Unmanned aerial vehicle for the assessment of woody and herbaceous phytomass in Sahelian savanna

Bossoukpe Marina, Ndiaye Ousmane, Diatta Ousmane, Diatta Sekouna, Audebert Alain, Couteron Pierre, Leroux Louise, Diouf Abdoul Aziz, Dendoncker Morgane, Faye Emile, Taugourdeau Simon. 2021. Unmanned aerial vehicle for the assessment of woody and herbaceous phytomass in Sahelian savanna. Revue d'Elevage et de Médecine Vétérinaire des Pays Tropicaux, 74 (4) : 199-205.

https://doi.org/10.19182/remvt.36802

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Titre français : Un drone pour l’évaluation de la phytomasse ligneuse et herbacée des savanes sahéliennes / Titre espagnol : Un dron para la evaluación de la fitomasa leñosa y herbácea de las sabanas sahelianas

Résumé : The phytomass of herbaceous and woody plants is the main source of feed for pastoral livestock in the Sahelian savanna. The assessment of the available feedstock plays a key role in national livestock policies and generally requires many field measurements of both herbaceous and woody plants. In this study, we tested the possibility of using a red-green-blue (RGB) unmanned aerial vehicle (UAV) to evaluate the phytomass of both woody and herbaceous species. We thus mapped 38 one hectare plots with a Dji Spark UAV in Northern Senegal. The herbaceous phytomass was measured on the ground. For the woody communities, we evaluated the leaf phytomass using dendrometric parameters combined with allometric equations. We performed partial-least square regressions between UAV-based three-dimension and color indices and phytomass. Results showed a Q² (cross validation results for each response variable) of 0.57 for woody phytomass, 0.68 for herbaceous dry mass, and 0.76 for their fresh mass. This study confirmed the relevance of using low-cost RGB UAV to assess savanna phytomass.

Résumé (autre langue) : La phytomasse des plantes herbacées et ligneuses est la principale source d'alimentation du bétail pastoral dans les savanes sahéliennes. L'évaluation de la matière première disponible joue un rôle clé dans les politiques nationales d'élevage et nécessite généralement de nombreux relevés de mesures de terrain des plantes herbacées et ligneuses. Dans cette étude, nous avons testé la possibilité d'utiliser un drone à bandes spectrales rouge-vert-bleu (RGB) pour évaluer la phytomasse des espèces ligneuses et herbacées. Avec un drone Dji Spark nous avons ainsi cartographié 38 parcelles d'un hectare dans le nord du Sénégal. La phytomasse herbacée a été mesurée au sol. Pour les communautés ligneuses, nous avons évalué la phytomasse foliaire en utilisant des paramètres dendrométriques associés à des équations allométriques. Nous avons effectué des régressions des moindres carrés partiels entre les indices (en trois dimensions et couleurs) obtenus par drone et la phytomasse. Les résultats ont montré un Q² (résultats de validation croisée pour chaque variable de réponse) de 0,57 pour la phytomasse des ligneux, 0,68 pour la masse sèche des herbacées, et 0,76 pour leur masse fraîche. Cette étude a confirmé la pertinence de l'utilisation d'un drone RGB à faible coût pour l'évaluation de la phytomasse des savanes.

Mots-clés Agrovoc : cartographie de l'occupation du sol, biomasse aérienne, biomasse, plante herbacée, plante ligneuse, savane, conduite des herbages, drone

Mots-clés géographiques Agrovoc : Sahel, Sénégal

Mots-clés libres : UAV, Sahel, Above ground biomass, Trees, Grasses, Grassland management, Multispectral Imagery, Senegal

Classification Agris : F70 - Taxonomie végétale et phytogéographie
P01 - Conservation de la nature et ressources foncières
U30 - Méthodes de recherche

Champ stratégique Cirad : CTS 5 (2019-) - Territoires

Auteurs et affiliations