Méthode d évaluation par imagerie satellitaire des anomalies de cultures intermédiaires pour pièges à nitrate (CIPAN) GEOSUD - DDT79

Transcription

1 Cartographie des Cultures Intermédiaires Pièges à Nitrates CIPAN (Directive Nitrates) Méthode d évaluation par imagerie satellitaire des anomalies de cultures intermédiaires pour pièges à nitrate (CIPAN) GEOSUD - DDT79 Pascal Kosuth (TETIS-Irstea), Audrey Jolivot (TETIS-Cirad), Nicolas Cornuault (DDT79), Franck Groneau (DDT79) Présentation Pierre Maurel (TETIS-Irstea - Coord EQUIPEX GEOSUD) MEDDE CETE SO Journée d échanges sur l aménagement du territoire et l imagerie satellitaire Toulouse 9 juillet 2013

2 Evaluation par imagerie satellitaire des anomalies de cultures intermédiaires piège à nitrates 1. Contexte, enjeux, objectif 2. Méthode «états de surface et indicateur de risque» Approche aléa-vulnérabilité (formalisme risque lessivage nitrates) Cartographie des états de surface Indicateur de risque Cartographie des anomalies 3. Comparaison des performances des 4 méthodes 2

3 Cartographie des Cultures Intermédiaires Pièges à Nitrates CIPAN (Directive Nitrates) Directive Nitrates (1991) : protection des eaux, quel que soit leur usage, contre la pollution par les nitrates d origine agricole 4ème programme d action en zones vulnérables (2007) définit les règles et pratiques à mettre en œuvre : - raisonner la fertilisation - limiter les épandages d effluents - maintenir une couverture végétale des sols en période hivernale : CIPAN. -

4 Cartographie des Cultures Intermédiaires Pièges à Nitrates CIPAN (Directive Nitrates) Département des Deux-Sèvres : Du contrôle des Bassins d Alimentation de Captages (BACs) jusqu en 2011

5 Cartographie des Cultures Intermédiaires Pièges à Nitrates CIPAN (Directive Nitrates) Département des Deux-Sèvres : du contrôle des Bassins d Alimentation de Captages (BACs) jusqu en 2011 Dpt Culture ilots anomalie % ano Nb ilots à culture dominante contrôlés Taux d'anomalie pour cette culture dominante MA % BH % ME % TO % OH % PT % GA % AU % Répartition des parcelles en anomalie en fonction de la culture dominante (automne 2011) : ilots contrôlés (BACs) en anomalie (9%) Les anomalies sont plus fréquentes sur Maïs (60%)

6 Cartographie des Cultures Intermédiaires Pièges à Nitrates CIPAN (Directive Nitrates) Département des Deux-Sèvres : au contrôle de l ensemble du Département à partir de 2012

7 Département des Deux-Sèvres 30/10/2012 Différents types de couverts d automne 7/29 Demande de la DDT à Irstea-GEOSUD : Développer une méthode de détection, par imagerie satellitaire, des ilots PAC présentant un couvert végétal d automne déficient (1er nov. 15 déc.) 7

8 Objectif général : Développer une méthode de détection, par imagerie satellitaire, des ilots PAC présentant un couvert végétal d automne déficient (1er nov. 15 déc.) 4 méthodes testées Méthode 1 : Calcul du NDVI moyen par ilot puis seuillage Méthode 2 : Apprentissage sur les ilots contrôlés «anomalie» Méthode 3 : Cartographie des états de surface, indicateurs, seuillage Méthode 4 : Cartographie des états de surface, indicateur de risque Imagerie Spot 4, 20m 8 / 35

9 Evaluation par imagerie satellitaire des anomalies de cultures intermédiaires piège à nitrates 1. Contexte, enjeux, objectif 2. Méthode «états de surface et indicateur de risque» Approche aléa-vulnérabilité (formalisme risque lessivage nitrates) Cartographie des états de surface Indicateur de risque Cartographie des anomalies 3. Comparaison des performances des 4 méthodes 9

