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Academic year: 2021

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Texte intégral

(1)

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

(2)

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

(3)

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

(4)

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

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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

(6)

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.

(7)

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 :

(8)

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

(9)

Méthode

• Acquisition des images

• Extraction des images

• Corrections géométriques et mosaïquage • Validation

(10)

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

(11)

Méthode

• Acquisition des images

Extraites du fichier vidéo (Avconv)

• Extraction des images

• Corrections géométriques et mosaïquage • Validation

(12)

Méthode

• Acquisition des images • Extraction des images

• Corrections géométriques et mosaïquage • Validation

(13)

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

(14)

Méthode

(15)

Méthode

• Acquisition des images • Extraction des images

• Corrections géométriques et mosaïquage

• Validation

• Corrections radiométriques

(16)

Méthode

• Acquisition des images • Extraction des images

• Corrections géométriques et mosaïquage • Validation

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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

(18)

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

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Correction radiométrique

Comparaison valeur IRT // mesures IR120 -> Régression linéaire

-> Application de l’équation à l’IRT

(20)

Corrections géométriques + mosaïquage

Cibles thermiques Mires

(21)

Validation

Comparaison images corrigée // IR120 pommiers Comparaison IR120 cibles //

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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

(23)

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

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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

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