Cra-w, imagerie satellitaire et agriculture - ict meets wagralim - 20160412

24
Centre wallon de Recherches agronomiques Départements Produc1ons et Filières (D2), Agriculture et Milieu naturel (D3), Valorisa1on des produc1ons agricoles (D4) www.cra.wallonie.be L’imagerie satellitaire au service de l’agriculture Viviane Planchon Jean-Pierre Goffart Yannick Curnel

Transcript of Cra-w, imagerie satellitaire et agriculture - ict meets wagralim - 20160412

Page 1: Cra-w, imagerie satellitaire et agriculture - ict meets wagralim - 20160412

CentrewallondeRecherchesagronomiquesDépartementsProduc1onsetFilières(D2),AgricultureetMilieunaturel(D3),

Valorisa1ondesproduc1onsagricoles(D4)www.cra.wallonie.be

L’imagerie satellitaire au service de l’agriculture

Viviane Planchon Jean-Pierre Goffart Yannick Curnel

Page 2: Cra-w, imagerie satellitaire et agriculture - ict meets wagralim - 20160412

CentrewallondeRecherchesagronomiquesDépartementsProduc1onsetFilières(D2),AgricultureetMilieunaturel(D3),

Valorisa1ondesproduc1onsagricoles(D4)www.cra.wallonie.be

CRA-W en chiffres •  400 personnes incluant plus de 110

scientifiques •  Domaine expérimental de 300 ha (champs,

vergers, serres, laboratoires, etc.) •  Plus de 150 projets de recherche régionaux,

nationaux et européens

WalloonAgriculturalResearchCentrewww.cra.wallonie.be

Centre wallon de Recherches agronomiques

www.cra.wallonie.be

Page 3: Cra-w, imagerie satellitaire et agriculture - ict meets wagralim - 20160412

4 Unités concernées formant un groupe de recherche transversale

sur les méthodes optiques et les capteurs appliqués à l’agriculture et aux

productions agricoles

www.cra.wallonie.be

Unité Stratégies phytotechniques  (U5) Coordination : Jean-Pierre Goffart

Unité machines et bâtiments agricoles (U8) Coordination : Bruno Huyghebaert

Unité systèmes de productions, territoire et technologies de l’information (U11) Coordination : Viviane Planchon

Unité Qualité des produits  (U15) Coordination : Vincent Baeten

Page 4: Cra-w, imagerie satellitaire et agriculture - ict meets wagralim - 20160412

CentrewallondeRecherchesagronomiquesDépartementsProduc1onsetFilières(D2),AgricultureetMilieunaturel(D3),

Valorisa1ondesproduc1onsagricoles(D4)www.cra.wallonie.be

Page 5: Cra-w, imagerie satellitaire et agriculture - ict meets wagralim - 20160412

CentrewallondeRecherchesagronomiquesDépartementsProduc1onsetFilières(D2),AgricultureetMilieunaturel(D3),

Valorisa1ondesproduc1onsagricoles(D4)www.cra.wallonie.be

Au niveau européen pour l’observation de

la terre

Jusqu’à présent A partir de 2015 satellite SENTINEL 2

Résolution spatiale (taille des pixels)

10 à 300 m 10 à 60 m

Résolution temporelle (fréquence de passage)

10 - 25 jours

(5) à 10 jours

Taille des images 60 x 60 km

290 x 290 km

Capacité d’analyse de la végétation d’une parcelle

5 à 6 bandes spectrales

13 bandes spectrales

Coût d’acquisition des images

2.000 à 4.000€ /image Accès GRATUIT

Page 6: Cra-w, imagerie satellitaire et agriculture - ict meets wagralim - 20160412

CentrewallondeRecherchesagronomiquesDépartementsProduc1onsetFilières(D2),AgricultureetMilieunaturel(D3),

