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Estimation et évaluation d'incertitude d'indicateurs agrométéorologiques par télédétection en vue de supporter la lutte phytosanitaire

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Academic year: 2021

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(1)

Estimation et évaluation d’incertitude d’indicateurs

agrométéorologiques par télédétection en vue de

supporter la lutte phytosanitaire

Thèse

Serge Olivier Kotchi

Doctorat en Sciences Géographiques

Philosophiae Doctor (Ph.D.)

Québec, Canada

(2)

Estimation et évaluation d’incertitude d’indicateurs

agrométéorologiques par télédétection en vue de

supporter la lutte phytosanitaire

Thèse

Serge Olivier Kotchi

Sous la direction de :

(3)

Résumé

La caractérisation de la variabilité spatiale des conditions agrométéorologiques est essentielle à la prévision des insectes ravageurs et des maladies des cultures (IRMC) et à leur gestion spécifique par site. L’objectif de notre étude a été de modéliser, estimer et spatialiser à l'échelle locale et régionale des indicateurs agrométéorologiques (IAM) ainsi que leurs incertitudes. L'imagerie multispectrale et la thermographie infrarouge aéroportée ont été utilisées pour estimer à l'échelle locale des IAM dont le NDVI (Normalized

Difference Vegetation Index), la proportion de couverture végétale (PCV), la température de surface (TS) et

l'indice TVDI (Temperature/Vegetation Dryness Index) de l’humidité de surface. Deux nouveaux indicateurs ont été proposés: l’indicateur MTVX (Modified Temperature/Vegetation Index) de la température de l’air près de la surface (TAPS), et l’indice des conditions de stress thermique des cultures (ISTC). Les IAM ont été estimés à l'échelle régionale à l’aide des images satellite AVHRR (Advanced Very High Resolution

Radiometer). Les incertitudes résultantes (ICR) des IAM ont été formulées sur la base de la loi de propagation

des incertitudes. La spatialisation des IAM a été réalisée selon une approche dynamique basée sur un krigeage multivariable intégrant les facteurs dominants de leur variabilité spatiale. Les IAM ont démontré de fortes variabilités intraparcellaires, locales et régionales. Ils permettent de répondre aux besoins de caractérisation des conditions agrométéorologiques qui régissent les occurrences et le développement des IRMC. Des corrélations élevées ont été observées entre les mesures d'occurrence de plusieurs IRMC des cultures maraîchères et les indicateurs thermiques TS, TVDI, MTVX et ISTC. Celles-ci démontrent que les conditions de température qui prédominent à la surface des champs influencent davantage les IRMC. Ces indicateurs devraient être privilégiés dans la prévision des IRMC et dans la mise en place d’approche de gestion intégrée des ravageurs. Les aspects novateurs de la modélisation des indicateurs MTVX et ISTC, la formulation des ICR et leur estimation en tout point du territoire, la mise en place d'un cadre formel basé sur les ICR et un coefficient de performance globale pour évaluer et comparer différents modèles d'estimation des IAM, ainsi que l’approche de spatialisation dynamique, constituent des apports majeurs de notre étude.

(4)

Abstract

The characterization of the spatial variability of agrometeorological conditions is essential to the prediction and site-specific management of crop pests and diseases (CPD). The aim of our study was to model, estimate and spatialize local and regional agrometeorological indicators (AMI) and their uncertainties. Airborne multispectral imaging and infrared thermography were used to estimate AMIs at local scale such as the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), Percent Canopy Cover (PCC), Surface Temperature (ST) and the Temperature/Vegetation dryness index (TVDI), an indicator of surface moisture. Two new indicators were also proposed: the Crop Heat Stress Index (CHSI) and the Modified Temperature/Vegetation Index (MTVX), an indicator of the near-surface air temperature. AMIs were estimated at the regional scale using satellite images from the Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR). The formulation of resultant uncertainties (RUC) of AMIs was based on the law of propagation of uncertainty. The spatialization of observed AMIs in-field was performed using a dynamic approach based on a multivariate kriging that integrated the dominant factors of their spatial variability. AMIs showed a high spatial variability at intra-site, local, and regional scales. They meet the need of the characterization of agrometeorological conditions under which the CPDs appear and develop. High correlations were observed between measures of the occurrence of several vegetable CPDs and thermal indicators like ST, TVDI, MTVX, and CHSI. These correlations show that surface temperature and near-surface air temperature have the most influence on the occurrence and the development of CPDs. Therefore, these indicators should be used in forecasting and in the implementation of an Integrated Pest Management (IPM) approach. Major contributions of our study are the innovative aspects of the modeling of indicators MTVX and ISTC, the formulation of the RUs of AMIs and their estimation anywhere in the area of interest, the establishment of a formal framework based on RUs and a global performance index to evaluate and compare different models used to estimate AMIs, and the dynamic spatialization approach.

(5)

Table des matières

Résumé

... iii

Abstract

... iv

Table des matières ... v

Liste des tableaux ... x

Liste des figures ... xiii

Liste des abréviations ... xx

Liste des symboles ... xxvi

Remerciements ... xxx

Chapitre 1 :

Contexte et problématique de l’étude ... 1

1.1

Enjeux de la lutte phytosanitaire et gestion intégrée des ravageurs ... 1

1.2

La caractérisation de la variabilité spatiale des indicateurs agrométéorologiques

comme facteur limitant dans la gestion intégrée des ravageurs ... 4

1.3

Le support géomatique et de la télédétection en agrométéorologie et dans la lutte

phytosanitaire ... 7

1.3.1

Géomatique agricole et agriculture de précision ... 7

1.3.2

Détection des stress causés par les ravageurs et estimation des indicateurs

agrométéorologiques par télédétection ... 9

1.4

De la nécessité de spatialisation des indicateurs agrométéorologiques ... 19

1.5

Synthèse de la problématique et objectifs de recherche ... 20

1.6

Contributions originales de l’étude... 24

1.7

Définitions et terminologie ... 25

1.8

Structure de la thèse ... 28

Chapitre 2 :

Cadre théorique ... 30

2.1

Interactions dans le système SVAT et variabilité spatiale des indicateurs

agrométéorologiques ... 30

2.1.1

Échanges d’énergie et de masse dans le système SVAT ... 30

2.1.2

La température comme résultante des transferts d’énergie et de masse dans le

système SVAT ... 34

2.1.3

Les facteurs de variabilité spatiale de la température et des indicateurs

agrométéorologiques ... 34

2.2

Télédétection et estimation des indicateurs agrométéorologiques ... 39

2.2.1

Signature spectrale des couverts végétaux et indices de végétation ... 39

2.2.2

Mesure des températures de surface par thermographie infrarouge ... 43

2.2.3

Indicateurs thermiques et estimation des conditions de température et

d’humidité des surfaces cultivées ... 51

2.3

Approches de spatialisation des données agrométéorologiques ... 54

2.3.1

Méthodes déterministes de prédiction spatiale ... 54

2.3.2

Caractérisation des relations spatiales et de la variabilité spatiale à l’aide des

géostatistiques ... 57

Chapitre 3 :

Matériels et méthodes ... 68

3.1

Le territoire à l’étude ... 68

3.1.1

Situation géographique ... 68

3.1.2

Portrait biophysique et agroenvironnemental ... 69

(6)

