Collecte semi-automatisée en bordure de route de données d’image pour la caractérisation de pratiques de gestion des terres agricoles

Citation

Pilger, N., Berg, A., Joosse, P. (2020). Semi-automated roadside image data collection for characterization of agricultural land management practices, 12(14), http://dx.doi.org/10.3390/rs12142342

Résumé en langage clair

Les scientifiques s’intéressent à l’utilisation de satellites pour mesurer les conditions dans les champs agricoles; les satellites, en effet, peuvent prendre des mesures sur une grande superficie en une seule fois, ce qui permet d’économiser du temps et des efforts comparativement aux relevés au sol. Il reste néanmoins indispensable d’aller parfois sur le terrain pour vérifier l’exactitude des mesures obtenues par satellite et s’assurer qu’elles sont interprétées correctement. Cette étude visait à tester la capacité d’un système de caméra vidéo monté sur véhicule de recueillir des données sur la couverture du sol comparativement à la prise de mesures à partir de photos sur le terrain. Deux caméras vidéo ont été montées sur un véhicule en mouvement, chacune dirigée vers un côté de la route. Au printemps 2016, deux routes du sud de l’Ontario ont été suivies le long de 114 champs, et des photos de la couverture du sol ont été prises sur le terrain le même jour. Pour chaque champ agricole, une image a été tirée de la séquence vidéo et évaluée visuellement pour déterminer à laquelle des classes suivantes le champ appartenait : classique (0 à 30 % de couvert de résidus), de conservation (30 à 60 % de couvert de résidus), sans travail du sol (> 60 % de couvert de résidus) ou avec couvert végétal (culture fourragère). Les classes déterminées à partir du système de caméra vidéo monté sur véhicule concordaient très bien (à 93 %) avec celles déterminées à partir de photos prises sur le terrain. L’utilisation d’une caméra vidéo montée sur un véhicule pour déterminer les conditions d’un terrain pourrait s’avérer un moyen rapide – jusqu’à 500 champs évalués par heure – de recueillir des données qui permettront d’interpréter les images satellites. Cette méthode pourrait même remplacer les mesures par imagerie satellitaire, laquelle est souvent entravée par le couvert nuageux qui se forme au-dessus du sud de l’Ontario pendant les périodes d’intérêt automnale, hivernale et printanière.

Résumé

© Les auteurs, 2020. Les pratiques de gestion de la couverture du sol, incluant la culture de plantes couvre-sol ou la rétention des résidus de culture en dehors de la saison de croissance, ont des répercussions importantes sur la santé du sol. Plusieurs produits de télédétection existent pour examiner ces pratiques à grande échelle, mais des problèmes liés au couvert nuageux et à l’accès aux terres agricoles à des fins de validation peuvent limiter la récolte de données sur de vastes régions. Dans cette étude, nous décrivons la mise au point d’une procédure mobile pour obtenir, depuis la bordure de la route, des données de référence terrestres pour la télédétection de pratiques d’utilisation des terres agricoles. Le principal objectif était de produire une banque d’images numériques géoréférencées prises en bordure de route et de les utiliser, comparativement à des photos prises sur le terrain, pour mesurer l’utilisation des terres agricoles et la couverture du sol associées aux résidus de culture et aux cultures de couverture en dehors de la saison de croissance. Nous avons trouvé une très grande correspondance (> 90 %) entre les relevés mobiles en bordure de route et les données de vérification récoltées au sol in situ. Nous avons évalué la correspondance entre les classes déterminées à partir d’une partie des données d’images provenant du recensement à l’échelle du comté et celles déterminées in situ dans 114 champs, et les classes concordaient dans 93 % des cas. Les quelques cas de divergence étaient dus à la difficulté de distinguer les champs ayant une proportion de résidus de 30 à 60 % et ceux en ayant plus de 60 %, bien qu’on puisse considérer que tous ces champs respectent les normes liées aux pratiques de conservation. Le système mobile de saisie d’images en bordure de route qui est décrit ici a l’avantage d’être relativement peu coûteux et de fonctionner par temps nuageux, conditions qui limitent souvent l’obtention de données par télédétection optique pendant les périodes d’intérêt pour cette étude. Nous croyons que cette approche pourrait être utilisée pour réduire les coûts reliés aux relevés au sol sur le terrain tout en élargissant la zone de couverture, et qu’elle pourrait intéresser des organisations industrielles, universitaires et gouvernementales cherchant à réaliser des relevés plus réguliers de la couverture des sols agricoles pendant les périodes sujettes au couvert nuageux saisonnier.

Date de publication

2020-07-01

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