Optical and radar satellital data for mapping and monitoring wetland macrosystems

La región del Delta del Río Paraná (Argentina) es un macrosistema de humedales que se extiende a lo largo de los 300 km, finales de la Cuenca del Paraná. Con el objetivo de identificar diferentes tipos de humedales y estimar la extensión de la última inundación, ocurrida en el verano-otoño de 2007 (enero-junio), se usaron datos provenientes de dos sistemas satelitales de resolución espacial media: El argentino SACC MMRS (Multispectral Medium Resolution Scanner) en el rango óptico y el de la Agencia Espacial Europea (ESA) ENVISAT ASAR (Advanced Synthetic Aperture RADAR) en modo WS (Wide Swath) en el rango de las microondas. Para la obtención de los mapas temá- ticos generados se realizaron clasificaciones progresivas no supervisadas sobre las imágenes ópticas y diferencia de imágenes en las de radar. Como resultado de este trabajo se obtuvo el primer mapa de tipos fisonómicos de vegetación para la región del delta en toda su extensión y un mapa de inundación durante el más reciente evento del Niño (2007).The Paraná River Delta region (Argentina) is a macrosystem of wetlands that stretches through the final 300 km of the Paraná Basin. With the aim of identifying different types of wetland and the extent of the latest flooding in the region, data from two medium resolution satellite systems, the Argentinean SACC MMRS (Multispectral Medium Resolution Scanner) in the optical range and the European ESA ENVISAT ASAR (Advanced Synthetic Aperture RADAR) WSM (Wide Swath Mode) in the microwave range, were used. Progressive unsupervised classifications on the optical images and image differences on SAR images were used to obtain thematic maps. As a result, we obtained the first map of dominant physognomic vegetation types for the whole region, and a map of the latest El Niño flooding (2007).Fil: Salvia, Maria Mercedes. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Karszenbaum, Haydee. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Kandus, Patricia. Universidad Nacional de San Martin. Instituto de Investigación e Ingenieria Ambiental. Laboratorio de Ecologia, Teledeteccion y Ecoinformática; ArgentinaFil: Grings, Francisco Matias. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; Argentin

Mapping Plant Functional Types in Floodplain Wetlands: An Analysis of C-Band Polarimetric SAR Data from RADARSAT-2

The inclusion of functional approaches on wetland characterizations and on biodiversity assessments improves our understanding of ecosystem functioning. In the Lower Paraná River floodplain, we assessed the ability of C-band polarimetric SAR data of contrasting incidence angles to discriminate wetland areas dominated by different plant functional types (PFTs). Unsupervised H/ and H/A/ Wishart classifications were implemented on two RADARSAT-2 images differing in their incidence angles (FQ24 and FQ08). Obtained classes were assigned to the information classes (open water, bare soil and PFTs) by a priori labeling criteria that involved the expected interaction mechanisms between SAR signal and PFTs as well as the relative values of H and . The product obtained with the shallow incidence angle scene had a higher accuracy than the one obtained with the steep incidence angle product (61.5% vs. 46.2%). We show how a systematic analysis of the H/A/ space can be used to improve the knowledge about the radar polarimetric response of herbaceous vegetation. The map obtained provides novel ecologically relevant information about plant strategies dominating the floodplain. Since the obtained classes can be interpreted in terms of their functional features, the approach is a valuable tool for predicting vegetation response to floods, anthropic impacts and climate change.Fil: Morandeira, Natalia Soledad. Universidad Nacional de San Martín; ArgentinaFil: Grings, Francisco Matias. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Faccinetti, Claudia. Agenzia Spaziale Italiana; ItaliaFil: Kandus, Patricia. Universidad Nacional de San Martín; Argentin

Comparison of bathymetric features detected by ERS2 SAR and LANDSAT TM DATA over San Matías Gulf, ARGENTINA

It is well known that Synthetic Aperture Radar (SAR) is capable of imaging bathymetric features by detecting changes in sea surface roughness associated with bathymetry-induced surface current modulations. The high dynamic range of LANDSAT Thematic Mapper (TM) and Enhanced TM+ (ETM+) sensors allow them to observe oceanic surfaces affected by solar specular reflection, or sun glint, without being saturated. This ability allows the imaging of sea surface roughness patterns in the sun glint affected area that are associated with surface current changes such as those produced by bathymetric features. ERS SAR and LANDSAT TM/ETM+ images obtained over the San Matías Gulf, Argentina during similar tidal current conditions are compared and the surface signature generated by the interaction of the tidalcurrent with the bottom topography analyzed. Each type of sensor presents advantages and limitations to the observation of bottom features due to the way each one detects sea surface roughness. Still, when sun glint is present, TM/ETM+ and SAR show similar bathymetric patterns under the same tidal conditions. While both sensors provide consistent informationover significant bathymetry features, increased differences in the detection is observed over weaker features.Fil: Gagliardini, Domingo Antonio. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Dogliotti, Ana Inés. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Karszenbaum, Haydee. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Grings, Francisco Matias. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; Argentin

