Estimation de la teneur en caroténoïdes du couvert du blé d’hiver à l’aide de données hyperspectrales par visées multiples

Citation

Kong, W., Huang, W., Liu, J., Chen, P., Qin, Q., Ye, H., Peng, D., Dong, Y., Mortimer, A.H. (2017). Estimation of canopy carotenoid content of winter wheat using multi-angle hyperspectral data. Advances in Space Research, [online] 60(9), 1988-2000. http://dx.doi.org/10.1016/j.asr.2017.07.015

Résumé en langage clair

L’estimation précise de la teneur en caroténoïdes (Car) des cultures à l’aide de données de télédétection peut être utile pour la gestion des ressources agricoles. Dans la présente étude, nous avons examiné l’utilisation de données hyperspectrales par visées multiples hors du nadir pour estimer la teneur en Car du couvert des cultures. Des analyses de corrélation ont été effectuées entre la teneur en Car et la réflectance spectrale originale et la réflectance spectrale supprimée dans le continuum. Les caractéristiques spectrales et les indices publiés antérieurement ont été dérivés de données obtenues à différents angles de vue et ont été analysés pour estimer la teneur en Car. Les résultats ont montré que les caractéristiques et les indices spectraux obtenus à partir des directions de rétrodiffusion entre un angle de 20° et 40° au zénith avaient une corrélation plus forte avec la teneur en Car que dans la direction du nadir, et que la corrélation la plus forte a été observée avec une direction de rétrodiffusion d’environ 30°. Nous avons constaté que la profondeur d’absorption spectrale à 500 nm dérivée des données spectrales obtenues à une direction de rétrodiffusion de 30° réduisait considérablement la différence induite par les cultivars de plantes. Il s’agit de la méthode la plus appropriée pour l’estimation de la teneur en Car du couvert du blé d’hiver, avec un coefficient de détermination de 0,79 et une erreur quadratique moyenne de 19,03 mg/m2.

Résumé

© 2017 COSPAR L’estimation précise de la teneur en caroténoïdes (Car) des cultures à l’aide de données de télédétection pourrait être utile pour la gestion des ressources agricoles. Les méthodes classiques d’estimation de la teneur en Car étaient principalement fondées sur des données de réflectance acquises à partir de la direction du nadir. Cependant, la réflectance acquise dans cette direction est fortement influencée par la structure du couvert et la réflectance du fond du sol. L’observation hors du nadir est moins touchée, et les données d’observation par visées multiples se sont avérées contenir des informations supplémentaires rarement exploitées pour estimer la teneur en Car des cultures. L’objectif de cette étude était d’explorer le potentiel des données d’observation par visées multiples pour estimer la teneur en Car du couvert du blé d’hiver. La réflectance spectrale du couvert a été mesurée à partir du nadir ainsi que d’une série de directions hors du nadir au cours de différents stades de croissance du blé d’hiver, avec des mesures simultanées de la teneur en Car du couvert. Des analyses de corrélation ont été effectuées entre la teneur en Car et la réflectance spectrale originale et la réflectance spectrale supprimée dans le continuum. Des caractéristiques spectrales et des indices publiés antérieurement ont été dérivés de données obtenues à différents angles de vue et ont été analysés pour estimer la teneur en Car. Les résultats ont montré que les caractéristiques et les indices spectraux obtenus à partir des directions de rétrodiffusion entre un angle de 20° et 40° au zénith avaient une corrélation plus forte avec la teneur en Car que dans la direction du nadir, et que la corrélation la plus forte a été observée avec une direction de rétrodiffusion d’environ 30°. Nous avons constaté que la profondeur d’absorption spectrale à 500 nm dérivée des données spectrales obtenues par rétrodiffusion de 30° réduisait considérablement la différence induite par les cultivars de plantes. Il s’agissait de la méthode la plus appropriée pour l’estimation de Car dans le couvert du blé d’hiver, avec un coefficient de détermination de 0,79 et une erreur quadratique moyenne de 19,03 mg/m2 . Ces travaux montrent l’importance de prendre en compte l’effet de la géométrie d’observation dans l’utilisation des caractéristiques/indices spectraux et fournissent un nouvel éclairage sur l’application de la télédétection par visées multiples pour l’estimation de la physiologie des cultures.

Date de publication

2017-11-01

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