Estimation de l’utilisation de l’eau par l’agriculture au Maghreb à l’ échèlle de la parcelle et de l’agrosystème à l’aide des données de télédétection dans l’infrarouge thermique

الموضوعات

علوم تطبيقية وتكنولوجية

الملخص

Une estimation optimale des composantes du bilan hydrique à l’échelle locale et régionale est essentielle pour de nombreuses applications telles que la gestion intégrée des ressources en eau, les prévisions météorologiques, la modélisation hydrogéologique et la planification de l’irrigation.L’évapotranspiration est une composante très importante du cycle hydrologique à la surface du sol, en particulier dans les terres arides et semi-arides. C’est le lien entre l’eau et le bilan énergétique. De nombreux modèles de télédétection ont permis de cartographier le bilan énergétique de surface sur degran des surfaces, y compris le flux de chaleur latent, l’équivalent énergétique de l’évapotranspiration.Ce travail vise à comparer l’estimation spatiale des flux d’énergie de surface sur la zone agricole de Habra dans l’ouest de l’Algérie générée par quatre modèles différents : METRIC « Mapping EvapoTranspiration at High Resolution using Internalized Calibration », TIM « Trape zoid Interpolation Model », TSEB « Two Source Energy Balance » et SPARSE « Soil Plant Atmosphere and Remote Sensing Evapotranspiration », ces modèles ont été appliqués à l’aide d’images Landsat-8pour quatre dates en 2014-2015 et de données météorologiques (pression de vapeur, vitesse du vent,rayonnement solaire et température de l’air). Les cartes des flux d’énergie de surface (en particulier les flux de chaleur latents) ont ensuite été générées. Les valeurs de flux de chaleur latente estimées par les différents modèles ont ensuite été comparées à celles mesurées en appliquant la méthode du rapport Bowen pour les différentes dates. Nous avons observé que pendant les périodes chaudes avec stress hydrique élevé (DOY 244 et 292), où la différence de température de surface entre les zones extrêmement sèches et humides est importante, le modèle METRIC s’avère être le plus robuste avec une erreur RMSE inférieure à 40 W/m2. Les résultats de TIM sont proches de METRIC, car les deux sont très sensibles à la différence de température de surface. Cependant, le modèle SPARSE avecs aversion de réseaux de résistance en série reste fiable avec un RMSE de 55 W/m2 contrairement au modèle TSEB qui présente un écart important par rapport aux autres modèles en utilisant une valeur de1,3 pour le paramètre Priestley-Taylor (α) et des valeurs très proches du modèle METRIC pour un paramètre Priestley-Taylor (α) = 1,8. En revanche, pendant les jours où la différence de température est faible (faible contraste avec l’eau), les modèles à deux couches SPARSE et TSEB sont nettement supérieurs, avec un net avantage de la version série du modèle SPARSE, où les différences de température sont moins importantes. Ainsi, avec un RMSE de 35 W/m2 pour la version parallèle de SPARSE , il est plus robuste que les modèles monocouche utilisant l’hypothèse de sites extrêmement secs et extrêmement humides donc il se distingue des trois autres modèles par sa capacité à traiter les pixels de l’image en sous-pixel indépendamment des autres contrairement aux modèles mono-couche qui estime les deux limites sec et humide et interpole entre les deux pour le reste des pixels.

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f16f1664-15f1-48d8-9486-5ba939ebd309

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0

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الرسائل العلمية

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رسائل دكتوراة

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1047612_1.pdf

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ألقاب المؤلفين

[{"name_ar":"Abderrahmane Hamimed","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"},{"name_ar":"Ahmed Tewfik Oualid","title_ar":"اعداد","title_en":"Preparation"}]

اللغة

French

المصدر والدورية

اسم المصدر

Estimation de l’utilisation de l’eau par l’agriculture au Maghreb à l’ échèlle de la parcelle et de l’agrosystème à l’aide des données de télédétection dans l’infrarouge thermique

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ترجمة الملخص

Optimal estimation of water balance components at the local and regional scales is essential for many applications such as integrated water resources management, weather forecasting, hydrogeological modeling and irrigation scheduling. Evapotranspiration is a very important component of the hydrological cycle at the soil surface, particularly in arid and semi-arid lands. It is the link between the water and energy balance. Numerous remote sensing models have allowed surface energy balance mapping over large areas, including latent heat flux, energy equivalent of evapotranspiration. This work aims to compare the spatial estimate of the surface energy fluxes over the Habra agricultural area in western Algeria generated by four different models: METRIC “Mapping EvapoTranspiration at High Resolution using Internalized Calibration”, TIM “Trapezoid Interpolation Model”, TSEB “Two Source Energy Balance” and SPARSE “Soil Plant Atmosphere and Remote Sensing Evapotranspiration “. These models were applied using Landsat-8 images for 4 dates during 2014-2015 and meteorological data (vapor pressure, mainly wind speed, solar radiation and air temperature). The surface energy fluxes (especially latent heat flux) maps were then generated. The latent heat flux values estimated by the different models were then compared with those measured by applying the method of Bowen ratio for the various dates. we observed that during warm periods with high water stress (DOY 244 and 292), where the surface temperature difference between extremely dry and wet areas is important , the model METRIC proves to be the most robust with an errors RMSE less than 40 W/m2. The results of TIM are close to METRIC, since both are very sensitive to the difference in surface temperature. However, the SPARSE model with its series resistance networks version remains reliable with an RMSE of 55 W/m2 unlike the TSEB model which has a large deviation from the other models by using a value of 1.3 for the Priestley-Taylor (α) parameter and values very close to the METRIC model for a Priestley-Taylor (α) = 1.8 parameter. On the other hand, during the days when the temperature difference is small (low water contrast), the SPARSE and TSEB two-layer models are clearly superior, with a clear advantage of the SPARSE model's serial version, where temperature differences are less important. Thus, with a RMSE of 35 W/m2 for the parallel version of SPARSE , it is more robust than the one-layer models using the extremely dry and extremely wet sites hypothesis so it differs from the other three models by its ability to treat the pixel-by-pixel image independently of the others contrary to the mono-layer models that estimates the two limits dry and wet and interpolates between the two for the rest of the pixels

كلمات الباحثين

Evapotranspiration, METRIC, TIM, TSEB, SPARSE, Energy Balance, Landsat, Algérie.

إشراف وإعداد

الإشراف

Abderrahmane Hamimed

الإعداد

Ahmed Tewfik Oualid

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