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The SARSense campaign: A dataset for comparing Cand L-band SAR backscattering behavior to changes of soil and plant parameters in agricultural areas

Mengen, David und Montzka, Carsten und Brogi, Cosimo und Matveeva, Maria und Baum, Stephanie und Schüttemeyer, Dirk und Bayat, Bagher und Bogena, Heye und Coccia, Alexander und Masalias, Gerard und Graf, Verema und Jakobi, Jannis und Jonard, Francois und Ma, Yueling und Mattia, Francesco und Palmisano, Davide und Rascher, Uwe und Satalino, Giuseppe und Jagdhuber, Thomas und Fluhrer, Anke und Schumacher, Maike und Koyama, Christian und Schmidt, Marius und Vereecken, Harry (2021) The SARSense campaign: A dataset for comparing Cand L-band SAR backscattering behavior to changes of soil and plant parameters in agricultural areas. In: Proceedings of European Geosciences Union (EGU) 2021. European Geosciences Union (EGU), 2021-04-19 - 2021-04-30, Online Veranstaltung. doi: 10.5194/egusphere-egu21-1351.

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Kurzfassung

With the upcoming L-band Synthetic Aperture Radar (SAR) satellite mission Radar Observing System for Europe at L-band (ROSE-L) and its combination with existing C-band satellite missions such as Sentinel-1, multi-frequency SAR observations with high temporal and spatial resolution will become available. To investigate the potential for estimating soil and plant parameters, the SARSense campaign was conducted between June and August 2019 at the agricultural test site Selhausen in Germany. In this regard, we introduce a new publicly available, extensive SAR dataset and present a first analysis of C- and L-band co- and cross-polarized backscattering signals regarding their sensitivity to soil and plant parameters. The analysis includes C- and L-band airborne recordings as well as Senitnel-1 and ALOS-2 acquisitions, accompanied by in-situ soil moisture measurements and plant samplings. In addition, soil moisture was measured using cosmic-ray neutron sensing as well as unmanned aerial system (UAS) based multispectral and temperature measurements were taken during the campaign period. First analysis of the dataset revealed, that due to misalignments of corner reflectors during the SAR acquisition, temporal consistency of airborne SAR data is not given. In this regard, a scene-based, spatial analysis of backscatter behaviour from airborne SAR data was conducted, while the spaceborne SAR data enabled the analysis of temporal changes in backscatter behaviour. Focusing on root crops with radial canopy structure (sugar beet and potato) and cereal crops with elongated canopy structure (wheat, barley), the lowest correlations can be observed between backscattering signal and soil moisture, with R² values ranging below 0.35 at C-band and below 0.36 at L-band. Higher correlations can be observed focusing on vegetation water content, with R² values ranging between 0.12 and 0.64 at C-band and 0.06 and 0.64 at L-band. Regarding plant height, at C-band higher correlations with R² up to 0.55 can be seen compared to R² up to 0.36 at L-band. Looking at the individual agricultural corps in more detail, in almost all cases, the backscatter signals of C- and L-band contain a different amount of information about the soil and plant parameters, indicating that a multi-frequency approach is envisaged to disentangle soil and plant contributions to the signal and to identify specific scattering mechanisms related to the crop type, especially related to the different characteristics of root crops and cereals.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/141478/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:The SARSense campaign: A dataset for comparing Cand L-band SAR backscattering behavior to changes of soil and plant parameters in agricultural areas
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Mengen, Davidd.mengen (at) fz-juelich.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Montzka, CarstenForschungszentrum JülichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Brogi, CosimoFZ JülichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Matveeva, MariaFZ JülichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Baum, StephanieFZ JülichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schüttemeyer, DirkESANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bayat, BagherFZ JülichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bogena, HeyeFZ JülichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Coccia, AlexanderMetasensing BVNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Masalias, GerardMetasensing BVNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Graf, VeremaFZ JülichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jakobi, JannisFZ JülichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jonard, FrancoisFZ JülichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ma, YuelingFZ JülichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mattia, FrancescoCNRNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Palmisano, DavideCNRNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rascher, UweFZ JülichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Satalino, GiuseppeCNRNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jagdhuber, ThomasThomas.Jagdhuber (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1760-2425NICHT SPEZIFIZIERT
Fluhrer, AnkeAnke.Fluhrer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1188-5313NICHT SPEZIFIZIERT
Schumacher, MaikeAalborg University, Geodesy and Surveying, Aalborg, DenmarkNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Koyama, ChristianTokyo Denki University, School of Science and Engineering, Tokyo, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schmidt, MariusFZ JülichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Vereecken, HarryForschungszentrum JülichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2021
Erschienen in:Proceedings of European Geosciences Union (EGU) 2021
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.5194/egusphere-egu21-1351
Status:veröffentlicht
Stichwörter:ROSE-L; soil moisture; plant parameters; L-band; C-band; SAR; airborne campaign
Veranstaltungstitel:European Geosciences Union (EGU)
Veranstaltungsort:Online Veranstaltung
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:2021-04-19 - 2021-04-30
Veranstalter :Copernicus Meetings
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Fernerkundung u. Geoforschung
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme > Aufklärung und Sicherheit
Hinterlegt von: Fluhrer, Anke
Hinterlegt am:23 Mär 2021 17:16
Letzte Änderung:22 Nov 2021 16:18

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