Valorisa1ondesproduc1onsagricoles(D4)www.cra.wallonie.be

Sentinel-2 – un des premiers satellite

réellement adapté pour le monitoring de

l’agriculture à la parcelle

Image : 290 km

Temps de revisite (5-)10 jours

Taille des pixels 10-60 m

13 bandes de longueur d’onde

Estimations plus précises du taux de couverture du sol par la végétation (fcover), des stades de développement des cultures, de l’indice de surface foliaire (LAI) et de la teneur en chlorophylle (N)

Page 7: Cra-w, imagerie satellitaire et agriculture - ict meets wagralim - 20160412

CentrewallondeRecherchesagronomiquesDépartementsProduc1onsetFilières(D2),AgricultureetMilieunaturel(D3),

Valorisa1ondesproduc1onsagricoles(D4)www.cra.wallonie.be

Acquisi1ondesdonnéessatellites

SAR Sen:nel-1/Radarsat-2

+ •  Indépendantmétéo•  Fréquencepassage

élevéesurEurope

_

•  Nombredebandes•  Interpréta1ondifficile

HRO Sen:nel-2/Landsat-8

+ •  Résolu:onspa:ale•  Nombredebandes

_

•  Couverturenuageuse•  (Fréquencepassage)

MRO PROBA-V(satellitebelge)

+ •  Fréquencepassage•  Nombredebandes

_

•  Contamina1onnuages•  Résolu1onspa1ale

=>Monitoringperformantdes

culturesàl’échelledela

parcelle

ComplémentaritédessatellitesS-1,S-2,PROBA-V

Page 8: Cra-w, imagerie satellitaire et agriculture - ict meets wagralim - 20160412

CentrewallondeRecherchesagronomiquesDépartementsProduc1onsetFilières(D2),AgricultureetMilieunaturel(D3),

Valorisa1ondesproduc1onsagricoles(D4)www.cra.wallonie.be

Deux exemples de projets basés sur l’imagerie satellitaire

au CRA-W sur la période 2014-2019

Page 9: Cra-w, imagerie satellitaire et agriculture - ict meets wagralim - 20160412

“IndustrialPotatomonitoringfortheBelgianpotatosector”Projetd’applica1on

Page 10: Cra-w, imagerie satellitaire et agriculture - ict meets wagralim - 20160412

Le secteur belge de la pomme de terre: un développement rapide

Pomme de terre : Ø G r a n d e v a r i a b i l i t é d e srendementsØ Grande vola1lité des prix dumarché libre et variabilité descontrats Produits à base de pomme de terre : Ø Risques é levés suite auxvolumesetprixtrèsvariables Nécessité de rechercher plus de stabilité dans le secteur !

v  Nombreux producteurs et acteurs industriels

v  Situés dans les grandes zones

de production v  Entreprises à caractère familial

et localisées

Page 11: Cra-w, imagerie satellitaire et agriculture - ict meets wagralim - 20160412

Fournir à l’échelle de chaque parcelle de l’information Ø sur la croissance et le développement des pommes de terre Ø sur des estimations et des prévisions de rendement pour le secteur belge de la pomme de terre à l’aide d’une

plate-forme interactive d’informations géolocalisées sur internet

accessible aux utilisateurs du secteur

L’objectif du projet

Page 12: Cra-w, imagerie satellitaire et agriculture - ict meets wagralim - 20160412

Comment atteindre cet objectif ?