3.2.1

Description des cultures et des agents ravageurs... 72

3.2.2

Dépistage des insectes ravageurs et des maladies des cultures ... 75

3.2.3

Estimation de l’incidence et de la sévérité d’occurrence des ravageurs ... 78

3.3

Données météorologiques ... 83

3.3.1

Données météorologiques à l’échelle régionale ... 83

3.3.2

Mesures météorologiques à l’échelle locale ... 84

3.4

Données de télédétection ... 86

3.4.1

Mesures de télédétection in-situ ... 86

3.4.2

Acquisition et traitement des images de télédétection aéroportée ... 89

3.4.3

Données de télédétection satellitaire ... 103

3.5

Modélisation, estimation et évaluation d’incertitude des indicateurs

agrométéorologiques ... 107

3.5.1

À l’échelle locale à l’aide de la thermographie infrarouge et de l’imagerie

multispectrale aéroportée ... 108

3.5.2

À l’échelle régionale à l’aide des images satellite AVHRR ... 128

3.6

Spatialisation dynamique des variables agrométéorologiques observées sur le

terrain (VAM) ... 139

3.6.1

Les données et leurs prétraitements ... 139

3.6.2

Statistiques descriptives et analyses spatiales exploratoires... 141

3.6.3

Détermination des facteurs dominants de la variabilité spatiale des VAM .... 141

3.6.4

Spatialisation dynamique des VAM ... 143

3.6.5

Évaluation et comparaison des modèles de prédiction spatiale ... 143

3.7

Analyses de corrélation entre l’occurrence spatiale des ravageurs et les

indicateurs agrométéorologiques dérivés de la télédétection ... 145

Chapitre 4 :

Estimation et évaluation d’incertitude des indicateurs

agrométéorologiques à l’échelle locale à l’aide de l’imagerie multispectrale et de la

thermographie infrarouge aéroportée ... 147

4.1

Résumé du chapitre ... 147

4.2

Occupation du sol, indice de végétation et proportion de couverture végétale .. 148

4.3

Température de surface ... 155

4.3.1

Potentiel de la thermographie infrarouge aéroportée dans la régie des cultures

maraîchères ... 158

4.4

L’indice TVDI de l’humidité de surface ... 161

4.4.1

Les droites de la limite sèche et de la limite humide du nuage de points

TS/NDVI et leurs incertitudes ... 161

4.4.2

Variabilité des conditions d'humidité de surface et composantes d'incertitude

du TVDI ... 163

4.4.3

Variabilité spatiale de l'humidité des surfaces agricoles selon l'indice TVDI 168

4.4.4

Relation entre le TVDI et les observations in-situ de la température de l’air et

de l’humidité relative de l’air ... 168

4.5

L’indice MTVX de la température de l’air près de la surface ... 169

4.5.1

Les pixels de couverture végétale dominante (PCVD) ... 169

4.5.2

Variation des paramètres du MTVX et de son incertitude selon les fenêtres de

convolution spatiale de taille statique ... 170

4.5.3

La fenêtre de convolution spatiale dynamique et la condition d'incertitude

limite ... 174

(7)

4.5.5

Les composantes d'incertitude du MTVX ... 181

4.5.6

Validation du MTVX en référence aux observations in-situ de la température

de l’air ... 185

4.6

L’indice des conditions de stress thermique du couvert végétal (ISTC) ... 186

4.6.1

La condition de stress hydrique des PCVD ... 186

4.6.2

Sensibilité de l'ISTC et de son incertitude résultante à la taille de la fenêtre

contextuelle et aux paramètres de l'indicateur ΔT ... 190

4.6.3

Variation de l'indicateur ISTC et de son incertitude résultante sur le site local ...

... 192

4.6.4

Les composantes d'incertitude de l'indicateur ISTC ... 192

4.6.5

L'ISTC, les indicateurs thermiques, et les observations météorologiques in-situ

... 198

4.7

Discussion et conclusions ... 201

4.7.1

Indice de végétation et proportion de couverture végétale ... 201

4.7.2

Thermographie infrarouge aéroportée, température des surfaces agricoles et

régie des cultures maraîchères ... 202

4.7.3

L’indice TVDI de l’humidité de surface ... 203

4.7.4

Le modèle MTVX et l’estimation de la température de l’air près de la surface ..

... 203

4.7.5

L’indice des conditions de stress thermique du couvert végétal ... 208

Chapitre 5 :

Estimation et évaluation d'incertitude des indicateurs

agrométéorologiques à l’échelle régionale à l’aide des images satellite AVHRR ... 211

5.1

Résumé du chapitre ... 211

5.2

Occupation et utilisation du sol, indices de végétation et proportion de couverture

végétale ... 212

5.3

Émissivité de surface ... 218

5.4

Incertitudes et comparaison des algorithmes split-window d’estimation de la

température de surface ... 222

5.4.1

Températures de surface moyennes de la région d’étude selon les modèles TSsat

... 222

5.4.2

Corrélation entre les modèles TSsat ... 224

5.4.3

Incertitude de la température de surface selon les modèles TSsat ... 225

5.4.4

Corrélation et Incertitude expérimentale des modèles TSsat en référence à la

température de surface estimée par thermographie infrarouge aéroportée ... 227

5.4.5

Corrélations entre les modèles TSsat et la température de l'air observée par les

stations météorologiques ... 230

5.4.6

Performance globale des modèles TSsat ... 231

5.5

L’indicateur TVDI de l’humidité de surface ... 235

5.6

L’indicateur MTVX de la température de l’air près de la surface ... 239

5.6.1

Le seuil de NDVI définissant les PCVD de l'imagerie AVHRR ... 239

5.6.2

Le nombre de PCVD selon la taille des fenêtres contextuelle ... 239

5.6.3

Le Nombre de sites d'estimation de la température de l'air et leur distribution

spatiale selon la taille des fenêtres contextuelles ... 240

5.6.4

La corrélation spatiale TS/NDVI ... 241

5.6.5

Variation du MTVX et de son incertitude résultante selon les fenêtres de

convolution spatiale ... 241

(8)

5.6.6

Caractérisation de la variabilité spatiale du MTVX des pixels autorisés

rencontrant la condition d'incertitude limite et spatialisation de la température de l'air ..

... 246

5.6.7

Évaluation de la température de l'air estimée selon le modèle MTVX à l'aide

des observations des stations météorologiques ... 248

5.7

Discussions et conclusions ... 249

5.7.1

Indices de végétation et proportion de couverture végétale ... 249

5.7.2

Incertitudes et comparaison des modèles d'émissivité de surface ... 250

5.7.3

Incertitudes et évaluation comparative des algorithmes split-window

d’estimation de la température de surface ... 250

5.7.4

L’indice MTVX de la température de l’air près de la surface ... 253

Chapitre 6 :

Spatialisation dynamique des indicateurs agrométéorologiques ... 257

6.1

Résumé du chapitre ... 257

6.2

Les variables agrométéorologiques observées à l’échelle locale (VAML) ... 258

6.2.1

Statistiques descriptives des VAML et des facteurs de la variabilité spatiale

(FVS) ... 258

6.2.2

Facteurs dominants de la variabilité spatiale des VAML ... 258

6.2.3

Comparaison des modèles de prédiction spatiale et spatialisation dynamique

des VAML ... 273

6.3

Les variables agrométéorologiques observées à l’échelle régionale (VAMR) .. 281

6.3.1

Statistiques descriptives des VAMR et des FVS ... 281

6.3.2

Facteurs dominants de la variabilité spatiale et temporelle des VAMR... 284

6.3.3

Comparaison des modèles de prédiction spatiale et spatialisation dynamique

des VAMR ... 303

6.4

Discussions et Conclusions ... 315

6.4.1

Les facteurs dominants de la variabilité spatiale des variables

agrométéorologiques observées sur le terrain (VAM) ... 315

6.4.2

Dynamique spatiale de la corrélation entre les VAM et les facteurs dominants

de la variabilité spatiale (FDVS) ... 316

6.4.3

Dynamique temporelle de la corrélation entre les VAM et les FDVS ... 318

6.4.4

Spatialisation dynamique des VAM ... 319

6.4.5

Facteurs de la variabilité spatiale et temporelle des incertitudes de la

spatialisation dynamique des VAM ... 321

6.4.6

Conclusions ... 321

Chapitre 7 :

Corrélations entre les mesures d’occurrence des ravageurs dans les

cultures maraîchères et les indicateurs agrométéorologiques estimés par télédétection .

