Comment l'imagerie satellitaire hyperspectrale contribue-t-elle à l'agriculture de précision ?

L'utilisation d'images satellitaires hyperspectrales en agriculture a transformé la manière dont les terres agricoles sont gérées pour répondre aux besoins croissants d'une population en expansion face aux changements climatiques.

Le développement et la commercialisation de cet outil ces derniers temps ont permis une compréhension et un suivi abordables non seulement des grandes exploitations agricoles, mais aussi des petites exploitations partout dans le monde.

Il est important de comprendre le concept d'imagerie satellitaire hyperspectrale et ses implications bénéfiques pour les agriculteurs et les terres agricoles, ainsi que la manière de l'utiliser.

En quoi l'imagerie satellitaire est-elle utile à l'agriculture ?

Pendant la majeure partie de l'histoire de l'humanité, l'agriculture a été une science et une pratique strictement terrestres. Cependant, son champ d'application s'est aujourd'hui considérablement étendu, jusqu'aux satellites en orbite autour de la Terre. Mais concrètement, comment les satellites influencent-ils nos méthodes de culture et de production alimentaire ?

La réponse réside dans les facteurs dont dépend l'agriculture, à savoir le sol, le climat, la température, les régimes pluviométriques, le développement des cultures, la topographie, etc.

Les satellites ou les technologies spatiales nous permettent de mesurer et de surveiller facilement ces facteurs depuis nos écrans d'ordinateur, et les informations ainsi obtenues peuvent être utilisées pour planifier des interventions agricoles appropriées.

L'utilisation des satellites en agriculture est une pratique en pleine expansion. Elle est passée de la simple collecte d'informations à la réalisation d'opérations agricoles de précision, comme par exemple l'utilisation de tracteurs équipés de GPS pour la récolte.

Il est important de noter que les satellites sont principalement utilisés pour générer des données géospatiales précises sur les objets d'intérêt – les terres agricoles et les cultures dans notre cas. Ceci est réalisé grâce à la combinaison de plus de trois satellites et à un concept appelé trilatération.

De plus, pour mesurer et surveiller les facteurs mentionnés ci-dessus, les satellites sont équipés de différents types de capteurs très performants. C'est grâce à la combinaison de ces mécanismes que les satellites sont devenus si utiles dans l'agriculture moderne.

Qu’est-ce que l’imagerie hyperspectrale en agriculture de précision ?

L'imagerie hyperspectrale est le processus d'obtention de données sur un objet en capturant les différentes signatures spectrales de l'ensemble du spectre électromagnétique de la lumière, et non seulement de la bande de lumière visible réfléchie par l'objet.

La capture de ces signatures spectrales est réalisée à l'aide de capteurs de caméra spécialisés embarqués à bord des satellites.

En agriculture, l'imagerie hyperspectrale repose sur le fait que presque tous les types de cultures présentent des signatures spectrales différentes selon les stades de leur cycle de vie et les conditions physiologiques. Ces différences peuvent être dues à des observations attendues ou inattendues.

En cas de résultats inattendus, les différences peuvent être attribuées à plusieurs facteurs environnementaux ou de gestion ayant modifié l'état physiologique des plantes. Ceci peut s'avérer utile pour détecter :

• Niveau d'humidité du sol
• Plusieurs maladies
• Composition des cultures pour les systèmes de cultures multiples
• Infestation de mauvaises herbes
• Niveau de nutriments du sol, etc.

En étudiant et en analysant attentivement ces résultats, un agriculteur peut facilement adapter ses interventions pour une production optimale dans le temps et l'espace. D'une certaine manière, l'imagerie hyperspectrale permet aux agriculteurs de comprendre les besoins de la culture.

L'imagerie en agriculture est réalisée soit au sol, soit par voie aérienne. Au sol, elle est effectuée à l'aide de robots ou de véhicules équipés de capteurs hyperspectraux. Pour l'imagerie hyperspectrale aérienne, on utilise des drones (UAV) ou des images satellitaires.

Le mécanisme de fonctionnement de l'imagerie hyperspectrale reposant sur une mesure précise de la lumière et de ses bandes spectrales, même un petit mouvement ou une irrégularité dans le système peut fortement fausser les résultats et faire plus de mal que de bien.