En développant – en collaboration étroite avec les producteurs et les industriels

des outils de suivi de la croissance des pommes de terre basés sur l’intégration :

q d’observations de terrain q de mesures de télédétection aérienne (drones - UAV) q de mesures de télédétection spatiale (images satellites) q de modèles de simulation de croissance des cultures • incluantdesdonnéesmétéorologiquesjournalières(t°,précipita1ons,radia1onsolaire,…)viadesréseaux

desta1onsIRM,PAMESEB,Metyréseauvirtueldesta:onsmétéorologiques

Page 13: Cra-w, imagerie satellitaire et agriculture - ict meets wagralim - 20160412

Lesobserva1onsdeterrain…pourcalibrerlesimagesdedrones…

etinfinepourcalibrerlesimagessatellites

Pourcentagedecouverture

dusol

Exempledepuisl’émergencejusqu’àlafermeturedeslignes

Page 14: Cra-w, imagerie satellitaire et agriculture - ict meets wagralim - 20160412

Imagessatellitesàhauterésolu:onpoures:merlaréalitéduterrainàl’échelledechaqueparcelle

surl’ensembledelazonedeproduc:onDMC/Deimos(22m),RapidEye(5m),Proba-V(100m)

Sen:nel(2,aetb)(10m,5jours,gratuitESA)

Page 15: Cra-w, imagerie satellitaire et agriculture - ict meets wagralim - 20160412

PlateformeInternetInterac:ve

Interface conviviale pour le secteur belge de la pomme de terre, rendantaccessible l'informa:on et les connaissances de la recherche et du secteurprofessionneldelapommedeterre.

–  Développementdelaculturedanschaqueparcelle(stadesclés,…)–  Problèmesrencontrésdanscertainesparcelles(sécheresse,maladies,…)–  Homogénéité/hétérogénéitéintra-parcellaire(échanCllonnageplantes)–  Datededéfanageidéaledechaqueparcelle(suivisénescencedesfeuilles)–  Rendementsactuelseta\endusparvariété(volumesaHendus)–  Comparaisondesparcellesd’unproducteurparrapportàlamoyenned’un

district(commune,province,région,pays)(Benchmarkingàtoutmoment)–  Planifica1ondesarrachagesetdustockagedespommesdeterre(listedeprioritédesparcelles,rassemblerleslotsdebonnequalité,lotsàrisque)

Page 16: Cra-w, imagerie satellitaire et agriculture - ict meets wagralim - 20160412

Es:ma:on/Prévisiondesrendements?Importanceéconomique!

MODELESdeCROISSANCE

Dated’émergence(satellite)

Comparaisondesrendementsmesuréset

es:més

forçage

RendementsobservésSetde«valida1on»

RendementsobservésSetde«calibra1on»

Datedefermeturedeslignes&desénescence

(satellite)

Recalibra1on

miseàjour

Donnéesmétéorologiques

historiques

Généra1ond’unensemblededonnéesmétéo Comparaisondes

modèlesetsélec1on

Es:ma:ons/Prévisionsdesrendementamélioréesgrâceàl’u:lisa:on,danslesmodèles,dedonnéessatellitairesetd’observa:onsdeterrain

Page 17: Cra-w, imagerie satellitaire et agriculture - ict meets wagralim - 20160412

BELgian Collaborative Agriculture Monitoring at parcel level for sustainable cropping systems

1er Octobre 2014 au 31 Mars 2019

Monitoring collaboratif belge de l’agriculture, au niveau de la parcelle, pour des systèmes de production durables

Page 18: Cra-w, imagerie satellitaire et agriculture - ict meets wagralim - 20160412

CentrewallondeRecherchesagronomiquesDépartementsProduc1onsetFilières(D2),AgricultureetMilieunaturel(D3),

Valorisa1ondesproduc1onsagricoles(D4)www.cra.wallonie.be

3 types de cultures

•  Froment d’hiver •  Maïs

•  Pomme de terre

Page 19: Cra-w, imagerie satellitaire et agriculture - ict meets wagralim - 20160412

Un partenariat et un système de collaboration •  L’objectif BELCAM: accélérer la boucle de circulation de l’information entre les

utilisateurs, les développeurs et les fournisseurs d’informations pour améliorer le transfert des connaissances via une plate-forme informatisée et interactive sur le web regroupant l’ensemble des données géolocalisées

•  La chaîne d’information: les satellites, les chercheurs qui développent les méthodes, les conseillers techniques en Wallonie et en Flandre et les agriculteurs

