données terrain
Audrey Jolivot1*, David Gómez-Candón2*, Sylvain Labbé3, Nicolas Virlet2, Jean-Luc Regnard2
1CIRAD UMR TETIS, Montpellier
2Montpellier SupAgro UMR AGAP, Montpellier 3IRSTEA UMR TETIS, Montpellier
Des images pour comprendre la plante
Mesure de l’état hydrique
Indirecte (température
des feuilles)
Télédétection
-> Images infrarouge thermique (IRT)
-> Calcul d’indice de stress hydrique (CWSI, WDI…)
Avantage : Gain de temps, exhaustif
Drone
Avantage : Bonne résolution spatiale et temporelle Flexibilité d’utilisation, faible coût
Directe (potentiel hydrique) PB : long et couteux © I R S TE A Manque d’eau -> fermeture stomates -> pas de transpiration -> hausse de la T°C
La caméra thermique
Miniaturisation caméra thermique
Correction radiométrique
Avantage : Possibilité de l’embarquer sur un drone
Inconvénient : caméra non refroidie -> Dérive de la T°C
Les objectifs de l’étude
• Présenter une méthode de correction radiométrique des images
thermiques acquises par drone
• Tester la méthode sur une parcelle expérimentale de pommiers soumis au stress hydrique
Site d’étude
.
Montpellier
• Parcelle expérimentale INRA, Mauguio (prés de Montpellier) • 520 pommiers – 122 génotypes
• 4 répétitions :
- 2 en condition normale d’irrigation - 2 avec contrainte hydrique contrôlée
4 cibles thermiques :
- Chaude (bois peint en noir) - Froide (polystyrène)
- 2 intermédiaires : sol nu
végétation humide
Matériel (1)
Connaissance de températures précises d’objets identifiables sur l’IRT
…Visées par des radiothermomètres
Ir120 (Campbell ®) Mesure : 1/sec.
Matériel (2)
Station météo :
- Température / humidité de l’air
- Anémomètre (force / direction du vent) - Pyranomètre
Mesure T°C pommiers :
- IR120 positionnés à 1.5m au dessus des pommiers - Mesures toutes les 10min
Mesures de positionnement :
Matériel (3)
Drone Oktokopter (8 rotors – Mikrokopter) Charge utile : 3kg max
• APN visible
• APN Proche Infrarouge (PIR)
• Micro caméra Infrarouge Thermique
(Thermoteknix Miricle 307k)
connectée à micro PC
Méthode
• Acquisition des images
• Extraction des images
• Corrections géométriques et mosaïquage • Validation
Méthode
Acquisition des images
- Conditions météo : vent faible (rafale < 20km/h) / pas de nuage
- Passage au dessus des cibles au décollage et à l’atterrissage
- Mise en route de la caméra 20min avant décollage - Synchronisation heure des capteurs
data logger / APN / caméra (GPS Clock)
Zone de décollage Cibles thermiques Trajection drone Waypoint
Méthode
• Acquisition des images
Extraites du fichier vidéo (Avconv)
• Extraction des images
• Corrections géométriques et mosaïquage • Validation
Méthode
• Acquisition des images • Extraction des images
• Corrections géométriques et mosaïquage • Validation
Méthode
Corrections radiométriques
- Comparaison valeurs moyennes des cibles // IR120 à la même heure
- Régression linéaire
- Application de l’équation y=ax+b aux images
T°C cibles IRT T °C ci bl es IR 12 0 y=ax+b
Méthode
Méthode
• Acquisition des images • Extraction des images
• Corrections géométriques et mosaïquage
• Validation
• Corrections radiométriques
Méthode
• Acquisition des images • Extraction des images
• Corrections géométriques et mosaïquage • Validation
Méthode
Validation
- Comparaison images corrigée // IR120 pommiers
- Comparaison IR120 cibles // nouvelles images corrigées + T°C arbres IRT T °C a rb re s I R 1 2 0 + s I R 1 2 0
Cibles homogènes et facilement identifiables -> calcul des moyennes pour chaque cible
Images acquises par drone
Mesures
radiothermomètres
Exemple du 01/08/2013 – 5 vols dans la journée : 8h, 10h20, 12h20, 14h30 et 16h30
Correction radiométrique
Comparaison valeur IRT // mesures IR120 -> Régression linéaire
-> Application de l’équation à l’IRT
Corrections géométriques + mosaïquage
Cibles thermiques Mires
Validation
Comparaison images corrigée // IR120 pommiers Comparaison IR120 cibles //Améliorations futures
- Batterie : Meilleure autonomie
- Corps noir -> calibration des radiothermomètres • Choix des cibles : essentiel pour résultats OK
- dans notre cas, n=4 mais bien distincts • Temps d’acquisition de la parcelle entière
- env. 13 min avec changement de batterie -> minimiser le temps d’acquisition
Dispositif facilement réalisable
Permet une bonne résolution spatiale et temporelle
Discussion
Discussion
Validation
IR120 pommiers // IRT corrigée :
- Fréquence d’acquisition (IRT : continue / IR120 pommiers : 10min) -> comparaison approximative
- Visée de l’IR120 sur le pommier : sol / feuilles ? (état de la canopée) -> ajustement des buffers en fonction de l’état de l’arbre
Conclusion
- Facilement mise en œuvre
- Calcul de la T°C à l’échelle de la canopée / de l’arbre - Suivi du stress hydrique à l’échelle de la journée
- Méthode efficace