Contributors: Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH); Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-AgroParisTech-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier; Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro); Analytic and Computational Research, Inc. - Earth Sciences (ACRI-ST); Environnement Méditerranéen et Modélisation des Agro-Hydrosystèmes (EMMAH); Avignon Université (AU)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE); Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube); École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg); Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE); Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie - CNRS Chimie (INC-CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie - CNRS Chimie (INC-CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique; Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS); Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP (UMR_7154)); Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de La Réunion (UR)-Institut de Physique du Globe de Paris (IPG Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité); Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO); Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3); 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); DOTA, ONERA, Université Paris Saclay Palaiseau; ONERA-Université Paris-Saclay; USDA Agricultural Research Service Maricopa, AZ (USDA); United States Department of Agriculture (USDA); Northwest Missouri State University (NMSU); DOTA, ONERA, Université de Toulouse Toulouse; ONERA-PRES Université de Toulouse; Interactions Sol Plante Atmosphère (UMR ISPA); Ecole Nationale Supérieure des Sciences Agronomiques de Bordeaux-Aquitaine (Bordeaux Sciences Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE); This work was supported by the French Space Agency through CNES in the context of the preparation of the MISTIGRI Mission under Contract 104075
نبذة مختصرة : International audience ; In preparation of the micro-bolometer based MIcro Satellite for Thermal Infrared GRound surface Imaging (MIST-IGRI) mission, we study the error budget of the Temperature-Emissivity Separation (TES) method using several spectral configurations that differ in channel numbers, locations, and widths. The error budget quantifies the contribution of (1) the TES underlying assumption about emissivity spectral contrast, (2) the errors on atmospheric corrections, and (3) the instrumental noise. When dealing with atmospheric corrections, we consider errors on atmospheric temperature, water vapor content, and concentrations of CO2 and O3. To that end, we design an end-to-end simulator of MISTIGRI measurements in order to simulate the radiative and biophysical quantities involved in the data processing. We conduct numerous simulations over a wide range of realistic setups that include cavity effect, i.e., radiance trapping within vegetation canopy. In the case of micro-bolometer based sensing, the current study highlights that atmospheric and instrumental noises have similar impacts on the TES retrievals, with resulting errors twice as large as those due to the TES intrinsic assumption about spectral contrast, where the latter contributes to the TES error budget within the [0.005-0.009] interval for emissivity, and within the [0.3 K-0.4 K] interval for LST. Also, we show that retrieval performances of surface temperature are very similar across all considered MISTIGRI spectral configurations, with RMSE variation within 0.2 K.
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