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Utilisation d'un système léger d'acquisitions aéroportées dans les domaines optiques réflectif et thermique pour la caractérisation de l'état hydrique et nutritionnel des cultures. Application à la culture de la canne à sucre à la Réunion

Lebourgeois V.. 2008. Saint-Denis : Université de la Réunion, 174 p.. Thèse de doctorat -- Traitement du signal et de l'image.

La caractérisation de la distribution spatio-temporelle de l'état hydrique et nutritionnel des cultures constitue un élément clé pour la gestion raisonnée des intrants et les applications en agriculture de précision. Les images à très haute résolution acquises par télédétection dans les domaines optique réflectif et thermique permettent l'obtention d'informations spatialisées sur les paramètres bio-physicochimiques décrivant l'état des cultures. C'est le thème de recherche de cette thèse qui explore l'utilisation d'un système d'acquisition multispectral aérien, flexible et à bas prix, pour le suivi de l'état des cultures de canne à sucre à l'Ile de La Réunion. Ces travaux répondent à un double objectif méthodologique, à la fois technologique et agronomique. La partie technologique a concerné la mise au point d'une chaîne de traitement permettant de passer du signal acquis par un système aéroporté à une grandeur quantifiée et donc comparable dans le temps et l'espace. Le système d'acquisition d'images multispectrales est composé d'un ULM équipé d'appareils photographiques numériques du commerce pour les acquisitions dans le domaine optique réflectif (bleu, vert, rouge, rededge, proche infrarouge) et d'une caméra thermique pour les mesures dans l'infrarouge thermique. Pour convertir le signal acquis en une mesure radiométrique quantifiée, nous avons mis au point des méthodes de correction des distorsions radiométriques d'origine environnementales (éclairement solaire, atmosphère...) ou internes aux capteurs (vignettage, compression d'images) qui affectent les images. Dans l'infrarouge thermique, ces méthodes ont été validées à partir de mesures in situ de températures de surface. Dans l'optique réflectif, nous avons examiné l'impact des corrections radiométriques sur la qualité des relations liant des indices spectraux de végétation à des variables biophysiques de surface. Dans la partie agronomique, nous avons évalué le potentiel de ces mesures multispectrales pour diagnostiquer l'état de stress des couverts de canne. Nous avons montré, à partir de données in situ (Crop Water Stress Index empirique sur culture couvrante) et de données aéroportées (Water Deficit Index sur culture partiellement couvrante) la capacité des indices basés sur la température de surface à caractériser l'état hydrique de la canne à sucre. Pour cela nous avons développé des méthodes originales de calcul de ces indices afin de pouvoir les appliquer en milieu humide et sur des plantes présentant un stress croisé (eau * azote). L'état azoté de la culture a pu également être caractérisé à partir du rapport des signaux acquis dans les bandes Bleu et Rouge. Les résultats, en bon accord avec les mesures de terrain (évapotranspiration, couleur des feuilles, humidité de la plante) permettent d'envisager le couplage futur de ces indicateurs d'état avec des modèles agronomiques pour aboutir à un conseil technique adapté. (Résumé d'auteur)

Mots-clés : saccharum officinarum; réunion

Thématique : Méthodes de relevé; Méthodes mathématiques et statistiques; Physiologie et biochimie végétales; Troubles divers des plantes

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