Page 20: Cra-w, imagerie satellitaire et agriculture - ict meets wagralim - 20160412

Deux exemples de produits avec l’appui de l’imagerie satellitaire

1.Etablissementdeconseild’apportd’engraisazotéAméliora:onàl’aided’imagessatellite

2.Détermina:ondelateneurenchlorophylledelavégéta:onpourajusterlesbesoinscomplémentairesen

engraisazotéencoursdesaisondecultureAméliora:onàl’aided’imagessatellite

Page 21: Cra-w, imagerie satellitaire et agriculture - ict meets wagralim - 20160412

1.Etablissementdeconseild’apportd’engraisazoté:Améliora:onàl’aided’imagessatellite

BesoinsenN FournituresenN

BilanprévisionnelenNétabliàl’échelledelaparcelleenfévrier/mars

Situa:onactuelleGrandeincer:tudesurlaprécisiondesinforma:onsfourniesparlesagriculteurspourchaqueparcelle!

Desinforma1onsessen1ellespeuventêtrefourniesvialatélédétec1onspa1aleavecplusdeprécisionParexemple:-Cultureprécédente(typeet

rendement)-Résidusdecultureprécéd.-CIPAN(typeetproduc1on)-Condi1onsdeterrain(%C,

humiditédusol,…)-Texturedusol

Aufinal- Economied’engraisN- Limita:ondesrisquesdepollu:onparlesnitratesetlesGES- Effetsposi:fssurlaqualitédesproduitsagricolesdebase

Page 22: Cra-w, imagerie satellitaire et agriculture - ict meets wagralim - 20160412

2.Détermina:ondelateneurenchlorophylledelaculturepourajusterlesapportscomplémentairesen

engraisazotésdurantlasaison•  Résultata\endu:Valida:ondesmesuresobtenuesparimages

satellitessurl’ensembleduterritoirebelge

Différentsou:lsop:quesmanuels(ouembarqués)deterrainssontétudiésetu:liséspourmesurerlateneurenchlorophylledesfeuillesdanschaqueparcelle

Aufinal:Développementd’indicateurséquivalentsobtenuspartélédétec:onspa:alepourmesurerlateneurenchlorophylledesfeuillesdanschaqueparcelleenuneseuleimagesatellitesurunterritoiredonnéVialessatellitesSENTINEL-1,SENTINEL-2etPROBA-Vetd’autressatellitesenappointcommeLANDSAT,DEIMOS,RAPID-EYE,…

Ou:lsdeterrainétudiésauCRA-W

Page 23: Cra-w, imagerie satellitaire et agriculture - ict meets wagralim - 20160412

CentrewallondeRecherchesagronomiquesDépartementsProduc1onsetFilières(D2),AgricultureetMilieunaturel(D3),

Valorisa1ondesproduc1onsagricoles(D4)www.cra.wallonie.be

Conclusions

Les images satellites en agriculture = • Une technologie mondiale et européenne en pleine évolution (programme Sentinel ESA à l’horizon 2035 …) • Un réel avantage pour considérer simultanément toutes les parcelles agricoles d’un territoire donné, mais aussi une information puissante à utiliser avec équité et déontologie • Une réelle possibilité de mutualisation de l’info entre utilisateurs finaux • Une info à intégrer avec d’autres sources d’info dans des plateformes web d’accès simple et d’utilisation conviviale, pour des conseils menant à des économies pour les acteurs du secteur agricole • Des perspectives multiples en recherche agronomique, notamment pour le suivi des maladies des cultures, ou la gestion de l’eau en agriculture • Mais aussi un besoin incontournable de projets de recherche et de partage d’expertise multidisciplinaire pour en retirer tout le potentiel réel d’encadrement et de conseil agronomique

Page 24: Cra-w, imagerie satellitaire et agriculture - ict meets wagralim - 20160412