Utilisation d’une application pour appareils mobiles et de techniques de télédétection proximale po
Citation
Laamrani, A., Lara, R.P., Berg, A.A., Branson, D., Joosse, P. (2018). Using a mobile device “app” and proximal remote sensing technologies to assess soil cover fractions on agricultural fields. Sensors, [online] 18(3), http://dx.doi.org/10.3390/s18030708
Résumé en langage clair
Pour assurer la conservation des sols, on recommande aux agriculteurs de laisser leurs champs couverts à plus de 30 % de résidus de culture afin de réduire l’érosion et de conserver la matière organique du sol. Les méthodes classiques de mesure de la couverture de résidus sont laborieuses, car elles consistent à compter les résidus à des points marqués sur un transect dans un champ ou à des intersections d’un quadrillage sur les photographies prises dans les champs. De plus en plus utilisés dans les fermes au Canada, les appareils mobiles comportent un appareil photo et des applications de traitement d’images qui pourraient faciliter la mesure de la couverture du sol par les résidus de cultures. Dans cette étude, des photographies de champs de maïs et de soja qui présentent des niveaux variables de résidus de culture après la récolte ont été utilisées pour comparer une nouvelle application mobile avec deux méthodes de comptage sur grille. L’utilisation de l’application consiste simplement à prendre une photo à hauteur d’épaule directement au-dessus du sol, puis à choisir 4 à 8 points sur la photo pour représenter la gamme de couleurs des résidus présents. L’application calcule alors automatiquement le pourcentage de couverture de résidus sur la photo. Bien que plus simple à utiliser, l’application a eu tendance à sous estimer de 5 à 15 % la couverture de résidus par rapport aux méthodes de comptage photographique standard, selon le type et la quantité de résidus. L’étude a démontré la capacité de l’application à fournir rapidement une mesure répétable de la couverture de résidus sur le terrain, en particulier pour déterminer si un champ est couvert de résidus à moins de 30 %, mais elle n’est pas recommandée pour des études qui nécessitent des mesures de couverture de résidus plus précises pour étalonner ou valider des données de télédétection
Résumé
La mesure de la quantité de résidus de culture laissés dans les champs après la récolte est un enjeu important pour la durabilité de l’agriculture durable. Les méthodes de mesures classiques (p. ex., transects linéaires) sont coûteuses en main-d’œuvre, en temps et en argent. De nombreux dispositifs de télédétection proximale ont été mis au point pour des applications agricoles comme la cartographie des cultures de couverture et des résidus. Par exemple, les appareils mobiles actuels (téléphones intelligents et tablettes) sont généralement équipés d’un appareil photo numérique et d’un système de positionnement global et utilisent des applications pour la collecte et l’analyse de données sur le terrain. Dans cette étude, nous évaluons une application mobile développée pour estimer la couverture des résidus de culture. Nous comparons la performance de cette nouvelle application (ci-après désignée « méthode app ») avec celles de deux méthodes de comptage par points : une méthode existante par quadrillage de photographies numériques (« méthode grille photo ») et un nouveau script automatisé de comptage des résidus (« méthode script ») créé en MATLAB à l’Université de Guelph. Nous nous sommes servis de ces deux dernières méthodes pour compter les résidus à 100 points de grille. Nous avons estimé le pourcentage de couverture des résidus par les méthodes app, script et grille photo appliquées à 54 photographies numériques du sol prises verticalement (à une hauteur de 1,5 m) dans 18 champs (9 champs de maïs et 9 champs de soya, 3 échantillons chacun) situés dans le sud de l’Ontario. Nos résultats montrent que les estimations des résidus de la méthode app concordent bien avec celles obtenues par la méthode grille¬ photo et la méthode script (R2 = 0,86 et 0,84, respectivement). Toutefois, l’application sous-estime la couverture de résidus de -6,3 % et de -10,8 % par rapport à la méthode grille¬ photo et à la méthode script, respectivement. Quant au type de résidus, le soja présente un biais légèrement inférieur à celui du maïs (-5,3 % contre -7,4 %). Pour les photos de sols couverts de résidus à moins de 30 %, l’écart (biais) entre les valeurs obtenues par l’application et celles obtenues par les deux autres méthodes ne dépasse pas 5 %. Ces méthodes pourraient donc être utilisées pour vérifier si les résidus couvrent au moins 30 % du sol, selon la recommandation visant à réduire les pertes de terre végétale et d’éléments nutritifs qui nuisent à la qualité de l’eau. Globalement, l’application s’avère être une bonne solution de rechange aux méthodes de comptage par points, qui prennent plus de temps