Il est donc essentiel d'utiliser des systèmes et des services fiables et précis pour toute opération d'imagerie hyperspectrale en agriculture. Enfin, l'application de l'imagerie hyperspectrale en agriculture est optimale lorsqu'elle est utilisée régulièrement sur plusieurs cycles de culture, permettant ainsi une compréhension et un suivi plus précis des cultures.

Comment l'imagerie spectrale satellitaire aide-t-elle les agriculteurs de précision ?

Les satellites et les technologies associées n'aident pas seulement les agriculteurs à gérer efficacement leurs exploitations ; ils transforment les pratiques agricoles à travers le monde.

Les satellites offrent aux agriculteurs une vision et une compréhension globales de leurs terres agricoles, d'un point de vue qu'ils n'auraient jamais pu imaginer il y a encore quelques décennies. Voici les différents moyens par lesquels les satellites aident les agriculteurs à gérer leurs exploitations de manière efficace et durable :

• Cartographie : La première étape de l'agriculture de précision par satellite consiste en une cartographie complète de la parcelle. Cette étape est particulièrement avantageuse pour les grandes exploitations, car elle permet aux agriculteurs d'identifier et de prioriser leurs terres en fonction de leurs caractéristiques spatiales.
• Mesurer et étudier : Les caméras et capteurs multispectraux embarqués sur les satellites permettent de mesurer directement ou indirectement un large éventail de caractéristiques importantes des terres agricoles, telles que la santé des cultures, leur nutrition, le stress hydrique du sol, le stade de plantation, les conditions météorologiques, les maladies, etc.
• Exécution et surveillance : Par ailleurs, les données satellitaires et leurs fonctionnalités sont précieuses pour le fonctionnement des machines agricoles automatisées et permettent de moduler avec précision les doses d'engrais et les schémas d'irrigation. De plus, l'accumulation d'images au fil du temps révèle les caractéristiques des terres agricoles et de l'environnement. Ceci contribue à anticiper les événements futurs et à planifier et préparer les interventions afin de minimiser les pertes extrêmes dues à des facteurs tels que la sécheresse, le changement climatique, les épidémies, etc.

Son utilisation en agriculture, notamment des images hyperspectrales, relève du concept plus large d'agriculture de précision. Ainsi, les images satellitaires sont rarement utilisées isolément et constituent plutôt un élément de l'Internet des objets (IdO) mis en œuvre dans ce domaine.

L'imagerie satellitaire, combinée aux données au sol, à l'intelligence artificielle, à l'analyse des mégadonnées et à la diffusion des données jusqu'au niveau des agriculteurs via les smartphones et les applications mobiles.

Plus précisément, l'imagerie à haute résolution spectrale en agriculture permet notamment :

1. Détection de la santé des cultures :

Différents types d'indices de végétation, calculés à partir d'images satellitaires multispectrales, permettent de comprendre, de détecter et de surveiller l'état sanitaire des cultures. Comme mentionné précédemment, différents états sanitaires ou degrés de vigueur entraînent l'absorption ou la réflexion de différentes longueurs d'onde de la lumière.

Les capteurs capturent et calculent les indices, et le meilleur d'entre eux peut être utilisé en temps quasi réel pour élaborer des stratégies de gestion adaptées. Pour en savoir plus sur les différents types d'indices de végétation et comment choisir celui qui vous convient, consultez ce document. Blog GeoPard.

2. État et propriétés du sol :

De même que les cultures et leur feuillage présentent des signatures spectrales distinctes selon leur état sanitaire, les variations du sol et de ses propriétés se traduisent également par un spectre de lumière différent réfléchi par les capteurs aéroportés.

Par exemple, l'indice de luminosité du sol est un indicateur utilisé pour mesurer et cartographier les propriétés du sol. Étant donné que des propriétés telles que l'humidité, la teneur en nutriments, la texture, l'érodabilité et le pH du sol jouent un rôle déterminant dans la réussite ou l'échec de l'ensemble du système agricole, il est essentiel de cartographier, de gérer et de surveiller l'état du sol avec précision et régularité.

L'échantillonnage systématique des sols permet une description plus précise de leurs propriétés, mais il peut s'avérer coûteux et inefficace sur de grandes surfaces.

En conséquence, la meilleure approche consiste à combiner l'imagerie hyperspectrale avec un échantillonnage systématique du sol par grille afin d'obtenir une carte précise et fiable des différentes propriétés du sol.

