[ca] El reg és el principal consum antropogènic d'aigua dolça. Es preveu que l'explotació dels recursos hídrics per a millorar la producció d'aliments mitjançant pràctiques de reg seguirà augmentant en els propers decennis. De fet, es preveu que el creixement demogràfic i els canvis climàtics exerceixin una pressió encara més gran sobre els recursos hídrics disponibles. Tot i que el reg té conseqüències directes en la gestió racional dels recursos hídrics, així com en la producció d'aliments, cal un coneixement detallat dels llocs en què realment es rega a tot el món i de quanta aigua s'utilitza realment per les pràctiques de reg. En aquesta investigació s'han elaborat mètodes per detectar i cartografiar les zones on realment es rega, així com mètodes per estimar les quantitats d'aigua que s'apliquen per al reg; les metodologies proposades utilitzen dades d'humitat del sòl provinents de la teledetecció espacial. En aquesta investigació s'han adoptat dos casos d'estudi: el primer es troba a la conca de l'Ebre, al nord-est d'Espanya, mentre que l'altre és la conca de l'Alt Tíber, a Itàlia central. S'han assajat diversos productes d'humitat del sòl obtinguts per teledetecció amb diferents resolucions espacials per avaluar els que millor funcionen en la detecció de reg i, per tant, en la cartografia de les zones de regadiu. A més, s'han realitzat estimacions quantitatives de les quantitats d'aigua aplicades per al reg. L'activitat de detecció i cartografia del reg s'ha dut a terme en els dos casos d'estudi. En l'espanyol s'ha avaluat inicialment la capacitat de detecció de reg de diversos productes de teledetecció. S'han avaluat els següents jocs de dades d'humitat del sòl: SMAP (Soil Moisture Active Passive) a 1 km i 9 km, SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) a 1 km, Sentinel-1 a 1 km, i ASCAT (Advanced SCATterometer) a 12,5 km. Les versions d'1 km de SMAP i SMOS s'obtenen mitjançant la desagregació amb el mètode DISPATCH (DISaggregation based on Physical And Theoretical scale CHange). La detectabilitat del reg pels productes considerats s'ha avaluat mitjançant índexs derivats de la teoria d'estabilitat temporal aquí utilitzada sota aquesta nova perspectiva. A més, s'han elaborat mapes de les zones irrigades produïts a través de l'algoritme d'agrupament K-mitjanes. A les zones agrícoles de la conca de l'Alt Tíber, a Itàlia, s'ha realitzat una anàlisi a doble escala. En l'anàlisi a 1 km de resolució espacial s'ha aplicat el mateix procediment adoptat en el cas d'estudi de la conca de l'Ebre per avaluar la detectabilitat del regadiu mitjançant la humitat del sòl provinent de la teledetecció. S'han utilitzat els següents productes: SMAP a 1 km, la versió Sentinel-1 a 1 km publicada pel Copernicus Global Land Service, i una versió Sentinel-1 a escala de la parcel·la (produïda per THEIA) agregada a 1 km. Cal observar que els dos primers productes són els mateixos que també s'han utilitzat en el cas d'estudi espanyol. En aquesta anàlisi, així com en la realitzada sobre l'àrea d'estudi a la conca de l'Ebre, s'ha utilitzat com a suport el model de superfície continental SURFEX-ISBA (Surface EXternalisée - Interaction Sol Biosphère Atmosphère). En l'anàlisi a escala de parcel·la, les dades de THEIA Sentinel-1 agregades a 100 m s'han utilitzat per produir mapes d'alta resolució de les zones de regadiu mitjançant l'algoritme d'agrupament K-mitjanes. L'activitat de quantificació del reg s'ha dut a terme a la zona d'estudi a la conca de l'Ebre únicament; s'han realitzat dos experiments: un utilitzant SMAP amb dades a 1 km de resolució i un altre utilitzant SMOS amb dades a 1 km. Tots dos conjunts de dades s'han utilitzat per forçar l'algoritme SM2RAIN adaptat a l'estimació del reg. En l'algoritme s'ha aplicat una modelització més realista del terme d'evapotranspiració per reproduir adequadament l'evapotranspiració dels cultius segons el model de la FAO (Organització de les Nacions Unides per a l'Agricultura i l'Alimentació). Les anàlisis realitzades tenen per objecte satisfer les llacunes existents en el camp de la recerca relacionada amb el reg; els resultats obtinguts són útils per avaluar l'impacte de les pràctiques de reg en el cicle hidrològic.

[en] Irrigation is the primary source of anthropogenic freshwater consumptions. The exploitation of water resources to improve the food production through irrigation practices is expected to further increase in the upcoming decades. In fact, the population growth and climate changes are expected to put even more pressure on the available water resources. Despite irrigation having direct implications on the rational management of water resources, as well as on food production, a detailed knowledge of where irrigation actually occurs worldwide and of how much water is actually used for irrigation practices is missing. In this research, approaches to detect and map areas where irrigation actually occurs, as well as methods to estimate the amounts of water applied for irrigation, have been developed; the proposed methodologies exploit remote sensing soil moisture. Two case studies have been considered in this research: the first one is located within the Ebro basin, in North-eastern Spain, while the other one is the Upper Tiber basin, in central Italy. Several remotely sensed soil moisture products at different spatial resolutions have been tested to evaluate the best performing ones in detecting irrigation signals and thus mapping irrigated areas. In addition, quantitative estimates of the water amounts applied for irrigation have been performed. The irrigation detection and mapping activity has been carried out over both case studies. In the Spanish one, the capability to detect irrigation of several remote sensing products has been initially assessed. The following soil moisture data sets have been evaluated: SMAP (Soil Moisture Active Passive) at 1 km and 9 km, SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) at 1 km, Sentinel-1 at 1 km, and ASCAT (Advanced SCATterometer) at 12.5 km. The 1 km versions of SMAP and SMOS are obtained through downscaling with the DISPATCH (DISaggregation based on Physical And Theoretical scale CHange) method. The detectability of irrigation by the considered products has been assessed through indices derived from the temporal stability theory here used under this new perspective. Furthermore, maps of irrigated areas have been produced through the K-means clustering algorithm. Over the agricultural areas in the Upper Tiber basin, in Italy, a double-scale analysis has been carried out. In the analysis at 1 km spatial resolution, the same procedure adopted over the case study in the Ebro basin to evaluate the detectability of irrigation through remotely sensed soil moisture has been applied. The following products have been used: SMAP at 1 km, the Sentinel-1 at 1 km version delivered by the Copernicus Global Land Service, and a plot-scale-born Sentinel-1 version (produced by THEIA) aggregated at 1 km. Note that the first two products are the same used over the Spanish case study also. In this analysis, as well as in the one carried out over the study area in the Ebro basin, surface soil moisture simulated by the SURFEX-ISBA (SURface EXternalisée - Interaction Sol Biosphère Atmosphère) land surface model has been used as support. In the plot-scale analysis, THEIA Sentinel-1 data aggregated at 100 m have been used to produce high-resolution maps of irrigated areas through the K-means clustering algorithm. The irrigation quantification activity has been carried out over the study area in the Ebro basin only; two experiments have been performed: one exploiting SMAP at 1 km data and another one exploiting SMOS at 1 km data. Both data sets have been used to force the SM2RAIN algorithm adapted to estimate irrigation. A more realistic modeling of the evapotranspiration term has been implemented into the algorithm to properly reproduce the crop evapotranspiration according to the FAO (Food and Agriculture Organization) model. The analyses carried out are aimed at filling the existing gaps in the irrigation-related research field; the obtained results are useful to assess the impact of irrigation practices on the hydrological cycle.