Etude de la végétation de savanes sahéliennes par photogrammétrie à partir d'appareil photographique compact et de drones low-costs

Bossoukpe Marina. 2021. Etude de la végétation de savanes sahéliennes par photogrammétrie à partir d'appareil photographique compact et de drones low-costs. Dakar : UCAD, 85 p. Mémoire de master 2 : Agroforesterie, écologie et adaptation (AFECA) : Université Cheikh Anta Diop

Encadrement : Taugourdeau, Simon ; Faye, Emile ; Ndiaye, Ousmane ; Diatta, Sékouna

Résumé : L'utilisation des nouvelles technologies pour la recherche scientifique connaît un intérêt croissant ces dernières années. Elles permettent entre autres de réduire le temps de collecte des données. En effet, il est important de faire un suivi permanent de la production fourragère pour assurer la gestion durable de la filière pastorale. Ainsi, l'utilisation des drones permettra d'augmenter les missions de collecte et d'avoir des données en toutes saisons. Ce travail a donc permis principalement d'évaluer la faisabilité d'étudier la végétation sahélienne à l'aide d'un drone (Dji Spark) et d'un appareil photographique (Canon Ixus). Pour cela un protocole d'étude a été testé en tenant compte de différentes altitudes de vol (30 m, 80 m). L'objectif était de comparer des variables issues du drone avec des mesures de terrains. La collecte des données a été faite par acquisition d'images par drone sur 1 ha et par appareil photographique sur 1m² d'herbe, puis par mesure directe sur le terrain. Les paramètres mesurés sont ceux de la hauteur et du diamètre du houppier sur les ligneux ; et du poids de matière fraîche et sèche sur les herbacées. Au total, 249 arbres ont été sélectionnés sur 38 parcelles du CRZ de Dahra (ISRA) dans la zone sylvopastorale du Sénégal. Ensuite les données collectées ont été traitées par photogrammétrie à l'aide des logiciels Pix4D et Arcgis. Puis un test de corrélation linéaire a été fait dans R sur les deux jeux de données collectées, afin de comparer les mesures obtenues par drone aux mesures de terrain. Les résultats obtenus montrent que les drones low-costs peuvent être utilisés pour faire de la photogrammétrie de précision et ainsi servir à l'étude de la végétation en zone sahélienne. En effet, les mesures obtenues par drone sont corrélées aux mesures réelles à 85% pour la hauteur, et 93% pour le diamètre du houpier ; lorsque l'altitude de vol est de 80 m. Par ailleurs, la détermination des paramètres des herbacées n'a pas été possible par drone. La hauteur des herbacées étant trop petite et la végétation étant composée aussi d'arbres (hauteur supérieure à 10m). En revanche, ces paramètres ont pu être déterminés à partir de la vidéo à 1m hauteur avec un R² = 0.46 pour la prédiction avec le poids de biomasse fraîche. On note cependant une amélioration du modèle de prédiction en utilisant le poids de biomasse sèche (0.58). Nous concluons donc que la photogrammétrie par drone et appareil photographique présente un bon potentiel d'étude pour la végétation sahélienne. Les résultats obtenus pourraient être meilleurs en utilisant des drones plus performants et en améliorant le protocole.

Résumé (autre langue) : he use of new technologies for scientific research has become increasingly important in recent years. Among other things, they reduce the time required to collect data. Indeed, it is important to make a permanent follow-up of the crop production to ensure the sustainable management of the pastoral sector. The use of UAVs will thus make it possible to increase data collection missions and to have data in all seasons. This work mainly consists of assessing the feasibility of studying Sahelian vegetation using a UAV (Dji Spark) and a camera (Canon Ixus). For this purpose, a study protocol was tested considering different flight height (30 m, 80 m). The objective was to compare variables from the UAV with field measurements. The data were collected by image acquisition by UAV on 1 ha and camera on 1 m² of grass, then by direct measurement in the field. The valuables measured are those of crown's diameter and height on trees, and weight of fresh and dry matter on herbaceous plants. A total of 249 trees were selected from 38 plots of the agronomic research center of Darha (ISRA) in the sylvopastoral zone of Senegal. Then the collected data were processed by photogrammetry using the Pix4D and Arcgis software. Then a linear correlation test was performed in R on the two sets of data collected, to compare the measurements obtained by UAV with the field measurements. The results show that low-cost UAVs can be used for precision photogrammetry to study vegetation in the Sahelian zone. Indeed, the measurements obtained by UAV are correlated to the real measurements at 85% for the height, and 93% for the crown's diameters, when the flight altitude is 80 m. In addition, the determination of herbaceous parameters was not possible by UAV. The height of the herbaceous plants is too small and the vegetation is also composed of trees (height greater than 10 m). However, these parameters could be determined from the video at 1m height with a R² = 0.46 for prediction with the weight of fresh biomass. However, there is an improvement in the prediction model using the weight of dry biomass (0.58). Therefore, we conclude that photogrammetry by UAV and camera has good study potential for Sahelian vegetation. The results obtained could be better by using more efficient UAV and improving the protocol.

Agences de financement hors UE : Deutscher Akademischer Austauschdienst

Auteurs et affiliations

• Bossoukpe Marina, UCAD (SEN)

Source : Cirad-Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/606880/)

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