Study of multifrequency sensitivity to soil moisture variations in the lower Bermejo basin

In this paper, a sensitivity analysis to soil moisture variations as a rain effect has been performed at several microwave bands over the lower Bermejo basin, a subtropical area of Argentina mostly spread by moderately dense forests. Parameters such as emissivity and Polarization Index have been considered to carry out the study. In particular, the performance of L-band SMOS measurements has been compared with C and X band AMSR-E one, highlighting the better achievement of the lower frequencies due to the weaker interaction with the vegetation structures. This work intends to give a contribution in the subject of soil moisture sensitivity, which is a preliminary step in the development of retrieval algorithms.Fil: Vittucci, Cristina. Universita Tor Vergata. Centro Interdipartimentale Vito Volterra; ItaliaFil: Guerriero, Leila. Universita Tor Vergata. Centro Interdipartimentale Vito Volterra; ItaliaFil: Ferrazzoli, Paolo. Universita Tor Vergata. Centro Interdipartimentale Vito Volterra; ItaliaFil: Rahmoune, Rachid. Universita Tor Vergata. Centro Interdipartimentale Vito Volterra; ItaliaFil: Barraza Bernadas, Verónica Daniela. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Grings, Francisco Matias. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; Argentin

Desarrollo y evaluación de un software (MODQua) para el filtrado por calidad de productos MODIS: ¿Fenómenos reales o artificios del producto?

En este trabajo se presenta el software MODQua, teniendo como objetivo principal la evaluación de su capacidad en el análisis de los datos de calidad de MODIS. El instrumento MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) ofrece numerosos productos que son muy utilizados en estudios ambientales. La información de calidad de dichos productos incluye la presencia de nubes, aerosoles, fiabilidad de la variable informada, entre otros. Globalmente, estos indicadores sirven para generar diferentes índices de calidad para una adquisición dada (Quality Assessment, QA). Sin embargo, dicha información esta brindada de forma no amigable para el usuario final (formato binario). Mediante la utilización de MODQua y el producto de NDVI del sistema Terra-MODIS (MOD13Q1), se realizó una evaluación de los errores asociados a las imágenes de NDVI según el distinto nivel de QA. Los resultados muestran que más de un 50% de pixeles presentaron baja calidad por presencia de nubes y/o contaminación atmosférica en las imágenes analizadas. Esto denota la necesidad de realizar un proceso de filtrado de los datos MODIS basados en los datos de QA, disminuyendo así las incertezas en el producto final. Para este fin el software MODQua ha resultado ser una herramienta de fácil utilización e interpretación de imágenes MODIS.Fil: Perna, Pablo Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio(i); Argentina;Fil: Carballo, Federico. Universidad de Buenos Aires; Argentina;Fil: Barraza Bernadas, Verónica Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio(i); Argentina;Fil: Grings, Francisco Matias. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio(i); Argentina;Fil: Bruscantini, Cintia Alicia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio(i); Argentina

Soil dielectric constant estimation using GNSS reflectometry and the interference pattern technique

En este trabajo presentamos una forma innovadora y de bajo costo para estimar la constante dieléctrica de suelos reales -relacionada con la humedad del mismo- utilizando señal satelital GPS. Con un dispositivo automatizado se siguió la trayectoria de los satélites y con una antena tipo patch se realizaron las mediciones del patrón de interferenciagenerado por la señal directa del GPS y la reflejada por el suelo. Para analizar la señal adquirida se utilizó un modelo de dispersión electromagnética basado en el método de pequeñas perturbaciones, que puede incluir estratificaciones en el medio subterráneo y a partir del cual se obtuvo la constante dieléctrica que mejor ajusta a las mediciones. Estos valores fueron comparados contra los obtenidos con un sensor de humedad que mide la constante dieléctrica in-situ. Las comparaciones muestran que el método basado en el patrón de interferencia brinda resultados satisfactorios para estimar la constante dieléctrica del suelo. Finalmente, se delinean propuestas para mejorar los resultados obtenidos en este trabajo.In this work we present an innovative and low-cost way to estimate the dielectric constant of real soils -which is related to soil moisture- using GPS satellite signal. The trajectory of the satellites was followed with an automated device, and with an antenna type patch was measured the interference pattern generated by the direct GPS signal and that reflected by the ground. To analyze the acquired signal, an electromagnetic dispersion model based on the method of small perturbation was used, which may include stratifications in the underground and from which the dielectric constant that best fits the measurements was obtained. These values were compared with the obteined using a sensor that measures the soil dielectric constant textit in-situ. The comparisons shows that the method based on the interference pattern provides satisfactory results to estimate the dielectric constant of real bare soils. Finally, proposals are outlined to improve the results obtained in this work.Fil: Gomes, Eugenia Noel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; ArgentinaFil: Arellana, Javier Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; ArgentinaFil: Franco, Mariano Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Grings, Francisco Matias. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: More, Emanuel. Comision Nacional de Actividades Espaciales. Instituto de Altos Estudios Espaciales "Mario Gulich"; Argentin