... 323

7.1

Résumé du chapitre ... 323

7.2

À l’échelle locale ... 324

7.2.1

Statistiques descriptives et variabilité spatiale des indicateurs

agrométéorologiques et des mesures d’occurrence des ravageurs ... 324

7.2.2

Corrélations entre les mesures d'occurrence des ravageurs des cultures et les

indicateurs agrométéorologiques ... 337

7.3

À l’échelle régionale ... 343

7.3.1

Statistiques descriptives et variabilité spatiale des MORC et des IAM relatives

aux unités de dépistage des ravageurs ... 343

(9)

7.3.2

Corrélations entre les mesures d'occurrence des ravageurs des cultures et la

température de surface dérivée des images satellite AVHRR ... 351

7.4

Discussion et conclusions ... 353

Chapitre 8 :

Conclusions générales et perspectives ... 363

8.1

Retour sur la problématique, l’objectif et les conclusions de la thèse ... 363

8.1.1

Retour sur la problématique et l'objectif de la thèse ... 363

8.1.2

Estimation et évaluation d’incertitude des indicateurs agrométéorologiques à

l’échelle locale à l’aide de l’imagerie multispectrale et de la thermographie infrarouge

aéroportée ... 363

8.1.3

Estimation et évaluation d’incertitude des indicateurs agrométéorologiques à

l’échelle régionale à l’aide des images satellite AVHRR... 364

8.1.4

Spatialisation dynamique des variables agrométéorologiques observés sur le

terrain ... 366

8.1.5

Corrélations entre les occurrences spatiales des ravageurs des cultures et les

indicateurs agrométéorologiques dérivés des images de télédétection ... 367

8.2

Originalité, apports et applicabilités de l’étude ... 368

8.3

Limitations et perspectives de recherche ... 371

8.4

Conclusion générale ... 373

Bibliographie ... 374

Annexe 1 : Description des cultures et des ravageurs à l’étude ... 397

Annexe 2 : Géoréférencement direct et orthorectification des images aéroportées ... 406

Annexe 3 : Table de référence des émissivités de surface ... 411

Annexe 4 : Matrice de confusion de la classification supervisée de l’imagerie

multispectrale et de la thermographie infrarouge aéroportée ... 414

Annexe 5 : Matrice de confusion de la classification supervisée des images satellite

AVHRR

... 415

Annexe 6 : Localisation des stations météorologiques relativement aux zones tampon

de la couverture nuageuse détectées sur les images AVHRR ... 416

Annexe 7: Paramètres de krigeage utilisés dans la spatialisation dynamique de la

température de l’air dans la région d’étude ... 417

Annexe 8: Paramètres de krigeage utilisés dans la spatialisation dynamique de

l’humidité relative de l’air dans la région d’étude ... 418

Annexe 9 : Nuages de points associés aux relations entre les mesures d’occurrence des

ravageurs (MOCR) et les indicateurs agrométéorologiques (IAM) estimés par

télédétection aéroportée ... 419

Annexe 10 : Nuages de points associés aux relations entre les mesures d’occurrence

des ravageurs (MORC) et les indicateurs agrométéorologiques (IAM) estimés à l’aide

des images satellite ... 426

(10)

Liste des tableaux

Tableau 2.1 : Indices de végétation ... 43

Tableau 2.2: Algorithmes split-window ... 51

Tableau 2.3 : Les méthodes géostatistiques de prédiction spatiale ... 65

Tableau 3.1 : Variétés de cultures et ravageurs étudiés ... 73

Tableau 3.2 : Dépistage des ravageurs au champ ... 76

Tableau 3.3 : Bandes spectrales de la caméra MS4100 ... 90

Tableau 3.4 : Paramètres internes de la caméra MS4100 ... 91

Tableau 3.5 : Espace de résolution de la caméra ThermaCAM SC2000 ... 91

Tableau 3.6 : Paramètres d'acquisition des thermographies infrarouges et des images

multispectrales ... 94

Tableau 3.7 : Bandes spectrales du capteur AVHRR/3 ... 104

Tableau 3.8 : Caractéristique de l’image AVHRR/3 utilisée ... 105

Tableau 3.9: Description des modèles TS

sat ... 134

Tableau 3.10: Pondération des critères de performance utilisés pour évaluer et comparer les

modèles TSsat ... 138

Tableau 3.11: Reclassification des données pédologique selon une échelle ordinale ... 140

Tableau 4.1: Température de surface des thèmes d'occupation et d'utilisation du sol du site local 158

Tableau 4.2: Statistiques descriptives de l'indicateur ΔT et de son incertitude résultante selon les

thèmes d'occupation et d'utilisation du sol ... 190

Tableau 4.3: Variation de l'indicateur ISTC et de son incertitude résultante selon la taille de la fenêtre

contextuelle et le paramètre ΔT0 sur des parcelles de culture maraîchère à couverture végétale

complète ... 191

Tableau 4.4: Variation de l'indicateur ISTC et de son incertitude résultante selon la taille de la fenêtre

contextuelle et le paramètre ΔT0 sur des parcelles de culture maraîchère à couverture végétale

partielle ... 191

Tableau 4.5: Variation de l'indicateur ISTC et de son incertitude résultante sur les surfaces de

cultures maraîchères, en comparaison aux surfaces de grandes cultures et aux surfaces de

couverture forestière ... 192

Tableau 5.1: Statistiques descriptives des indices de végétation et de leurs incertitudes résultantes

sur les surfaces agricoles et les surfaces de couverture forestière de la région d’étude ... 214

Tableau 5.2: Statistiques descriptives des proportions de couverture végétale et de leurs incertitudes

résultantess sur les surfaces agricoles et les surfaces de couverture forestière de la région

d’étude ... 216

Tableau 5.3: Statistiques descriptives de l'émissivité des surfaces agricoles et de son incertitude

résultante selon les modèles d'émissivité de surface ... 219

Tableau 5.4: Statistiques descriptives de l'émissivité du couvert forestier et de son incertitude

résultante selon les modèles d'émissivité de surface ... 219

Tableau 5.5: Matrice des corrélations entre les modèles d’estimation de l’émissivité de surface ... 220

Tableau 6.1: Statistiques descriptives des facteurs de variabilité spatiale à l'étude sur le site local258

Tableau 6.2: Paramètres des variogrammes standardisés des variables météorologiques

observés sur le site local et des facteurs de la variabilité spatiale suite au retrait des

tendances directionnelles ... 269

Tableau 6.3: Paramètres de krigeage des méthodes de prédiction spatiale de la température de l'air

et de l'humidité relative de l'air observées sur le site local ... 274

(11)

Tableau 6.4: Indicateurs d'erreur des différentes approches de prédiction spatiale de la température

de l'air et de l'humidité relative de l'air observées sur le site local ... 274

Tableau 6.5: Statistiques descriptives des facteurs de variabilité spatiale à l'étude sur le site régional

... 284

Tableau 6.6: Paramètres des modèles de variogrammes standardisés relatifs aux observations de la

température de l’air (TA) et de l’humidité relative de l’air (HR) suite au retrait des tendances

directionnelles ... 297

Tableau 6.7: Paramètres des variogrammes standardisés des facteurs de la variabilité spatiale

