Etude des caractéristiques géométriques de la canopée d'une culture de froment par stéréoscopie

Abstract

Contexte : une agriculture céréalière à deux vitesses, partagée entre la recherche continue de rendements phytotechniques et économiques plus élevés et le souci de l’impact environnemental des méthodes employées. Avec pour solution l’agriculture de précision via l’intégration des énormes progrès de l’informatique, de la robotique, de l’imagerie… aux procédés agricoles. Objectifs : développer une technique stéréoscopique robuste, financièrement accessible et apte à déterminer différents paramètres géométriques d’une culture de froment, notamment le LAI. Et ensuite étendre l’utilisation de ces paramètres à la détermination de la biomasse humide et à la validation des procédés de télédétection à très haute résolution (TTHR). Méthodes : comparer les estimations du LAI basées sur les images 3D avec les mesures de référence au regard des nombreuses sources de variabilité mises en jeu. L’expérimentation est réalisée à Lonzée (Belgique), 36 parcelles de 12 m2 sont soumises à des prélèvements du 21 mars au 5 juillet 2017. Une expérience similaire est réalisée en serre. Deux types de caméras sont utilisés : les Videre Design STH-MDCS3-VAR et les JAI-GO-5000M-USB. Le traitement des paires d’images inclut principalement le calibrage faible, la mise en correspondance par fenêtre de corrélation de type SSD et la triangulation. La TTHR fournit des images multispectrales tout au long de la saison. Résultats et discussion : l’erreur absolue du traitement est de 7.6%. La relation linéaire entre le LAI estimé et le LAI réel mesuré affiche un R2 de 0.938 et un coefficient de variation de 29%. Les variabilités inter (10.9%) et intraparcellaire (20%) sont élevées. Les conditions météorologiques apportent une variabilité importante. La régression réalisée à partir de la quantité d’azote, du LAI, du taux de couverture et de la hauteur moyenne prédit le poids humide avec un R2 de 0.95. L’indice GRVI calculé sur base des images multispectrales prédit ce poids avec un R2 de 0.94. Conclusion : le procédé stéréoscopique développé peut être amélioré dans sa gestion de la variabilité de l’ensoleillement. Toutefois, il permet déjà de suivre l’évolution du LAI d’une culture et de fournir les paramètres nécessaires à la détermination de la biomasse humide. Les mesures de références sont chronophages et peu représentatives de par leur faible empreinte spatiale. À l’inverse, la télédétection apporte une dimension importante aux mesures terrestres.