Modeling bare soil L-band polarimetric H-α values using a second-order SPM model

Polarimetric soil moisture retrieval is among the main objectives of leading synthetic-aperture-radar satellite missions since it allows to systematically analyze costly-to-obtain polarization information to increase retrieval accuracy. In this letter, we present the results of modeling the L-band entropy (H) and alpha values as a function of soil dielectric constant and roughness using a second-order small-perturbation model to simulate the polarimetric soil backscattering. Modeling results are then compared to bare soil uninhabited aerial vehicle synthetic aperture radar (UAVSAR) data acquired simultaneously to in situ field campaigns in Canada during SMAPVEx12. Our model is able to correctly predict observed ranges of H and alpha and to consistently model dielectric constant and roughness changes. Nevertheless, a systematic overestimation of alpha is observed when compared with the analyzed UAVSAR data set. Taking UAVSAR data as benchmark, theoretical reasons for this mismatch are analyzed.Fil: Morandeira, Natalia Soledad. Universidad Nacional de San Martín; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Franco, Mariano Andrés. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Barber, Matias Ernesto. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Grings, Francisco Matias. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; Argentin

Land Intercalibration and Drift Monitoring of MWR Radiometer on Board SAC-D/Aquarius

The microwave radiometer (MWR) on board the SAC-D/Aquarius mission is a Dicke radiometer operating at 23.8 (H-Pol) and 36.5 GHz (H/V-Pol), which can provide ancillary data for the various retrievals to be performed with Aquarius regarding ocean and land applications. In this study, we report calibration results obtained by a land cross-calibration between Windsat and MWR. Moreover, MWR drifts were monitored using vicarious cold methodology. Results were generated for the 2011?2012 period using version V5.0 S of MWR data. MWR and Windsat cross-calibration was carried out over selected homogeneous targets which include tropical and boreal forests, desert, grassland, and the Sahel. As a result, biases were identified and corrections were proposed. Drifts in MWR observations were identified by implementing the vicarious cold method, which is a statistical approach that estimates the coldest value of the brightness temperature (Tb) (over ocean) histogram. Time series of such cold values are closely related to drifts in the instrument. In general, it was observed that MWR drifts tend to stabilize within 1 K after June 2012, when the software of the on-board computer was updated.Fil: Bruscantini, Cintia Alicia. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Maas, Martín Daniel. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Grings, Francisco Matias. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Karszenbaum, Haydee. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; Argentin

Effects of Spatial Sampling Interval on Roughness Parameters and Microwave Backscatter over Agricultural Soil Surfaces

The spatial sampling interval, as related to the ability to digitize a soil profile with a certain number of features per unit length, depends on the profiling technique itself. From a variety of profiling techniques, roughness parameters are estimated at different sampling intervals. Since soil profiles have continuous spectral components, it is clear that roughness parameters are influenced by the sampling interval of the measurement device employed. In this work, we contributed to answer which sampling interval the profiles needed to be measured at to accurately account for the microwave response of agricultural surfaces. For this purpose, a 2-D laser profiler was built and used to measure surface soil roughness at field scale over agricultural sites in Argentina.Sampling intervals ranged from large (50 mm) to small ones (1 mm), with several intermediate values. Large- and intermediate-sampling-interval profiles were synthetically derived from nominal, 1 mm ones. With these data, the effect of sampling-interval-dependent roughness parameters on backscatter response was assessed using the theoretical backscatter model IEM2M. Simulations demonstrated that variations of roughness parameters depended on the working wavelength and was less important at L-band than at C- or X-band. In any case, an underestimation of the backscattering coefficient of about 1-4 dB was observed at larger sampling intervals. As a general rule a sampling interval of 15 mm can be recommended for L-band and 5 mm for C-band.Fil: Barber, Matias Ernesto. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Grings, Francisco Matias. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Álvarez Mozos, Jesus. Universidad de Navarra; EspañaFil: Piscitelli, Marcela. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Perna, Pablo Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Karszenbaum, Haydee. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; Argentin