(FVS) suite au retrait des tendances directionnelles ... 298

Tableau 6.8: Facteurs dominants de la variabilité spatiale (FDVS) utilisés dans la spatialisation

dynamique de la température de l’air (▲) et de l’humidité relative de l’air (▼) selon le moment

de la journée ... 303

Tableau 7.1: Statistiques descriptives des mesures d’occurrence de la brûlure

cercosporéenne de la carotte et de la température de surface estimée par thermographie

infrarouge aéroportée ... 326

Tableau 7.2: Statistiques descriptives des mesures d’occurrence des ravageurs du chou

chinois et des indicateurs agrométéorologiques estimés par imagerie multispectrale et

thermographie infrarouge aéroportée ... 326

Tableau 7.3: Statistiques descriptives des mesures d’occurrence des ravageurs de la laitue

et de la température de surface estimée par thermographie infrarouge aéroportée .... 327

Tableau 7.4: Statistiques descriptives des mesures d’occurrence des ravageurs de l'oignon

et de la température de surface estimée par thermographie infrarouge aéroportée .... 327

Tableau 7.5: Statistiques descriptives des mesures d’occurrence du doryphore de la pomme

de terre et des indicateurs agrométéorologiques estimés par imagerie multispectrale et

thermographie infrarouge aéroportée ... 328

Tableau 7.6: Corrélations entre les mesures d’occurrence de la brûlure cercosporéenne de la carotte

et la température de surface estimée par thermographie infrarouge aéroportée ... 338

Tableau 7.7: Corrélations entre les mesures d’occurrence des ravageurs du chou chinois et les

indicateurs agrométéorologiques estimés par imagerie multispectrale et thermographie

infrarouge aéroportée ... 339

Tableau 7.8: Corrélations entre les mesures d’occurrence des ravageurs de la laitue et la

température de surface estimée par thermographie infrarouge aéroportée ... 340

Tableau 7.9: Corrélations entre les mesures d’occurrence des ravageurs de l'oignon et la

température de surface estimée par thermographie infrarouge aéroportée ... 340

Tableau 7.10: Corrélations entre les mesures d’occurrence du doryphore de la pomme de terre et les

indicateurs agrométéorologiques estimés par imagerie multispectrale et thermographie

infrarouge aéroportée ... 342

Tableau 7.11: Statistiques descriptives des mesures d’occurrence de la brûlure

cercosporéenne de la carotte et des indicateurs agrométéorologiques dérivés des

images satellite AVHRR ... 346

Tableau 7.12: Statistiques descriptives des mesures d’occurrence des ravageurs du chou chinois et

des indicateurs agrométéorologiques dérivés des images satellite AVHRR ... 347

Tableau 7.13: Statistiques descriptives des mesures d’occurrence des ravageurs de la laitue et des

indicateurs agrométéorologiques dérivés des images satellite AVHRR ... 348

Tableau 7.14: Statistiques descriptives des mesures d’occurrence des ravageurs de l'oignon et des

(12)

Tableau 7.15: Statistiques descriptives des mesures d’occurrence du doryphore de la pomme de

terre et des indicateurs agrométéorologiques dérivés des images satellite AVHRR ... 350

Tableau 7.16: Corrélations entre les mesures d’occurrence de la brûlure cercosporéenne de la

carotte et la température de surface dérivée des images satellite AVHRR ... 351

Tableau 7.17: Corrélations entre les mesures d’occurrence des ravageurs de la laitue et la

température de surface dérivée des images satellite AVHRR ... 352

Tableau 7.18: Corrélations entre les mesures d’occurrence des ravageurs de l'oignon et la

température de surface dérivée des images satellite AVHRR ... 352

Tableau 7.19: Corrélations entre les mesures d’occurrence du doryphore de la pomme de terre et la

(13)

Liste des figures

Figure 1.1 : Plan de recherche et structure de la thèse. ... 29

Figure 2.1: Les échanges énergétiques dans le système SVAT ... 31

Figure 2.2 : Transferts d'énergie et de masse dans le système SVAT et facteurs de variabilité des

indicateurs agrométéorologiques ... 35

Figure 2.3 : Signature spectrale d’un couvert végétal mesurée à l'aide d'un spectroradiomètre. ... 40

Figure 2.4 : Espace TS/NDVI définissant différents niveaux de l'humidité de surface. ... 52

Figure 2.5: Paramètres de caractérisation de la variabilité spatiale à l’aide du variogramme ... 61

Figure 3.1: Localisation du territoire à l'étude et du site local d’échantillonnage ... 68

Figure 3.2: Régimes hydriques du sol du territoire à l’étude ... 70

Figure 3.3: Capacité de drainage des sols du territoire à l’étude ... 70

Figure 3.4: Élévations et hydrographie du territoire à l'étude ... 71

Figure 3.5: Répartition des terres organiques et minérales du territoire à l’étude ... 72

Figure 3.6: Localisation des parcelles de cultures ... 74

Figure 3.7: Superficies des unités de dépistage des ravageurs relatives aux différentes variétés de

culture ... 75

Figure 3.8: Localisation des stations météorologiques ... 84

Figure 3.9: Sites d'échantillonnage météorologique à l'échelle locale ... 85

Figure 3.10: Schéma global d'acquisition et de traitement des données de télédétection aéroportée

... 87

Figure 3.11: Mesures de réflectance sur le site OJ2 (Bâche et Pelouse) ... 88

Figure 3.12: Surfaces de calibration (Étang d’irrigation) sur le site OJ7 ... 88

Figure 3.13 : Configuration multispectrale RVBI de la caméra MS4100 ... 90

Figure 3.14 : Géométrie de visée des capteurs aéroportés. ... 93

Figure 3.15 : Lignes de vol calculées ... 95

Figure 3.16 : Système d'acquisition des images et des données d'orientation de la plate-forme ... 97

Figure 3.17: Principe de la méthode de la ligne empirique ... 99

Figure 3.18: Lignes empiriques de calibration des bandes du capteur multispectrale ... 100

Figure 3.19: Procédure d'orthorectification des images aéroportées ... 103

Figure 3.20 : Schéma de traitement des images AVHRR ... 105

Figure 3.21: Schéma conceptuel de l'estimation de la température de l'air près de la surface selon

l'indice MTVX ... 116

Figure 3.22 : Illustration de la composition d'une FCS utilisée dans la définition du MTVX ... 117

Figure 4.1: Occupation et utilisation du sol du site local établie à l'aide de la classification d'images

multispectrales et de thermographies infrarouges aéroportées. ... 150

Figure 4.2: L'indice de végétation NDVI estimé à l'échelle locale à l'aide de l'imagerie multispectrale

aéroportée ... 151

Figure 4.3: Validation du NDVI

aero à l'aide des données spectroradiométriques in-situ ... 152

Figure 4.4: Variation de la proportion de couverture végétale sur le site local ... 153

Figure 4.5: Variation de l'incertitude de la proportion de couverture végétale sur le site local ... 154

Figure 4.6: Variation de la proportion de couverture végétale et de son incertitude en fonction du

NDVI ... 155

Figure 4.7: Température de surface estimée à l'échelle locale par thermographie infrarouge

aéroportée ... 156

(14)

Figure 4.9: Variabilité spatiale de la température des surfaces agricoles selon le type de sol (a) et la

qualité du sol (b) ... 159

Figure 4.10: Variabilité de la température des surfaces cultivées selon le drainage du sol ... 160

Figure 4.11: Variabilité de la température des surfaces (TS) cultivées selon les variétés de cultures

et le stade de croissance (TS diminue lorsque le stade de croissance augmente) ... 161