Cette méthode peut également servir à appliquer la fertilisation VRA. C'est l'approche utilisée par… Analyse des données sur les sols solution fournie par GeoPard Agriculture.

3. Détection de la croissance des cultures et des types de cultures/variétés

L'utilisation d'images satellitaires multispectrales pour comprendre et surveiller la croissance des cultures ainsi que leur composition est essentielle dans le cas des systèmes de cultures multiples sur les grandes exploitations agricoles.

Dans les grandes exploitations agricoles, différentes parcelles peuvent présenter des facteurs environnementaux localisés, entraînant des écarts par rapport au cycle de croissance normal. De plus, des plantes indésirables, comme les mauvaises herbes, peuvent proliférer et nuire à la croissance des principales cultures.

Pour surveiller tous ces problèmes et s'assurer que l'ensemble du terrain produira des résultats optimaux, l'imagerie satellitaire multispectrale produit des couches de données que vous pouvez comparer et utiliser pour prendre des décisions éclairées.

Outre ces applications courantes de l'imagerie HS, d'autres applications incluent la détection et l'alerte précoces aux inondations, la détection des feux de forêt, la surveillance du bétail, etc.

En résumé, l'imagerie satellitaire hyperspectrale possède un potentiel et des applications considérables dans l'agriculture et sa transformation en une pratique avancée pour faire face aux défis croissants du 21e siècle.

Il existe de nombreuses façons pour les agriculteurs de tirer profit de cet outil puissant et de rendre leurs pratiques agronomiques plus faciles, plus efficaces, plus durables et, surtout, plus rentables.

Toutefois, il est également clair que son application exige un haut niveau de précision et de connaissances, et que les agriculteurs doivent veiller à utiliser une plateforme de prestataire de services agricoles fiable, dotée d'une grande efficacité opérationnelle et d'une expertise technique pointue.

GeoPard Agriculture propose une large gamme de solutions agricoles exploitant pleinement le potentiel des images satellitaires multispectrales telles que Landsat, Sentinel et Planet.

Les technologies utilisées affichent une très grande précision, avec une haute résolution de 3 m et une base de données d'images sur plusieurs années permettant d'établir les tendances de la végétation et zones de gestion pour vos terres agricoles.

Parmi les autres possibilités offertes par le puissant moteur GeoPard, on peut citer le quasi temps réel Surveillance des cultures et Données de rendement en utilisant les images les plus récentes, que vous pouvez facilement visualiser sur les plateformes cloud web et mobiles.

En utilisant toutes ces informations et couches de données, GeoPard analyse les caractéristiques globales de productivité des terres agricoles et prescrit des taux d'intrants variables, comme engrais, irrigation, ou des espèces cultivées pour vos terres agricoles dans le but d'améliorer vos pratiques agronomiques d'un point de vue durable et financier.

Questions fréquemment posées

1. Comment obtenir des images satellite pour une exploitation agricole ?

Pour obtenir des images de votre ferme, commencez par rechercher des fournisseurs réputés qui proposent des services axés sur l'agriculture, comme GeoPard. Choisissez un forfait adapté à vos besoins en fonction de critères tels que la résolution d'image et la fréquence des mises à jour. Une fois abonné, accédez aux images via la plateforme ou les outils du fournisseur et téléchargez celles correspondant à votre exploitation. Utilisez-les pour surveiller la santé de vos cultures, identifier les zones problématiques et prendre des décisions éclairées afin d'optimiser vos pratiques agricoles.

2. Pourquoi l'imagerie satellitaire est-elle utile pour comprendre les réseaux trophiques ?

Elle est utile à la compréhension des réseaux trophiques pour plusieurs raisons. Premièrement, elle offre une vue d'ensemble de la surface terrestre, permettant aux chercheurs d'observer et de suivre de vastes zones et écosystèmes. Ces images peuvent aider à identifier des caractéristiques clés de l'habitat, telles que la répartition de la végétation ou les processus océanographiques, qui influencent la distribution et l'abondance des organismes au sein des réseaux trophiques. De plus, elles facilitent le suivi des changements de couverture terrestre et des variables climatiques, qui sont des facteurs importants affectant la dynamique des réseaux trophiques.