Analyse de la croissance des parcelles agricoles basée sur les technologies hyperspectrales et de drones

Avec la modernisation agricole continue, le développement technologique joue un rôle de plus en plus important dans l'amélioration des rendements et de la qualité des cultures, ainsi que dans la réduction du gaspillage des ressources et de la pollution environnementale. Dans ce contexte, les méthodes de suivi de la croissance des cultures basées sur l'imagerie hyperspectrale suscitent un vif intérêt dans le domaine de la surveillance agricole.

concept de croissance des cultures

La vigueur de croissance des cultures désigne leur état physiologique, leur taux de croissance et l'accumulation de biomasse qu'elles accumulent au cours de leur croissance et de leur développement. La qualité de cette croissance reflète directement l'état sanitaire et le potentiel de rendement des cultures et constitue un indicateur de suivi important en production agricole. L'évaluation de la vigueur de croissance des cultures prend généralement en compte plusieurs aspects tels que la hauteur des plantes, la surface foliaire, la teneur en chlorophylle et la biomasse.

Le suivi de la croissance des cultures est essentiel à la production agricole. Il permet d'identifier rapidement les problèmes survenant durant ce processus, et ainsi de mettre en œuvre des mesures de gestion appropriées pour favoriser une croissance saine et améliorer le rendement et la qualité des cultures. Ce suivi facilite également la prise de décisions en matière de production agricole, comme l'ajustement de la densité de semis, de la fertilisation et de l'irrigation, pour une culture scientifique et une gestion de précision.

Technologie hyperspectrale pour la surveillance agricole

L'imagerie hyperspectrale est une technologie qui transforme les informations spectrales réfléchies ou transmises par un objet en une image. Elle trouve de nombreuses applications dans divers domaines. En agriculture, elle permet d'acquérir les informations spectrales de réflectance des plantes dans différentes bandes de longueurs d'onde, fournissant ainsi des données telles que les indices de végétation, la teneur en chlorophylle et le stade de croissance.

Comparée aux méthodes traditionnelles de surveillance agricole, l'imagerie hyperspectrale présente les avantages suivants : premièrement, elle permet d'acquérir davantage d'informations sur la végétation, notamment les indices de végétation, la hauteur des plantes et l'indice de surface foliaire, pour une surveillance plus complète et précise ; deuxièmement, c'est une méthode de surveillance rapide qui permet d'acquérir avec précision des informations spectrales à partir de milliers de pixels, améliorant ainsi l'efficacité du suivi de la croissance des cultures ; troisièmement, elle permet une surveillance sans contact de la croissance des cultures, évitant ainsi de les endommager.

Technologie des drones + télédétection hyperspectrale pour la surveillance agricole

Avec le développement de l'industrie chinoise des drones, leurs applications en protection des plantes, surveillance forestière et pollinisation des cultures se généralisent. Les drones agricoles sont des dizaines de fois plus efficaces que la pulvérisation conventionnelle, et la pollinisation assistée par drone pour la production de semences de riz hybride réduit considérablement la pénibilité du travail et améliore le rendement. Ces dernières années, le développement rapide de la technologie des drones, combiné à l'analyse spectrale, a permis de suivre la croissance des vergers de manière macroscopique, dynamique et rapide. Les drones agricoles volent à basse altitude, généralement entre 50 et 100 mètres, sans correction atmosphérique, et leurs systèmes de contrôle de vol sont relativement simples, leur zone de mesure et de contrôle étant adaptée à la taille du verger. L'étude de l'application de l'indice NDVI, obtenu grâce aux caméras multispectrales embarquées sur les drones, pour le suivi de la croissance et la localisation des plants manquants est essentielle pour une culture fruitière précise et numérique et pour l'amélioration du rendement.

Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics CAS Aerospace Science and Technology Group Co.,LTD - Analyse de la croissance des parcelles agricoles

Des données en lumière visible et hyperspectrales ont été collectées par drone. Après orthorectification, calcul des indices et classification non supervisée, l'état de croissance des cultures sur des parcelles à grande échelle a été visualisé. L'image présentée est une image aérienne prise par drone le 19 mars 2024, au stade du tallage du blé. L'image de droite est une carte de classification de la végétation basée sur l'indice NDVI, les bâtiments et les routes ayant été supprimés.

L'image ci-dessus est un rapport d'analyse de la croissance de la végétation à l'échelle de la parcelle. La légende présente les résultats du regroupement selon l'indice de végétation NDVI. Le diagramme circulaire situé en dessous illustre le pourcentage de surface cultivée en fonction de différents taux de croissance. Les zones à croissance relativement bonne et faible sont entourées en rouge et en jaune sur la carte, à titre indicatif pour les agriculteurs.

En tant que technologie novatrice de surveillance de l'information à haute résolution spatiale et temporelle, l'imagerie hyperspectrale par drone offre des avantages considérables en termes d'échelle spatiale et de précision par rapport aux méthodes de surveillance traditionnelles, la rendant particulièrement adaptée à l'acquisition rapide d'informations numériques dans les exploitations agricoles de moyenne échelle. Dans un avenir proche, grâce au développement et à l'amélioration des plateformes de vol de drones, des technologies d'acquisition d'informations aéroportées multi-sources, des techniques d'exploration et de modélisation des données, ainsi que des plateformes d'aide à la décision, la technologie hyperspectrale par drone devrait trouver des applications plus nombreuses et plus approfondies dans l'agriculture et les domaines connexes.