Figure 4.12: Nuage de points de l'espace TS/NDVI définissant les droites de la limite sèche et de la

limite humide du site local ... 162

Figure 4.13: L'indice TVDI de l'humidité de surface estimé à l'échelle locale à l'aide de l’imagerie

multispectrale et de la thermographie infrarouge aéroportée ... 164

Figure 4.14: Variation de l’incertitude résultante de l'indice TVDI sur le site local ... 165

Figure 4.15: Histogramme de l'incertitude du TVDI sur l’étendue du site local ... 166

Figure 4.16: Variation de l'incertitude résultante du TVDI en fonction du NDVI ... 166

Figure 4.17: Variation de l'incertitude résultante du TVDI en fonction de la température de la limite

sèche ... 167

Figure 4.18: Variation de l'incertitude résultante du TVDI en fonction de la température de surface

... 167

Figure 4.19: Variation de l'incertitude résultante du TVDI en fonction du TVDI ... 168

Figure 4.20: Corrélation entre l’indicateur TVDI de l’humidité de surface estimé à l'aide des images

de télédétection aéroportée et les observations in-situ de la température de l'air ... 169

Figure 4.21: NDVI et incertitude du NDVI des sites de couverture végétale dominante ... 170

Figure 4.22: Variation du nombre de pixels de couverture végétale dominante en fonction de la taille

de la fenêtre de convolution spatiale ... 171

Figure 4.23: Variation de la proportion des surfaces occupées par les pixels autorisés selon les

fenêtres de convolution spatiale de taille statique ... 172

Figure 4.24: Variation de la corrélation entre la température de surface et le NDVI selon la taille des

fenêtres de convolution spatiale admettant un pixel autorisé ... 172

Figure 4.25: Variation du MTVX des pixels autorisés selon la taille de la fenêtre de convolution

spatiale ... 173

Figure 4.26: Variation de l’incertitude résultante du MTVX dérivé des images aéroportées en fonction

de la taille de la fenêtre de convolution spatiale ... 173

Figure 4.27: Proportion des pixels autorisés de la fenêtre de convolution spatiale dynamique ... 175

Figure 4.28: Fréquence cumulée de l'incertitude résultante du MTVX des pixels autorisés selon la

taille de la fenêtre de convolution spatiale ... 175

Figure 4.29: Fréquence cumulée de l'incertitude résultante du MTVX pondérée par la proportion des

surfaces occupées par les pixels autorisés (PA) sur le site local ... 176

Figure 4.30: Variation du MTVX des pixels autorisés rencontrant la condition d’incertitude limite sur

le site local ... 177

Figure 4.31: Variogramme du MTVX des pixels autorisés rencontrant la condition d’incertitude limite

sur le site local ... 178

Figure 4.32: Température de l'air près de la surface estimée à l'échelle locale à l'aide du modèle

MTVX et des images de télédétection aéroportée ... 179

Figure 4.33: Incertitude de la température de l'air près de la surface estimée à l’aide du modèle

MTVX sur le site local ... 180

Figure 4.34: Variation de l'incertitude résultante du MTVX selon la variance de la température de

surface dans la fenêtre de convolution spatiale dynamique ... 181

Figure 4.35: Variation de l'incertitude résultante du MTVX selon la variance du NDVI dans la fenêtre

de convolution spatiale dynamique ... 183

(15)

Figure 4.36: Variation de l'incertitude résultante du MTVX selon la pente de la régression linéaire

TS/NDVI dans la fenêtre de convolution spatiale dynamique ... 183

Figure 4.37: Variation de l'incertitude résultante du MTVX selon le nombre de pixels de couverture

végétale dominante dans la fenêtre de convolution spatiale dynamique ... 184

Figure 4.38: Variation de l'incertitude résultante du MTVX selon la covariance TS/NDVI dans la

fenêtre de convolution spatiale dynamique ... 184

Figure 4.39: Validation du MTVX à l'aide des observations in-situ de la température de l'air ... 185

Figure 4.40: Variation de la différence entre la température de surface et la température de l’air près

de la surface (ΔT) sur le site local ... 188

Figure 4.41: Variation de l’incertitude résultante de l'indicateur ΔT sur le site local ... 189

Figure 4.42: Variation de l’indice des conditions de stress thermique du couvert végétal (ISTC) sur

le site local ... 194

Figure 4.43: Variation de l'incertitude résultante de l'indicateur ISTC sur le site local ... 195

Figure 4.44: Variation de l'incertitude résultante de l'ISTC selon a) le nombre de PCVD, b) le nombre

de PCVD

Ø

, c) la probabilité de détection d'un PCVD

Ø

, et d) l'incertitude sur le compte d'un

PCVD

Ø

... 196

Figure 4.45: Incertitude sur le compte d'un PCVD

Ø

selon la probabilité de détection du PCVD

Ø

... 196

Figure 4.46: Variation de l'incertitude résultante de l'ISTC selon ses variables d'entrée (indicateurs

thermiques) et de sortie (ISTC). ... 197

Figure 4.47: Relation entre l'ISTC et la température de surface ... 199

Figure 4.48: Relation entre l'ISTC et la température de l'air estimée selon le modèle MTVX ... 199

Figure 4.49: Relation entre l'ISTC et l'humidité de surface selon l’indicateur TVDI ... 200

Figure 4.50: Relation entre l'ISTC et les mesures in-situ de la température de l'air ... 200

Figure 4.51: Relation entre l'ISTC et les mesures in-situ de l'humidité relative de l'air ... 201

Figure 5.1: Occupation et utilisation du sol dans la région d’étude selon la classification supervisée

des images AVHRR ... 213

Figure 5.2: Variation relative de l'incertitude résultante des indices de végétation NDVI, SAVI, OSAVI

et MSAVI2 dérivés des images satellite AVHRR ... 215

Figure 5.3: Variation de l’indice de végétation MSAVI

2 dans la région d’étude ... 216

Figure 5.4: Variation de l’incertitude résultante de l'indice de végétation MSAVI

2 dans la région

d’étude ... 217

Figure 5.5: Variation de la proportion de couverture végétale dans la région d’étude ... 217

Figure 5.6: Variation de l’incertitude résultante de de la proportion de couverture végétale dans la

région d’étude ... 218

Figure 5.7: Émissivité de surface de la région d’étude estimée selon le modèle d’émissivité de Van

De Griend et Owe (1993) utilisant l’indice de végétation MSAVI2 ... 221

Figure 5.8: Incertitude résultante de l'émissivité de surface de la région d’étude estimée selon le

modèle d’émissivité de Van De Griend et Owe (1993) utilisant l’indice de végétation MSAVI2

... 221

Figure 5.9: Températures de surface moyennes des surfaces agricoles et des surfaces de

couverture forestière de la région d’étude selon les modèles d’estimation de la température de

surface ... 222

Figure 5.10: Éloignement moyen des modèles d’estimation de la température de surface

par rapport à la température moyenne de tous les modèles ... 224

Figure 5.11: Corrélation moyenne entre les modèles d’estimation de la température de surface .. 225

Figure 5.12: Incertitude résultante de la température de surface de la région d’étude selon les

modèles d’algorithmes split-window ... 226

(16)

Figure 5.13: Incertitude résultante moyenne de la température des surfaces agricoles et des

surfaces de couverture forestière selon les modèles d’algorithmes split-window ... 226

