Perspectives d applications de la télédétection en grandes culture à court et moyen terme dans le Sud-Ouest

Transcription

1 Perspectives d applications de la télédétection en grandes culture à court et moyen terme dans le Sud-Ouest Jean-François DEJOUX CESBIO & Luc CHAMPOLIVIER CETIOM

2 Télédétection en agriculture : nouveau contexte, principes Quelques éléments

3 La végétation évolue vite

4 Grande variabilité intra et interparcellaire Grande variabilité interannuelle +,* # -. ) / 0"1!"#$$%&#$$'&#$$(! )*

5 Des séries temporelles d images optiques de grande qualité à mètres de résolution Le socle des applications en agriculture = suivi dynamique de la végétation, via le suivi des indices foliaires. Principe : transformation en indicateurs et autres variables (taux de recouvrement, biomasse, besoin en eau ou en azote ) Par des modèles et avec utilisation variée de données exogènes Météo Cartes des sols, des réserves utiles Itinéraires techniques (date semis ) Observation de terrain, etc

6 Des applications futures variées Irrigation, fertilisation, prévision des rendements Cartographie des occupations du sol => a posteriori et en temps réel => repérage des cultures Cartographie des états de surface : sols nus, teneurs en eau des sols nus, caractérisation des intercultures et jachères cf relation agriculture environnement Nombreuses technologies en phase de recherche et développement pour l agriculture : Satellite : images radar, thermique, hyperspectrale, lidar Aéroportée (avion, drones ) : idem

7 Programme GMES/Copernicus de l Europe => plusieurs satellites aux images gratuites, )(- " " ".,,! " # $%" #&'(!)(*+ 2 +#"-)3#$24 / " 0, /,1! " 2" -.! + / 3# " #&-,45,. 36" 2 &#!-7! (0. 8!69:" ; " 7" < *=#&#0" " > 0< 6 / & 0! /#5++! /!0+! /!!" #<#!

8 Une abondance d images de haute qualité => préparer méthodes et usages, relever les défis 8. G " #" " ## ##! 8" 5H 3) * 5. '7 # -#<" <B CC".! DB 4,7-". -!0" 0E E E #!+. D?-" 2# 0. )#:-<<".F?

9 Faciliter l usage à des non-spécialistes Différents niveaux de produits * 9 : ; < = 2+-! 63)) 5 90&) * ) + 9 *-! >#+"-! 6fl)) 3)0 ) ) & *5! B 9 fl)) 3) +#"-) 2 + 2$ C-!

10 Pour en savoir plus, télécharger gratuitement les images Spot Take5 Contacts au Cesbio Jean-François Dejoux. Coordinateur du site SudMipy Take5 Observatoire Spatial Régional OSR Olivier Hagolle. Coordinateur scientifique de l expérience Take5, Blogger d exception sur olivier.hagolle@cesbio.cnes.fr Gérard Dedieu. Responsable scientifique de Vénus gerard.dedieu@cesbio.cnes.fr Liens utiles Téléchargement d images gratuites CESBIO Le blog sur les séries multi-temporelles d images optiques et de Take Five : Programme Copernicus (anciennement GMES : Global Monitoring for Environment and Security) Les missions Sentinels d observation de la Terre Téléchargement gratuit des images Landsat8 lancé en avril 2013 (30 mètres de résolution) Pôle Thématique Surfaces Continentales PTSC (portail pour télécharger les images Take5) EEE#!+

11 Application potentielle à la culture du tournesol L indice foliaire un indicateur d intérêt

12 Télédétection : application potentielle à la culture du tournesol L indice foliaire : un indicateur d intérêt La variable agronomique la plus facilement accessible par télédétection satellitaire est l indice foliaire (surface déployée de feuilles / surface de sol) Or l indice foliaire est un très bon révélateur de l état de la culture du tournesol. Il est d ores et déjà utilisé dans de nombreuses règles de décision (irrigation, risque maladies..) et pour la prévision du rendement et de la teneur en huile De plus le tournesol est une culture d été : il est moins exposé au risque de couverture nuageuse qu une culture d hiver ou de printemps Le contexte Il existe un contexte fédérateur des forces de la recherche et du développement sur cette thématique pour aboutir à des outils opérationnels l UMT Tournesol basée à Toulouse mais à vocation nationale qui a noué des collaborations avec un réseau de coopératives (par exemple Arterris et Val de Gascogne) et avec Invivo Réduction prévue du coût des images satellitaires et de leur traitement Nécessité d un faible délai de fourniture des informations

13 Exemple d application possible à court terme : le pilotage de l irrigation # Télédétection : application potentielle à la culture du tournesol Indice foliaire = 2,4 (0,4 m² de feuilles / plante) Excessif 3 Excessif Irrigation déconseillée Indice foliaire = 1,8 (0,3 m² de feuilles / plante) Idéal Indice foliaire = 3,6 (0,6 m² de feuilles / plante) Indice foliaire = 1,2 (0,2 m² de feuilles / plante) Insuffisant Irrigation recommandée Idéal Indice foliaire = 2,7 (0,45 m² de feuilles / plante)

14 Télédétection : application potentielle à la culture du tournesol Exemple d application possible à court terme : la prévision du rendement et de la teneur en huile du tournesol à l échelle d un bassin de collecte (projet CasDAR RFI ) D '!!-&("?. I! (3) 4 I0#2+-" (&?. = 2 1 +! fin 07 Fin 04 début 06 début 07 mi 07 mi 08 début 08 D >" D0! # & Utilisation des valeurs d indice foliaire dans des modèles plus ou moins complexes de type statistique ou mécanistes (SUNFLO) 3! Somme températures Date Stade

15 Télédétection : application potentielle à la culture du tournesol Pilotage et suivi complet de la culture avec 6 images '! + 1 #! +0! -" ( &.! I0 #+ -& &.! I0 #+ -& &. '!!-&("?. Indice foliaire J " & -" " Somme températures fin 07 Fin 04 début 06 début 07 mi 07 mi 08 Date début 08 D >" D0! # & ! Stade

16 Télédétection : application potentielle à la culture du tournesol Un rêve? Un web-service permettant de mettre en relation des informations de différentes natures et origines pour aider à la prise de décision et à la prévision de I!< ( (" E.!#! ;3K I" 0 ). I8IJ J #5" 0 A 25 I8C" ) " (5 (" 7! F * 6? D ). A 2! G! Base de données

17 Annexe Capitaliser des références pluri-annuelles (diagnostic régional a postériori) Pour faciliter la mise en œuvre d OAD (Outil d Aide à la Décision) en temps réel

18 Analyse de la variabilité inter-parcellaire sur plusieurs années '+" #5!+-J LI. & # JLI?

19 Conditions climatiques et types de sols influencent fortement * les périodes de semis et de levées * les dynamiques des indices foliaires (cf NDVI) * les besoins en eau et les #" +!! " #!! < 0(!! #$2$!> 9B? " #! " +#! #+! &&2-!&,. 9

20 Variabilité des dates de levée observées. Corrélation aux types de sols. 5 *) ) " 76 /,#M /!M% -G!0L D0.( #!#" 0(!! / < -&&2. G

21 Analyse des valeurs maximales d indice foliaire 7 +6 "!0# ++7#

22 D).9)0 )B)):B )! )) D95 *) )* GH ) D9 ))C D9 )C