Évaluation de modèles de régression linéaire pour la cartographie de l'équivalent en eau de la neige dans la province de Québec avec le capteur micro-ondes passives AMSR-E

摘要

Résumé: La mesure de l’équivalent en eau de la neige (EEN) sur le terrain permet de prédire la quantité d’eau libérée par la fonte de la neige. La télédétection dans les micro-ondes passives offre le potentiel d’estimer I’EEN et peut complémenter ces observations de façon synoptique pour l’ensemble du territoire. Un produit de cartographie de I’EEN couvrant l’ensemble du globe a été élaboré par le NSIDC basé sur le capteur AMSR-E. Cet instrument, lancé en 2002, a une résolution améliorée par rapport aux capteurs antérieurs. L’estimation de I’EEN se base sur la différence entre un canal peu affecté (19 GHz) et un canal affecté (37 GHz) par la diffusion de volume de la neige. La précision de ce produit a été évaluée pour la province de Québec à l’hiver 2003 et à l’hiver 2004 qui ont un EEN moyen de 170 mm. Des sous-estimations importantes ont été révélées et une certaine difficulté à détecter la présence de neige. Des modèles régionaux de régressions linéaires ont été développés pour le Québec. Des corrections pour la fraction d’eau et de forêt ont été appliquées à la combinaison T19v.37v et ont permis d’améliorer les résultats. Ces corrections sont basées sur la température de l’air du modèle GEM. Les meilleurs résultats sont pour la classe de neige taïga à l’hiver 2003 avec une erreur relative de 24 % tandis que l’erreur relative est d’environ 40 % pour la région maritime. Les erreurs élevées dans la classe taïga ont été attribuées à des couverts de neige plus épais que la capacité de pénétration des micro-ondes tandis que les erreurs de la classe maritime a des fractions forêt élevées et à la neige mouillée. La présence d’importante quantité de neige et la forêt dense de la province de Québec compliquent l’estimation de I’EEN au Québec avec un modèle de régression. || Abstract: Snow water equivalent (SWE) measurements in the field allow estimation of the quantity of released water from the melting of snow. This is useful to predict the water reserve available for production of hydro-electricity. Remote sensing with microwave can estimate SWE and complement those observations synoptically for whole territories. A SWE mapping products was developed by NSIDC based on the AMSR-E sensor launched in 2002 with an improved resolution compared to previous sensors. SWE estimation is based on difference between a channel weakly affected (19 GHz) and a channel strongly affected by volume scattering. The precision of this product was evaluated for the province of Quebec in winter 2003 and winter 2004 with a mean SWE of 170 mm. Important underestimation and some difficulty of detecting the snow was revealed. Regional linear regression models were developed for the province of Quebec. Corrections for forest and water fraction were applied on T19V-37V combination and permit to improve the results. Those corrections were based on air temperature from the GEM model. Best results were found for taiga snow class in winter 2003 with a relative error of 28% and approximately 40% for maritime snow class. High errors in the taiga region were attributed to snow depth higher than the penetration depth of the microwave and errors in the maritime region to high forest density and wet snow. The important snow amount and high density forest of the province of Quebec hampers the estimation of SWE with a regression model.