Figure 5.14: Corrélations entre les températures de surface derivées des modèles d’algorithmes

split-window et des images satellite AVHRR et la température de surface dérivée de la

thermographie infrarouge aéroportée ... 228

Figure 5.15: Biais moyen entre les températures de surface derivées des modèles d’algorithmes

split-window et des images satellite AVHRR et la température de surface dérivée de la

thermographie infrarouge aéroportée ... 229

Figure 5.16: Incertitudes expérimentales des modèles d’estimation de la température de surface

utilisant les algorithmes split-window et les images satellite AVHRR en référence à la

température de surface estimée par thermographie infrarouge aéroportée ... 230

Figure 5.17: Corrélations entre les températures de surface derivées des modèles d’algorithmes

split-window et des images satellite AVHRR et la température de l'air observée par les stations

météorologiques ... 231

Figure 5.18: Performance globale des modèles d’estimation de la température de surface ... 232

Figure 5.19: Température de surface de la région d’étude selon l'algorithme split-window de Coll et

al. (1994) utilisant le modèle d’émissivité de Van De Griend (1993) avec l’indice de végétation

MSAVI2 ... 234

Figure 5.20: Incertitude de la température de surface de la région d’étude estimée selon l'algorithme

split-window de Coll et al. (1994) utilisant le modèle d’émissivité de Van De Griend (1993) avec

l’indice de végétation MSAVI2 ... 234

Figure 5.21: Validation de la température de surface de la région d’étude estimée selon l'algorithme

split-window de Coll et al. (1994) utilisant le modèle d’émissivité de Van De Griend (1993) avec

l’indice de végétation MSAVI2 à l’aide de la température de surface estimée par thermographie

infrarouge aéroportée ... 235

Figure 5.22: Nuage de l'espace TS/NDVI du site régional ... 236

Figure 5.23: Variabilité spatiale de l'humidité de surface de la région d’étude selon l'indicateur TVDI

... 237

Figure 5.24: Variation de l’incertitude résultante de l'indicateur TVDI dans la région d’étude ... 237

Figure 5.25: Relation entre l'indicateur TVDI estimé à l'aide des images satellite AVHRR et la

température de l'air observée par les stations météorologiques ... 238

Figure 5.26: Relation entre l'indicateur TVDI estimé à l'aide des images satellite AVHRR et l'humidité

relative de l'air observée par les stations météorologiques ... 238

Figure 5.27: Nombre moyen de pixels de couverture végétale dominante selon la taille de la fenêtre

de convolution spatiale ... 239

Figure 5.28: Variation de la proportion des surfaces occupées par les pixels autorisés en fonction de

la taille de la fenêtre de convolution spatiale... 240

Figure 5.29: Variation de la corrélation entre la température de surface et le NDVI dans les fenêtres

de convolution spatialeadmettant un pixel autorisé en fonction de la taille de ces fenêtres ... 241

Figure 5.30: Variation de la moyenne du MTVX des pixels autorisés de la région d’étude selon la

taille des fenêtres de convolution spatiale ... 242

Figure 5.31: Variation de l’incertitude résultante du MTVX dérivé des images AVHRR en fonction de

la taille des fenêtres de convolution spatiale ... 243

Figure 5.32: Fréquence cumulée de l'incertitude résultante du MTVX pondérée par la proportion des

surfaces occupées par les pixels autorisés sur le site régional ... 244

Figure 5.33: Distribution du MTVX des pixels autorisés rencontrant la condition d'incertitude limite

(17)

Figure 5.34: Distribution de l'incertitude résultante du MTVX des pixels autorisés rencontrant la

condition d'incertitude limite dans la région d'étude ... 245

Figure 5.35: Modèle de variogramme du MTVX des des pixels autorisés rencontrant la condition

d'incertitude limite ... 246

Figure 5.36: Température de l'air estimée dans la région d'étude selon l'approche MTVX ... 247

Figure 5.37: Incertitude de la température de l'air estimée dans la région d'étude selon l'approche

MTVX ... 247

Figure 5.38: Validation de la température de l'air estimée selon le modèle MTVX utilisant les images

AVHRR à l'aide de la température de l'air observée par les stations météorologiques ... 248

Figure 6.1: Dynamique spatiale de la corrélation entre les facteurs de variabilité spatiale et la

température de l'air observés à l'échelle locale. ... 260

Figure 6.2: Dynamique spatiale de la probabilité critique associée à la corrélation entre les facteurs

de variabilité spatiale et la température de l'air observés à l'échelle locale. ... 261

Figure 6.3: Dynamique spatiale de la corrélation entre les facteurs de variabilité spatiale et l'humidité

de l'air observés à l'échelle locale. ... 263

Figure 6.4: Dynamique spatiale de la probabilité critique associée à la corrélation entre les facteurs

de variabilité spatiale et l'humidité de l'air observés à l'échelle locale. ... 264

Figure 6.5: Comparaison des variogrammes standardisés de la température de l'air (TA) et de

l'humidité relative de l'air (HR) observées sur le site local avec ceux des facteurs de la

variabilité spatiale dérivés des images de télédétection aéroportée et des bases de données

spatiales ... 266

Figure 6.6: Corrélogrammes de la relation spatiale entre la température de l'air observée sur le site

local et les facteurs de la variabilité spatiale dérivés de la télédétection aéroportée et des bases

de données géographiques ... 270

Figure 6.7: Corrélogrammes de la relation spatiale entre l'humidité relative de l'air observée sur le

site local et les facteurs de la variabilité spatiale dérivés de la télédétection aéroportée et des

bases de données géographiques ... 272

Figure 6.8: Prédiction spatiale de la température de l'air observée à l'échelle locale à l'aide d'un

modèle géostatistique multivariable intégrant les facteurs dominants de la variabilité spatiale

... 276

Figure 6.9: Incertitude de la prédiction spatiale de la température de l'air observée à l'échelle locale

... 277

Figure 6.10: Prédiction spatiale de l'humidité de l'air observée à l'échelle locale à l'aide d'un modèle

géostatistique multivariable intégrant les facteurs dominants ... 279

Figure 6.11: Incertitude de la prédiction spatiale de l'humidité de l'air observée à l'échelle locale . 280

Figure 6.12: Variabilité spatiale et temporelle de la température de l'air sur le site régional selon les

observations des stations météorologiques. ... 282

Figure 6.13: Variabilité spatiale et temporelle de l'humidité relative de l'air sur le site régional selon

les observations météorologiques. ... 283

Figure 6.14: Dynamique temporelle de la corrélation entre les facteurs de la variabilité spatiale et la

température de l'air observée à l'échelle régionale ... 287

Figure 6.15: Dynamique temporelle de la probabilité critique associée à la corrélation entre les

facteurs de la variabilité spatiale et la température de l'air observée à l'échelle régionale ... 288

Figure 6.16: Dynamique temporelle de la corrélation entre les facteurs de la variabilité spatiale et

l'humidité de l'air observée à l'échelle régionale ... 291

Figure 6.17: Dynamique temporelle de la probabilité critique associée à la corrélation entre les

(18)

Figure 6.18: Comparaison des variogrammes standardisés de la température de l'air observée par

les stations météorologiques du site régional avec ceux des facteurs de la variabilité spatiale

dérivés des images satellite et des bases de données géographiques ... 293

Figure 6.19: Comparaison des variogrammes standardisés de l'humidité relative de l'air observée

par les stations météorologiques du site régional avec ceux des facteurs de la variabilité

spatiale dérivés des images satellite et des bases de données géographiques. ... 295

