Méthodes de mesure de la structure 3D des arbres

H. Sinoquet, B. Adam, N. DonèsINRA, UMR 547 PIAF, Clermont-Ferrand

Des plantes mesurées en 3DPour quoi faire ?

STRUCTURE 3D

MESUREDIGITALISATION 3D

MODELES DE

SIMULATION

ANALYSE

Des plantes mesurées en 3DPour quoi faire ?

• Analyser les propriétés 3D des plantes

20 cm 10 cm 5 cm

Nδ δ-D D dim fractale

TLA = a x (Vδ / δ3-D) x LA1-D/2

TLA: surface foliaire totaleVδ : volume de couronne à échelle δ LA : surface moyenne de feuille individuelleD : dimension fractale a : paramètre

y = 0.9938x

R2 = 0.9715

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

TLA (m²)

TLA

sim

(m

²)

.

0.15

Apple and Peach

Digitalisation 3Dde l’architecture des arbres

• Comment mesurer les coordonnées spatiales ?– Digitaliseurs à contact– Digitaliseurs sans contacts

• Comment reconstruire l’architecture à partir des coordonnées ?– Information supplémentaire nécessaire– Méthode de reconstruction

Mesure des coordonnées spatialesdes constituants d’un couvert végétal

• Méthodes à pointeur:• Semi-automatique : -• Tous les constituants : +• Nature des constituants : +

Logiciel PiafDigit <Acquisition de l'Architecture des Arbres>

• Acquisition simultanée:– Topologie simplifiée– Géométrie 3D– Information additionnelle

• Configurable:– Entités et leurs attributs– Relations topologiques multi-

échelle• Ergonomie:

– Topologie vérifiée en temps réel

– Visualisation 3D en temps réel

Mélange Trèfle / Fétuque

Plantes réelles vs. Plantes digitalisées

Walnut

Mango1

Noyer

Manguier

‘Grand’ noyer (8 m)

Petit noyer

Mesure des coordonnées spatialesdes constituants d’un couvert végétal

• Méthodes sans contact:• Scanner Laser,

Stéréophotographie

• Automatique : +• Constituants cachés : -• Nature des constituants : -

Méthodes sans contact : Définir les potentialités - Parties masquées:

- Définir les limites d’utilisation:- Densité de la plante

- Utilisation de scanner CT (rayons X): Dutilleul et al. 2008

- Nature des points et reconstruction des organes:- Reconnaissance de texture ?- Reconnaissance de forme ?

- Utiliser pour d’autres objectifs:- Surfaces continues: feuilles 3D- En couplage avec la digitalisation à contact:

- Feuilles 3D sur une maquette de plantes

- Pour des descriptions moins fines de la structure- e.g. distribution spatiale de la densité foliaire

e.g. Hosoi et Omasa 2007