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ASCAT IB: A radar-based vegetation optical depth retrieved from the ASCAT scatterometer satellite

Authors :
Nicolas Baghdadi
Lei Fan
Thomas Jagdhuber
Frédéric Frappart
Philippe Ciais
Jean-Pierre Wigneron
Xiaojun Li
Xiaojing Bai
Mengjia Wang
Mehrez Zribi
Xiangzhuo Liu
Christophe Moisy
Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE)
Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
ICOS-ATC (ICOS-ATC)
Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Interactions Sol Plante Atmosphère (UMR ISPA)
Ecole Nationale Supérieure des Sciences Agronomiques de Bordeaux-Aquitaine (Bordeaux Sciences Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Chongqing University [Chongqing]
Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Territoires, Environnement, Télédétection et Information Spatiale (UMR TETIS)
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-AgroParisTech-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
German Aerospace Center (DLR)
Beijing Normal University (BNU)
Nanjing University (NJU)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Remote Sensing of Environment, Remote Sensing of Environment, Elsevier, 2021, 264, pp.112587. ⟨10.1016/j.rse.2021.112587⟩, Remote Sensing of Environment, 2021, 264, pp.112587. ⟨10.1016/j.rse.2021.112587⟩
Publication Year :
2021
Publisher :
HAL CCSD, 2021.

Abstract

International audience; Vegetation optical depth (VOD), as a microwave-based vegetation index for vegetation water and biomass content, is increasingly used to study the impact of global climate and environmental changes on vegetation. Currently, VOD is mainly retrieved from passive microwave data and few studies focused on VOD retrievals from active microwave data. The Advanced SCATterometer (ASCAT) provides long-term C-band backscatter data at Vertical-Vertical (VV) polarization. In this study, a new ASCAT INRAE Bordeaux (IB) VOD (hereafter, IB VOD), was developed based on the Water Cloud Model (WCM) coupled with the Ulaby linear model for soil backscattering. The main features of IB VOD are that (i) the ERA5-Land soil moisture (SM) dataset was used as an auxiliary SM dataset in the retrievals, (ii) pixel-based soil model parameters were mapped using Random Forest (RF), and (iii) the vegetation model parameter was calibrated for each day. The IB VOD product was retrieved over Africa during 2015–2019, and its performances were evaluated in space and time by comparing with aboveground biomass (AGB), lidar tree height (TH), normalized difference vegetation index (NDVI), enhanced vegetation index (EVI) and leaf area index (LAI). Results were inter-compared with three other VOD products at the same frequency. In terms of spatial correlation with AGB (R = 0.92) and TH (R = 0.89), IB VOD outperforms the other VOD products, suggesting IB VOD has a strong ability to capture spatial patterns of AGB and TH. By comparing all VOD products against NDVI, EVI and LAI, we found that the highest temporal correlation with NDVI (EVI, LAI) was obtained with IB VOD over 29.94% (36.65%, 30.19%) of the study region. Considering all three vegetations indices, highest temporal correlation values with IB VOD could be particularly noted for deciduous broadleaf forests, woody savannas and savannas.

Details

Language :
English
ISSN :
00344257 and 18790704
Database :
OpenAIRE
Journal :
Remote Sensing of Environment, Remote Sensing of Environment, Elsevier, 2021, 264, pp.112587. ⟨10.1016/j.rse.2021.112587⟩, Remote Sensing of Environment, 2021, 264, pp.112587. ⟨10.1016/j.rse.2021.112587⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....ffda342623b5436f6339639b2871229a
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.rse.2021.112587⟩