Figure 6.20: Corrélogrammes de la relation spatiale entre la température de l'air observée par les

stations météorologiques du site régional et les facteurs de la variabilité spatiale dérivés des

images satellite et des bases de données géographiques ... 300

Figure 6.21: Corrélogrammes de la relation spatiale entre l'humidité relative de l'air observée par les

stations météorologiques du site régional et les facteurs de la variabilité spatiale dérivés des

images satellite et des bases de données géographiques ... 302

Figure 6.22: Erreurs moyennes associées aux méthodes de spatialisation de la température de l'air

dans la région d’étude ... 304

Figure 6.23: Erreurs moyennes quadratiques associées aux méthodes de spatialisation de la

température de l'air dans la région d’étude ... 305

Figure 6.24: Erreurs standards moyennes associées aux méthodes de spatialisation de la

température de l'air dans la région d’étude ... 306

Figure 6.25: Erreurs moyennes quadratiques standardisées associées aux méthodes de

spatialisation de la température de l'air dans la région d’étude ... 307

Figure 6.26: Prédiction spatiale dynamique de la température de l'air dans la région d’étude à l'aide

de modèles géostatistiques multivariable intégrant les facteurs dominants de la variabilité

spatiale (TA = Température de l’air) ... 308

Figure 6.27: Incertitude de la prédiction spatiale dynamique de la température de l'air dans la région

d’étude ... 309

Figure 6.28: Erreurs moyennes associées aux méthodes de spatialisation de l'humidité relative de

l'air dans la région d’étude ... 310

Figure 6.29: Erreurs moyennes quadratiques associées aux méthodes de spatialisation de l'humidité

relative de l'air dans la région d’étude ... 311

Figure 6.30: Erreurs standards moyennes associées aux méthodes de spatialisation de l'humidité

relative de l'air dans la région d’étude ... 312

Figure 6.31: Erreurs moyennes quadratiques standardisées associées aux méthodes de

spatialisation de l'humidité relative de l'air dans la région d’étude ... 313

Figure 6.32: Prédiction spatiale dynamique de l'humidité relative de l'air à l'aide de modèles

géostatistiques multivariable intégrant les facteurs dominants (HR = Humidité relative de l’air).

... 314

Figure 6.33: Incertitude de la prédiction spatiale dynamique de l'humidité relative de l'air ... 315

Figure 7.1: Écart-type des indicateurs agrométéorologiques dérivés de la télédétection aéroportée et

associés aux unités de dépistage des ravageurs. ... 325

Figure 7.2: Histogramme et statistiques descriptives de l'incidence des ravageurs dans les

unités de dépistage ... 329

Figure 7.3: Histogramme et statistiques descriptives de la sévérité d'occurrence des

ravageurs dans les unités de dépistage ... 330

Figure 7.4: Histogramme et statistiques descriptives du NDVI des unités de dépistage des

ravageurs. ... 331

Figure 7.5: Histogramme et statistiques descriptives de la proportion de couverture

(19)

Figure 7.6: Histogramme et statistiques descriptives de la température de surface (TS) des unités de

dépistage des ravageurs. ... 332

Figure 7.7: Histogramme et statistiques descriptives du TVDI des unités de dépistage des

ravageurs. ... 333

Figure 7.8: Histogramme et statistiques descriptives du MTVX des unités de dépistage des

ravageurs. ... 334

Figure 7.9: Histogramme et statistiques descriptives de l'indicateur de stress thermique du

couvert (ISTC) des unités de dépistage des ravageurs (UDR). ... 335

Figure 7.10: Histogramme et statistiques descriptives de la température de l'air (TA) des

unités de dépistage des ravageurs (UDR). ... 336

Figure 7.11: Histogramme et statistiques descriptives de l'humidité relative de l'air (HR)

des unités de dépistage des ravageurs (UDR). ... 337

Figure 7.12: Écart-type des indicateurs agrométéorologiques dérivés des images satellite AVHRR et

associés aux unités de dépistage des ravageurs. ... 344

Figure 7.13: Distances de séparation entre les centroïdes des unités de dépistage des ravageurs

(UDR). ... 358

Figure 7.14: Comparaison des corrélations observées aux jours J0 et J4 entre les MORC et les IAM

(20)

Liste des abréviations

ADAR Airborne data acquisition and registration

APAR Fraction of absorbed photosynthetically active radiation

ARVI Atmospherically resistant vegetation index

ASTER Advanced spaceborne thermal emission and reflection radiometer

ASW Algorithme split-window

AVHRR Advanced very high resolution radiometer

AVIRIS Airborne visible/infrared imaging spectrometer

AZS Angle du zénith solaire

BCC Brûlure cercosporéenne de la carotte BFO Brûlure de la feuille de l’oignon BLUP Best linear unbiased predictor

BMY Biais moyen

CAM Conditions agrométéorologiques, Corrélation absolue moyenne CAP Coefficient d'aplatissement

CAS Coefficient d’asymétrie CCD Charge coupled device

CCS Condition de corrélation spatiale

CCSG Coefficient de corrélation spatiale globale CDS Classe de drainage du sol

CDSI Classe de drainage du sol interpolée CGNM Centre de gravité du nuage des modèles TS CHS Classe d’humidité du sol

CHSI Classe d'humidité du sol interpolée CIL Condition d’incertitude limite

CIPRA Centre informatique de prévision de ravageurs en agriculture Cir. Modèle théorique de variogramme Circulaire

CKO Cokrigeage ordinaire

CKS Cokrigeage simple

CKU Cokrigeage universel

CMCVC Culture maraîchères à couverture végétale complète CMCVP Culture maraîchère à couverture végétale partielle

CN Compte numérique

CNMP Condition du nombre minimum de PCVD

CP Condition de pente

CPA Condition de pixel autorisé

CPG Coefficient de performance globale CTS Classe de température du sol CV Coefficient de variation CVA Champ de vue angulaire

CVAI Champ de vue angulaire instantané CVI Champ de vue instantané

(21)

DA Direction d'anisotropie DIP Distance inverse pondérée

DM Données manquantes

DNEC Données numériques d’élévation du Canada DPT Doryphore de la pomme de terre

DSSI Damage sensitive spectral indices

DVI Difference vegetation index

EC Erreur de commission

EM Erreur moyenne

EMM Éloignement moyen d'un modèle TS EMQ Erreur moyenne quadratique

EMQS Erreur moyenne quadratique standardisée EMS Erreur moyenne standardisée

EO Erreur d'omission

ES Erreur standard

ESL Erreur standard limite

ESMK Erreur standard moyenne de krigeage

ESR Modèle d’émissivité de Sobrino et Raissouni (2000) ETM+ Enhanced Thematic Mapper Plus

EVGO Modèle d’émissivité de Van De Griend et Owe (1993) Exp. Modèle théorique de variogramme Exponentiel

FA Fonction aléatoire

FCS Fenêtres de convolution spatiale

FCSCVT fenêtres de convolution spatiale à couverture végétale totale FCSD Fenêtre de convolution spatiale dynamique

FDVS Facteurs dominants de la variabilité spatiale FOV Field of view

FPA Focal plane array

FRCE Fréquence des corrélations élevées FRCS Fréquence des corrélations significatives FU Pourriture basale fusarienne

FVS Facteurs de variabilité spatiale

Gau. Modèle théorique de variogramme Gaussien GDD Growing degree days

GEMI Global environment monitoring index

GeoTIFF Tagged Image File Format for georeferenced raster imagery

GPS Global positioning system

GSRS Gestion spécifique des ravageurs par site

HA Humidité de l’air

HOTA Heure d'observation de la température de l'air HR Humidité relative de l'air

HRmax Maximum journalier de l’humidité relative de l'air HRmin Minimum journalier de l’humidité relative de l'air HRmoy Moyenne journalière de l’humidité relative de l'air

(22)

HS Humidité de surface

IAM Indicateur agrométéorologique

IBCCPPFH Incidence de la brûlure cercosporéenne de la carotte selon les plans porteurs de taches sur la feuille la plus haute

IBCCPPFI incidence de la brûlure cercosporéenne de la carotte selon les plans porteurs de taches sur la feuille intérieure

