Remote sensing of snow cover by SAR sensors : application in the French Alps of a backscaterring model developed in Quebec

Abstract

The main objective of this study is to analyse the signature of snowcovered high alpine terrain for different snow surface and volume conditions. Two radar experiments were performed in the French Alps at the beginning of the runoff season, in April 1990 and 1992. The aerial E-SAR from DLR was used in april 1990 (X band) and an ERS1 image (C band) was available for april 1992. The study was carried on an experimental drainage bassin, also a sky resort (Les Arcs), with elevation ranging from 1600 to 2400 m. Ground data included snow and underlaying soil characteristics were collected in situ. A DEM was used for the radiometric and geometric corrections, because of the slope effects. A backscattering model was used to estimate the relation between snow parameters (snow water equivalent) and backscattering power issued from the calibrated data. The results of these two experiments show that corrections of slope effects are necessary in mountain aereas and that volume scattering within the snowpack is responsible for most of the backscattering signal in X-band, due to presensce of a wet layer at the bottom. The X band seems more appropriated the C-band to the SWE in those specific conditions. / L'objectif de cette étude est d'analyser la signature radar de couverts de neige alpins pour différentes conditions de surface et de volume de la neige. Deux expériences radar ont été réalisées dans les Alpes françaises au début de la saison de fonte, en avril 90 et 92. Des images aéroportées E-SAR du DLR (avril 90) et ERS spatioportées (avril 92) ont été utilisées. L'étude s'est déroulé sur un bassin-versant expérimental ainsi qu'une station de ski (les Arcs) avec des altitudes allant de 1600 à 2400 m. Les données de terrain disponibles étaient les caractéristiques de la neige et du sol sous-jacent sur des parcelles d'échantillonnage. Un MNT a été utilisé à des fins de corrections géométriques et radiométriques, afin d'éliminer les effets de pente. Un modèle semi-empirique de rétrodiffusion radar par un couvert de neige a été utilisé afin d'aborder la relation entre les paramètres de neige (teneur équivalente en eau) et la rétrodiffusion radar corrigée du relief. Les résultats de ces deux expériences démontrent 1) la nécessité de correction du relief et 2) que la plus grande partie de la rétrodiffusion est due à une diffusion de volume en bande X, à cause de la présence d'une couche humide. La bande X s'est avérée être plus appropriée que la bande C, considérant la fréquence ainsi que la visée différente entre les deux instruments