10 Méthode «Etats de surface et indicateurs de risque» Formalisme «risque» Risque = Alea * Vulnérabilité = (Probabilité * Intensité) * Vulnérabilité Cet indicateur résulte de 5 facteurs : (1) la culture dominante de l ilot, (2) la superficie de l ilot, (3) la distribution d état de surface de l ilot, (4) les pratiques culturales impactant l intensité potentielle de la pression (ex. reliquat d azote/ha) (5) la localisation de l ilot. 10

11 Etape 1 : de l image à la cartographie des états de surface Etape 2 : de l état de surface à l indicateur de risque Etape 3 : cartographie des ilots à risque et régionalisation 11 / 35

12 Etape 1 : de l image à la cartographie des états de surface Identification experte d une vérité-image (dès réception de l image) : Sols nus Végétation sèche (chaumes, paille) Végétation active non couvrante Végétation active couvrante Imagerie Spot 4, 20m Deux-Sèvres automne 2012 : Carte de densité de couvert végétal et de risque de lessivage des nitrates 12

13 Etape 1 : de l image à la cartographie des états de surface Vérité-image Classification des états de surface (4 classes) Imagerie Spot 4, 20m Deux-Sèvres automne 2012 : Carte de densité de couvert végétal et de risque de lessivage des nitrates 13 / 35

14 Etape 1 : de l image à la cartographie des états de surface Etape 2 : de l état de surface à l indicateur de risque Formalisme «risque» Risque = Alea * Vulnérabilité = Probabilité * Intensité * Vulnérabilité Dpt 79 automne 2012 Taux moyen anomalie >80% sols nus >80% C1-C2 >80% veg.sec Hétérogène >80% veg. verd. >80% C3+C4 >80% veg. couv. Maïs 40% 55% 45% 40% 20% 0% 0% 0% Céréales 15% 10% 10% 10% 10% 10% 5% 0% Tournesol 10% 15% 10% 10% 10% 10% 0% 0% Colza 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% Pois de printemps 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% Prairies 0% 10% 10% 10% 10% 0% 0% 0% Autres 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% Surface (C1, C2) Imagerie Spot 4, 20m Deux-Sèvres automne 2012 : Carte de densité de couvert végétal et de risque de lessivage des nitrates 14

15 Etape 1 : de l image à la cartographie des états de surface Etape 2 : de l état de surface à l indicateur de risque Formalisme «risque» Risque = Alea * Vulnérabilité = Probabilité * Intensité * Vulnérabilité Imagerie Spot 4, 20m Deux-Sèvres automne 2012 : Carte de densité de couvert végétal et de risque de lessivage des nitrates 15 / 35

16 Etape 1 : de l image à la cartographie des états de surface Etape 2 : de l état de surface à l indicateur de risque Image multispectrale Etats de surface (4 classes) Indicateur de risque par ilot PAC Imagerie Spot 4, 20m Deux-Sèvres automne 2012 : Carte de densité de couvert végétal et de risque de lessivage des nitrates 16

17 Etape 1 : de l image à la cartographie des états de surface Etape 2 : de l état de surface à l indicateur de risque Etape 3 : cartographie des ilots à risque et régionalisation Image multispectrale Etats de surface (4 classes) Indicateur de risque par ilot PAC Régionalisation de l indicateur de risque Imagerie Spot 4, 20m Deux-Sèvres automne 2012 : Carte de densité de couvert végétal et de risque de lessivage des nitrates 17 / 35

18 Suivi et contrôle des anomalies de cultures intermédiaires piège à nitrates 1. Contexte, enjeux, objectif 2. Méthode «états de surface et indicateur de risque» Approche aléa-vulnérabilité (formalisme risque lessivage nitrates) Cartographie des états de surface Indicateur de risque Cartographie des anomalies 3. Comparaison des performances des 4 méthodes 18

19 Comparaison des performances des 4 méthodes testées (exhaust. de détection des anomalies; réduction contrôle sur le terrain) 19

20 Merci de votre attention 20 / 35