ICE Incertitude expérimentale ICR Incertitudes résultantes

IDOL1L2 incidence du doryphore selon l’occurrence des larves de stade L1 et L2 IDOL3L4 incidence du doryphore selon l’occurrence des larves de stade L3 et L4 IFOV Instantaneous field of view

ILMC Incidence des larves de la mouche du chou IMI Incidence du mildiou

IMO Incidence de la mouche de l’oignon IMS Imagerie multispectrale

INS Inertial navigation system

IOMC Incidence des œufs de la mouche du chou IP Inclinaison de la pente

IPACC Incidence des pucerons ailés dans le chou chinois IPAL Incidence des pucerons ailés dans la laitue IPBF Incidence de la pourriture basale fusarienne IPM Integrated Pest Management

IPT Incidence de la punaise terne

IPUCC Incidence des pucerons aptères dans le chou chinois IPUL Incidence des pucerons aptères dans la laitue IRC Infrarouge-couleur

IRMC Insectes ravageurs et maladies des cultures IRT Rayonnement infrarouge thermique

ISHS Indice de stress hydrique surfacique

ISTC Indice des conditions de stress thermique des cultures ITA Images de télédétection aéroportée

ITHO Incidence des thrips de l'oignon IV Indices de végétation

J0 Date d’acquisition des données de télédétection

J4 Quatre (4) jours après la date d’acquisition des données de télédétection KDE Krigeage avec dérive externe

KMIFD Krigeage multivariable intégrant les facteurs dominants

KO Krigeage ordinaire

KS Krigeage simple

KU Krigeage universel

LAI Leaf area index

LAT Latitude

LP Longueur de pas utilisé pour le calcul du variogramme expérimental LPI Loi de propagation de l'incertitude

(23)

Max Maximum

MC Mouche du chou

MCA Moyenne des corrélations absolues MCK Méthode de cokrigeage

Med Médiane

MI Mildiou

Min Minimum

MIR Moyen infrarouge

MIRC Mesures d'incidence des ravageurs des cultures

MO Mouche de l’oignon

MODIS Moderate-resolution imaging spectroradiometer

MORC Mesures d’occurrence des ravageurs des cultures

Moy Moyenne

MRC Municipalité régionale de conté

MS Modelé de surface

MSAVI Modified soil-adjusted vegetation index

MSAVI2 Modified soil-adjusted vegetation index 2

MSI Modelé de surface interpolé

MSOR Mesures de sévérité d'occurrence des ravageurs MT Type de modèle théorique ajusté

MTVX Modified temperature/vegetation index

N Non

N/A Ne s'applique pas

NDVI Normalized difference vegetation index

NDVIaero NDVI estimé à l'aide de l'imagerie multispectrale aéroportée NDVIpcvd limite inférieure du NDVI qui définit un PCVD

NOAA National oceanic and atmospheric administration

NP Nombre de pas utilisé pour le calcul du variogramme expérimental NPCVD Nombre de PCVD

Npli Nombre de pixels utilisés pour définir la limite inférieure de l’espace TS/NDVI Npls Nombre de pixels utilisés pour définir la limite supérieure de l’espace TS/NDVI NPO Nombre de plants observés

NPS/UDR Nombre de plants ou sites observés par UDR NSCVD Nombre de SCVD

NUDR Nombre d’unités de dépistage des ravageurs

O Oui

OP Orientation de la pente du terrain OSAVI Optimized soil-adjusted vegetation index

PA Pixels autorisés

PAcil Pixels autorisés qui rencontrent la condition d'incertitude limite PBC Probabilités conditionnelles

PBF Pourriture basale fusarienne PCP Poids du critère de performance, PCV Proportion de couverture végétale PCVD Pixels de couverture végétale dominante

(24)

PCVT Pixels de couverture végétale totale

PIR Proche infrarouge

POS/DG Position and orientation solutions for direct georeferencing PP Précision du producteur

PPCSD Probabilité de présence d'une classe de sol doux PPSO Probabilité de présence de sol organique

Pscvd Poids du SCVD

PSND Pixels de sol nu dominant

PSS Proportion de structure spatiale (C/(C0+C))

PSS1 Proportion de structure spatiale de la variable principale (C1/(C01+C1)) PSS2 Proportion de structure spatiale de la variable secondaire (C1/(C01+C1))

PT Punaise terne

PU Pucerons

PVST Pixels de couverture végétale dominante en condition de stress thermique

RS Rayonnement solaire

RVB Composition des bandes spectrales Rouge, Vert, Bleu

RVBI Composition des bandes spectrales Rouge, Vert, Bleu et Proche-Infrarouge RVI Ratio vegetation index

SAVI Soil-adjusted vegetation index

SBCCTFH Sévérité de la brûlure cercosporéenne de la carotte selon le nombre de taches observées sur la feuille la plus haute

SBFO Sévérité de la brûlure de la feuille de l’oignon SCVD Surface de couverture végétale dominante SDD Stress degree day

SDOA Sévérité d’occurrence des adultes de doryphore

SDOL1L2 Sévérité d’occurrence des larves de doryphore aux stades L1 et L2 SDOL3L4 Sévérité d’occurrence des larves de doryphore aux stades L3 et L4 SDOO Sévérité d’occurrence des œufs de doryphore

SF Surfaces foliaire

SIG Systèmes d’information géographiques SM Stations météorologiques

SNM Sol nu minéral

SNO Sol nu organique

SOMC Sévérité d'occurrence des œufs de la mouche du chou Sph. Modèle théorique de variogramme Sphérique

SPUCC Sévérité d'occurrence des pucerons aptères dans le chou chinois SPUL Sévérité d’occurrence des pucerons aptères dans la laitue

SS Sorte de sol

SVAT Sol-Végétation-Atmosphère

T4 Température de brillance du canal 4 du capteur AVHRR (K) T5 Température de brillance du canal 5 du capteur AVHRR (K) TA Température de l’air

TAmax Maximum journalier de la température de l'air Tamb Température ambiante réfléchie (K)

(25)

TAmin Minimum journalier de la température de l'air TAmoy Moyenne journalière de la température de l'air TAmtvx Température de l'air estimée selon l'approche MTVX Tatm Température de l’atmosphère (K)

Tcam Température à l’entrée du capteur (K) TCV Taux de couverture végétale

TE Taille d'échantillon (nombre de points) TE1 Taille d'échantillon de la variable principale TE2 Taille d'échantillon de la variable secondaire TFCS Taille de la fenêtre de convolution spatiale

TH Thrips

TIRA Thermographie infrarouge aéroportée TM Thematic Mapper

TOUS Thèmes d'occupation et d'utilisation du sol

TS Température de surface

TSaero Température de surface dérivée de la thermographie infrarouge aéroportée TVDI Temperature/vegetation dryness index

TVX Temperature/vegetation index

UDR Unités de dépistage des ravageurs

UMTVXTHR Seuil définissant la valeur maximum de l’incertitude du MTVX admise pour la spatialisation des PA

UTM Unités thermiques maïs UVT Unité de variance totale VA Variable aléatoire

VARI Visible atmospheric resistant index VDR Valeur de reclassification

VES Variogrammes expérimentaux standardisés VPD Vapor pressure deficit (Pa)

VTD Variance totale des données

Figure

Figure 2.2 : Transferts d'énergie et de masse dans le système SVAT et facteurs de variabilité des indicateurs  agrométéorologiques
Figure 2.3 : Signature spectrale d’un couvert végétal mesurée à l'aide d'un spectroradiomètre
Figure 2.4 : Espace TS/NDVI définissant différents niveaux de l'humidité de surface.
Figure 3.1: Localisation du territoire à l'étude et du site local d’échantillonnage
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Références

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