Mapping snow depth in open alpine terrain from stereo satellite imagery

Autor: Renaud Marti, Dominique Laffly, Etienne Berthier, Simon Gascoin, M. de Pinel, Thomas Houet
Přispěvatelé: Laboratoire d'Ecologie Microbienne - UMR 5557 (LEM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS), Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Géographie de l'environnement (GEODE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Project CRYOPYR–4500107601, ANR: Labex DRHIIM,Labex DRHIIM, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-11-LABX-0010,DRIIHM / IRDHEI,Dispositif de recherche interdisciplinaire sur les Interactions Hommes-Milieux(2011), Université de Lyon-Université de Lyon-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ecologie microbienne ( EM ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon ( ENVL ) -Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL ), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -VetAgro Sup ( VAS ), Centre d'études spatiales de la biosphère ( CESBIO ), Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Observatoire Midi-Pyrénées ( OMP ) -Centre National d'Etudes Spatiales ( CNES ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales ( LEGOS ), Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National d'Etudes Spatiales ( CNES ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Observatoire Midi-Pyrénées ( OMP ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Géographie de l'environnement ( GEODE ), Université Toulouse - Jean Jaurès ( UT2J ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), ANR : Labex DRHIIM,Labex DRHIIM
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2016
Předmět:
Zdroj: The Cryosphere
The Cryosphere, Copernicus 2016, 10 (4), ⟨10.5194/tc-10-1361-2016⟩
The Cryosphere, 2016, 10 (4), ⟨10.5194/tc-10-1361-2016⟩
The Cryosphere Discussions
The Cryosphere Discussions, Copernicus, 2016, 10 (4), 〈http://www.the-cryosphere.net/10/1361/2016/tc-10-1361-2016.pdf〉. 〈10.5194/tc-10-1361-2016〉
The Cryosphere, Vol 10, Iss 4, Pp 1361-1380 (2016)
ISSN: 1994-0424
1994-0416
1994-0432
1994-0440
DOI: 10.5194/tc-10-1361-2016⟩
Popis: To date, there is no definitive approach to map snow depth in mountainous areas from spaceborne sensors. Here, we examine the potential of very-high-resolution (VHR) optical stereo satellites to this purpose. Two triplets of 0.70 m resolution images were acquired by the Pléiades satellite over an open alpine catchment (14.5 km2) under snow-free and snow-covered conditions. The open-source software Ame's Stereo Pipeline (ASP) was used to match the stereo pairs without ground control points to generate raw photogrammetric clouds and to convert them into high-resolution digital elevation models (DEMs) at 1, 2, and 4 m resolutions. The DEM differences (dDEMs) were computed after 3-D coregistration, including a correction of a −0.48 m vertical bias. The bias-corrected dDEM maps were compared to 451 snow-probe measurements. The results show a decimetric accuracy and precision in the Pléiades-derived snow depths. The median of the residuals is −0.16 m, with a standard deviation (SD) of 0.58 m at a pixel size of 2 m. We compared the 2 m Pléiades dDEM to a 2 m dDEM that was based on a winged unmanned aircraft vehicle (UAV) photogrammetric survey that was performed on the same winter date over a portion of the catchment (3.1 km2). The UAV-derived snow depth map exhibits the same patterns as the Pléiades-derived snow map, with a median of −0.11 m and a SD of 0.62 m when compared to the snow-probe measurements. The Pléiades images benefit from a very broad radiometric range (12 bits), allowing a high correlation success rate over the snow-covered areas. This study demonstrates the value of VHR stereo satellite imagery to map snow depth in remote mountainous areas even when no field data are available.
Databáze: OpenAIRE
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