Contribution de l’imagerie multispectrale et infrarouge thermique aéroportée à l’étude de l’effet de la contrainte hydrique sur plusieurs variétés de pommier - INRAE - Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement Accéder directement au contenu
Mémoire D'étudiant Année : 2016

Contribution de l’imagerie multispectrale et infrarouge thermique aéroportée à l’étude de l’effet de la contrainte hydrique sur plusieurs variétés de pommier

Résumé

Using data from an airborne high resolution imaging drone campaign conducted during the summer 2015 on as apple variety behavior experiment, this memory aims to highlight the contribution of multispectral imagery in the study of changes in the reflectance of the vegetation cover in response to the imposition of water stress during a period of 1 month. Changing conditions of soil moisture and water status of trees (followed by predawn water potential and stem potential) demonstrated the reality of the situation of stress for two of the five varieties studied, including Story® Inoredcov. The document relates in detail the flight procedure for image acquisition, at 40m above the ground, as well as methods of pre- and post-processing of these images. From these, various spectral variables were extracted, and remote sensing indices were calculated: NDVI, GNDVI, and PRI. An acquisition in the thermal infrared (video mode) enabled in parallel with the multispectral imaging the acquisition of images on the entire test plot. The data processing showed the interest of combining the bands of red (676nm) and near infrared (850nm) to calculate the NDVI, which turned out negatively impacted by water stress, and confirmed that the plot thermal image also reflected the state of stress of some trees, with a temperature rise of 1.1° C on average for water stressed trees. A principal component analysis built on the basis of the three vegetation indices and variable Ts-Ta (surface temperature less air temperature) showed the relative independence of variables, and differentiated individuals genetically and relative to the water regime. The experiment thus demonstrated the potential of multispectral and thermal imaging to contribute to the efforts of non-invasive phenotyping of fruit trees cover.
A partir des données issues d’une campagne d’imagerie haute résolution aéroportée par drone réalisée au cours de l’été 2015 sur un verger d’essai de comportement de variétés de pommiers, ce mémoire a pour objet d’étudier l’apport de l’imagerie multispectrale dans l’étude de l’évolution de la réflectance de ce couvert végétal en réponse à l’imposition d’un stress hydrique pendant une durée de 1 mois. L’évolution des conditions de l’humidité du sol, et du statut hydrique des arbres (suivi par potentiel de base et potentiel de tige) a démontré la réalité de la situation de stress pour deux des cinq variétés mises en essai : notamment Story® Inoredcov. Le document rapporte en détail la procédure de vol pour l’acquisition des images, à 40m au-dessus du sol, ainsi que les méthodes de pré- et de post-traitement de ces images. A partir de celles-ci, diverses variables spectrales ont été extraites, et des indices de télédétection ont été calculés : NDVI, GNDVI, et PRI. Une acquisition en mode vidéo a permis parallèlement à l’imagerie multispectrale d’acquérir des images dans l’infrarouge thermique sur l’ensemble de la parcelle d’essai. Le traitement des données a révélé l’intérêt de combiner les bandes du rouge (676nm) et du proche infrarouge (850nm) pour le calcul du NDVI, qui s’avère négativement impacté par le stress hydrique, et il a confirmé que l’image thermique de la parcelle traduisait aussi l’état de stress de certains arbres, avec une élévation de la température de 1,1°C en moyenne pour les arbres privés d’eau. Une analyse en composantes principales construite sur la base des trois indices de végétation et de la variable Ts-Ta (température de surface moins température de l’air) a permis de montrer une relative indépendance des variables, et de les différencier les individus génétiquement et par rapport à la contrainte hydrique subie. L’expérimentation démontre ainsi le potentiel de l’imagerie multispectrale et thermique pour contribuer aux efforts de phénotypage non invasif sur couvert d’arbres fruitiers.
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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Dates et versions

hal-02799978 , version 1 (05-06-2020)

Identifiants

  • HAL Id : hal-02799978 , version 1
  • PRODINRA : 368007

Citer

Samuel Vincourt. Contribution de l’imagerie multispectrale et infrarouge thermique aéroportée à l’étude de l’effet de la contrainte hydrique sur plusieurs variétés de pommier. Biologie végétale. 2016. ⟨hal-02799978⟩
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