Evaluating multispectral remote sensing and spectral unmixing analysis for crop residue mapping

Les pratiques de travail du sol peuvent influer sur la durabilité à long terme des sols agricoles et sur divers processus édaphiques ayant un impact sur l’environnement. L’abandon au champ des résidus de culture est considéré comme une pratique de conservation des sols, car il réduit l’érosion due à l’eau et au vent et favorise la séquestration du carbone dans le sol. Or, la technique du démélange spectral (spectral unmixing) pourrait faciliter la cartographie et la surveillance de la couverture de résidus, car elle permet d’estimer l’abondance fractionnelle de cibles terrestres de taille inférieure au pixel. Nous avons donc employé cette technique pour estimer le pourcentage de couverture de résidus de culture à partir de données multispectrales Landsat et SPOT, afin d’évaluer l’exactitude des estimations obtenues. Nous avons constaté que celles ci présentaient des erreurs quadratiques moyennes de 17,29 % et de 20,74 %, l’erreur variant selon le type de résidus. Avec le modèle de démélange utilisé, nous avons obtenu les estimations les plus exactes pour les résidus de maïs et de petites céréales. Les erreurs étaient plus élevées dans le cas des champs de soja, à cause du plus faible contraste spectral existant entre le sol et les résidus de cette plante. L’extraction des composants purs (endmember extraction) est une étape critique du démélange spectral. Nous avons réalisé de légers gains d’exactitude en utilisant comme données d’entrée du modèle les composants purs correspondant le plus spécifiquement au sol et aux résidus de culture. Nous décrivons enfin une technique simple d’extraction des composants purs qui devrait faciliter la mise en œuvre d’une surveillance des résidus de culture.