Agronomie 23 (2003) 297-303
DOI: 10.1051/agro:2003003

Assimilating optical and radar data into the STICS crop model for wheat

Laurent Prévot, Habiba Chauki, Denis Troufleau, Marie Weiss, Frédéric Baret and Nadine Brisson

INRA, Unité Climat, Sol et Environnement, Domaine St-Paul, Site Agroparc, 84914 Avignon Cedex 9, France
(Received 27 December 2001; accepted 27 August 2002)

Abstract
The STICS crop model was recently coupled with radiative transfer (RT) models in the solar and microwave domains. This permits the simulation of the temporal variation of remotely-sensed data over wheat canopies. This paper presents the first results in assimilating remotely sensed data into STICS: comparing simulated and actual remotely-sensed data allows the recalibration of some STICS parameters so as to constrain the evolution of the simulated canopy variables. A sensitivity analysis of the coupled STICS+RT model was carried out to select the parameters of STICS with the largest influence on remotely-sensed observables and on some canopy variables (dry biomass and LAI), leading us to assess the parameters that should be recalibrated in the assimilation process, in order to adequately simulate the time course of the remotely-sensed data. In a second step, the benefits of assimilating optical data alone, radar data alone and both optical and radar data into STICS+RT were compared.

Résumé
Assimilation de données de télédétection optique et radar dans le modèle STICS de culture de blé. Le modèle de culture STICS a été récemment couplé avec des modèles de transfert radiatif (RT) dans les domaines optique (du visible au moyen infrarouge) et radar. Ceci permet de simuler l'évolution temporelle de variables obtenues par télédétection au dessus d'un couvert de blé. Cet article présente les premiers résultats d'assimilation de données de télédétection dans le modèle STICS : la comparaison de données de télédétection modélisées aux données réelles permet de re-étalonner certains des paramètres de STICS, de manière à contraindre la simulation de l'évolution temporelle des variables du couvert. Une analyse de sensibilité du modèle couplé STICS+RT permet de sélectionner les paramètres de STICS ayant le plus d'effet sur les données de télédétection simulées, ainsi que sur certaines variables caractéristiques du couvert (indice foliaire et biomasse aérienne). On peut ainsi choisir les paramètres devant être ajustés dans la procédure d'assimilation, afin d'améliorer la simulation des données de télédétection. On compare ensuite les résultats obtenus en assimilant des données de télédétection optique, des données radar, et simultanément des données optiques et radar.

Key words: crop model / wheat / remote sensing / assimilation

Mots clés : modèle de culture / blé / télédétection / assimilation

Correspondence and reprints: Laurent Prévot
    e-mail: lprevot@ensam.inra.fr

Communicated by Frédéric Baret (Avignon, France)

© INRA, EDP Sciences 2003