-Clotilde (Québec) entre juin et septembre 1996. Les résultats obtenus ont montré que le suivi des teneurs en eau devait se faire de préférence aux faibles angles d'incidence (25°-HH, 30°-VV) en l'absence de végétation. Par contre, l'estimation de la biomasse, de la teneur en eau dans la plante et de la hauteur du couvert était préférable aux grands angles d'incidence (50°). Le moment et le type de pratiques culturales ont eu un effet sur le comportement angulaire du signal et par conséquent l'estimation de la teneur en eau. Une relation linéaire entre le signal et la constante diélectrique a été dérivée pour une surface hersée et une surface semée; elle a montré que la rugosité avait influencé surtout aux plus fortes teneurs en eau. L'orientation perpendiculaire des sillons par rapport à la visée du capteur dans un champ hersé a produit un accroissement du signal en bande L à tous les angles. Le signal en bande C a été plus fortement corrélé avec la hauteur des plants et la biomasse sèche qu'avec l'humidité des plants; on a observé l'inverse en bande L. La biomasse sèche a pu être estimée par le signal CHH. L'ajout de la hauteur du couvert dans le modèle de régression a permis d'expliquer 85% de la variation de la biomasse sèche à 50° d'angle d'incidence. Les corrélations entre les paramètres de la végétation et le signal étaient plus élevées en bande L qu'en bande C.

SUMMARY

The potential of active microwave sensors, especially RADARSAT, for applications in organic soils was studied with a scatterometer mounted on a truck. The objectives were to establish a relation between the soil moisture, the dielectric constant and the signal, and to evaluate the interaction of the crop and the impact of the crop practices on the signal. A weekly data collection was conducted on organic soils at the Ste-Clotilde experimental farm (Québec) from June to September 1996. Results have shown that soil moisture should be monitored at 25° (HH) or 30° (VV) before the plant establishment. Biomass, plant water and plant height estimation was better at high incidence angle (50°). The timing and type of agricultural practices had an effect on the angular behaviour of the signal and thus on the estimation of the soil moisture. A linear relation between the signal and the dielectric constant was derived for seeded and harrowed surfaces and it showed that roughness effect was more important at higher soil moisture content. Perpendicular row orientation in a harrowed plot showed an increase of the signal at L band for all incidence angles. Backscatter in C-band was more correlated with plant height and dry biomass than with the plant water; the reverse happened in L band. Plant dry weight can be estimated using CHH. Adding the height of the plant in the regression explained 85% of the dry weight variation, at 50° incidence angle. Correlation between backscatter and vegetation parameters was higher in L-band than C-band.

Additional information

Notes on contributors

Q.P. Xu

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Q.P. Xu et J.B. Boisvert, Agriculture et Agroalimentaire Canada, Centre de recherche et de développement sur les sols et les grandes cultures, 2560 boul. Hochelaga, Sainte-Foy, Québec, Canada G1V 2J3 Tél: [phone]; Fax: [phone]; [email protected]

J.B. Boisvert

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Q.P. Xu et J.B. Boisvert, Agriculture et Agroalimentaire Canada, Centre de recherche et de développement sur les sols et les grandes cultures, 2560 boul. Hochelaga, Sainte-Foy, Québec, Canada G1V 2J3 Tél: [phone]; Fax: [phone]; [email protected]

N. Tremblay

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N. Tremblay, Agriculture et Agroalimentaire Canada, Centre de recherche et développement en horticulture, 430, boul. Gouin, St-Jean-sur-Richelieu, Québec, Canada J3B 3E6

F. Bonn

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F. Bonn, Centre d'applications et de recherches en télédétection (CARTEL), Université de Sherbrooke 2500, boul. Université, Sherbrooke, Québec, Canada J1K 2R1

R.J. Brown

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R.J. Brown, Canada Centre for Remote Sensing, Application Division, 588 Booth Street, Ottawa, Ontario, Canada K1A 0Y7