Estimation du LAI du palmier à huile par télédétection à très haute résolution spatiale

Roussel Fanny. 2008. Estimation du LAI du palmier à huile par télédétection à très haute résolution spatiale. Toulouse : Université de Toulouse-Le Mirail, 80 p. Mémoire DAA : Agro-Géomatique : Université de Toulouse-Le Mirail

Encadrement : Lelong, Camille

Résumé : L'indice foliaire ou Leaf Area Index (LAI) est une variable biophysique clé pour comprendre les processus écophysiologiques d'un écosystème (photosynthèse, production brute, transpiration ...). Cet index est un bon indicateur du statut agronomique des cultures et en particulier des palmiers. Une estimation rapide, précise et robuste du LAI constituerait une aide à la gestion des grandes plantations industrielles de palmiers à huile. Le CIRAD entretient une coopération étroite avec des industriels du palmier à huile, pour développer une méthode d'estimation rapide du LAI afin d'améliorer la précision des pratiques agricoles. Le but sur le long terme est de pérenniser une agriculture raisonnée avec un meilleur respect de l'environnement. L'objectif de la présente étude est d'estimer le LAI d'un groupe ou bloc de palmiers d'une part, et d'un palmier individuel d'autre part, à partir de données de télédétection. En effet, les chercheurs ont mis en évidence que des indices de végétation, comme par exemple le NOVI, sont positivement corrélés avec le LAI. Etant donné que tout changement environnemental affecte la structure des arbres de la canopée, il est donc possible de mettre en évidence ces changements à l'échelle d'un seul arbre à l'aide de la très haute résolution spatiale. La première phase du projet a consisté en l'élaboration d'une base de données quantitative de LAI mesurés sur le terrain à l'aide de trois techniques : destructives, photographie hémisphérique et LAI -2000 Plant Canopy Analyser (PCA) de LI-COR. Les protocoles de mesures ont dû être créés pour s'adapter à l'objet palmier. Deux types de mesures ont été faites : à l'échelle du groupe ou bloc de palmiers et à l'échelle de l'individu. Dans une deuxième phase, ces valeurs ont été croisées avec la radiométrie extraite de l'image Quickbird, de manière à établir les relations LAI 1 Indice de végétation. Des modèles linéaires ont été établis permettant d'estimer le LAI à partir de l'image Quickbird. Seules les relations issues des mesures effectuées au LAI-2000 PCA ont été utilisées pour mettre en place les modèles, cette technique présentant des valeurs de LAI les plus proches et les plus cohérentes avec celles obtenues de la méthode destructive (corrélation = 0,76). Plus de mesures doivent à présent être effectuées pour améliorer la qualité des modèles et surtout les valider. Cependant, ces modèles permettent déjà d'établir des cartes du LAI de toute la plantation de manière à étudier les variations inter-bloc et intrabloc. Cette étude confirme donc le potentiel de la télédétection, en particulier de la très haute résolution, pour cartographier le LAI d'une plantation à deux échelles : un bloc de palmiers, et un arbre individuel.

Résumé (autre langue) : The Leaf Area Index (LAI) is a key parameter in process-based models of vegetation canopy response to global environmental change. lt is a quite accurate index to estimate agronomie status of crops, and in particular of palm trees. A fast, reliable, and objective estimation of LAI could help to manage big industrial estates of palm trees. The CIRAO has developed a partnership with palm trees industries, to set up methods for a fast LAI estimation, in order to increase the efficiency and the precision of farming practices. The objective of the present study is to derive the LAI of a group of palm trees on one hand, and one individual tree on the other hand, out of remote sensing data. lndeed, scientists had pointed out that vegetation indices such as NOVI are positively correlated to LAI. As any environmental change affects the structure of the tree canopy, it seems possible to enlighten its characterization using the very high resolution. First, a field database was collected with three different LAI estimation techniques: destructive method, hemispherical photographs and LAI-2000 Plant Canopy Analyser of LI­COR. Field protocol needed to be developed to fit with our object: the palm tree. Two kinds of measurements were made: first on a group of palms and secondly on individual trees. LAI values were then confronted with the radiometry derived from a Quickbird image, to study the possible relationships between LAI and Vegetation Index. We derived linear models to predict LAI for, on one hand, a palm-block and, on the other hand, an individual tree. These models are based on LAI PCA field measurements, which appeared to be the most accurate and coherent with destructive measurements, with a correlation of O. 76. The number of field measurements should though be increased to enhance the accuracy and, more especially, to validate the two developed models. However, these models already allow producing LAI maps of the whole plantation, to analyse the inter­black variability or even the intraparcellar one. As a conclusion, this study confirms the potential of remote sensing, and particularly at very high resolution, to map the LAI of a palm tree plantation at two different scales: a palm-block and an individual tree.

Classification Agris : F01 - Culture des plantes
F60 - Physiologie et biochimie végétale
U30 - Méthodes de recherche

Auteurs et affiliations

• Roussel Fanny, Université de Toulouse-Le Mirail (FRA)

Source : Cirad-Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/577181/)

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