Prévision du rendement des cultures à l'aide de données de télédétection dans le cadre de l'agriculture de précision

Pour prévoir le rendement des cultures, il est nécessaire de comprendre la quantité de lumière solaire que reçoivent les plantes et leurs besoins en eau. La croissance des plantes dépend de ces deux facteurs, mais de nombreux autres facteurs l'influencent, tels que la température, l'humidité et… type de sol.

La quantité et la qualité des récoltes mondiales sont un facteur déterminant de la sécurité alimentaire. Ceci est particulièrement important dans les pays en développement où l'agriculture demeure un secteur économique majeur.

télédétection Les données peuvent servir à estimer la quantité de lumière reçue par les plantes et ainsi prédire le rendement des cultures. La télédétection est un outil précieux pour l'estimation des rendements agricoles. Elle fournit des informations sur les cultures et leur environnement, permettant ainsi d'estimer la production.

Les données de télédétection constituent une forme d'analyse de données en agriculture permettant de prédire les rendements avant la récolte. Cet article explore tout ce qu'il faut savoir sur les données de télédétection.

Que sont les données de rendement des cultures en agriculture ?

Les données de rendement des cultures indiquent la quantité de récolte produite par un agriculteur ou un groupement d'agriculteurs. Elles comprennent la quantité de récolte par hectare. Cette quantité peut être mesurée en tonnes, en boisseaux ou dans toute autre unité de mesure, selon la culture.

Les données de rendement agricole sont essentielles en agriculture car elles permettent aux agriculteurs de déterminer les quantités à semer la saison suivante. De plus, elles leur permettent de déceler d'éventuels problèmes affectant leurs cultures et nécessitant une intervention.

Les données sur les rendements peuvent également servir à suivre les progrès accomplis dans la réalisation des objectifs mondiaux fixés par les gouvernements, les organisations non gouvernementales et d'autres parties prenantes.

De plus, les données de rendement servent à identifier les points forts et les points faibles des pratiques agricoles et à formuler des recommandations en conséquence. Ces données sont utiles pour prendre des décisions éclairées sur de nombreux aspects de l'agriculture, tels que :

Sélection des semences : Choisir des variétés et des hybrides en fonction des données de rendement permet de s'assurer que les champs sont semés avec les semences les plus rentables disponibles.

Gestion des ravageurs : En surveillant la croissance des plantes, les données de rendement peuvent aider les agriculteurs à déterminer le moment opportun pour introduire lutte antiparasitaire des mesures. Cela peut réduire l'utilisation de pesticides et augmenter les profits.

Planification de l'irrigation : L'utilisation des informations provenant des capteurs de rendement permet aux agriculteurs d'affiner la planification de l'irrigation, ce qui contribue à économiser l'eau et l'argent tout en maintenant des rendements élevés.

Que sont les données de télédétection ?

La télédétection est la science qui consiste à acquérir des informations sur un objet ou un phénomène sans contact direct avec celui-ci, et donc de manière non intrusive. Elle est utilisée en agriculture pour surveiller les cultures, les sols et leur taux d'humidité.

La télédétection utilise les émissions de rayonnements électromagnétiques (REM) telles que celles émises par les ondes radio, les micro-ondes, l'infrarouge, la lumière visible et la lumière ultraviolette.

La télédétection des cultures permet de mesurer leur croissance au fil du temps. Elle fournit également des informations sur l'état des cultures à des moments et des endroits précis. Ces données peuvent servir à estimer les rendements et à prévoir la période optimale de récolte.

Les données de télédétection peuvent être utilisées pour mesurer les changements d'utilisation des terres, surveiller la croissance des cultures et le rendement agricole, détecter les niveaux d'humidité et de salinité du sol, déterminer les niveaux d'infestation parasitaire, surveiller les niveaux de pollution environnementale, etc.

Ainsi, par exemple, si vous vous promenez dans un champ et observez les plantes, vous collectez des données à leur sujet. Si vous survolez les plantes en hélicoptère ou en avion et les observez d'en haut, vous collectez des données de télédétection.

Il existe de nombreux types différents de techniques et d'appareils de télédétection utilisés pour collecter ces données : images satellites, photos aériennes, systèmes radar, lidar, etc.

Qu'est-ce que la prévision des rendements agricoles ?

La prévision des rendements agricoles est le processus d'estimation du rendement potentiel ou attendu d'une culture spécifique pour une zone et une saison de croissance données.

Cela implique d'analyser divers facteurs tels que les conditions météorologiques, les caractéristiques du sol, la génétique des cultures et les pratiques de gestion afin d'établir des prévisions éclairées sur la récolte probable.

Il est important de noter que les prévisions de rendement des cultures sont sujettes à incertitude en raison de la complexité des systèmes agricoles et de l'influence de facteurs imprévisibles tels que les ravageurs, les maladies et les phénomènes météorologiques extrêmes.

Bien que les modèles de prédiction fournissent des informations précieuses, ils servent d'outil d'aide à la décision plutôt que de garantie absolue.

Comment ça marche ?

Les sources de données suivantes sont combinées pour créer une pondération variable des projections de rendement en fonction des conditions de la saison de culture actuelle dans différentes régions.

Les data scientists de Farmers Edge combinent ces sources de données avec les dernières avancées en matière d'apprentissage automatique pour mettre à jour les estimations de prévision des rendements chaque fois qu'un élément majeur du rendement est perturbé.

1. Données de pré-saison

Les données de pré-saison doivent être précises pour établir les bases de la prévision des rendements. Ces informations, disponibles avant les semis, permettent d'effectuer les premières estimations de rendement.

Des données telles que la localisation d'un champ, les cultures actuelles et précédentes, les conditions météorologiques spécifiques au champ les mois précédant la plantation ou le semis, les informations et les données des analyses de sol, ainsi que les tendances météorologiques régionales de la dernière décennie sont toutes combinées pour fournir des indications sur la manière de démarrer la saison avec des chiffres de rendement précis à anticiper.

2. Données en cours de saison

Les données recueillies en cours de saison permettent de mieux comprendre les variables qui affectent le rendement agricole tout au long de la saison de croissance, une fois les fondations posées.

Les stations météorologiques agricoles Farmers Edge fournissent des données centrées sur le terrain qui enrichissent ces ensembles de données en fournissant des valeurs attendues et prévues qui sont stockées puis réinitialisées chaque jour à mesure que de nouvelles données arrivent, ce qui permet de faire progresser les modèles.

D'autres données recueillies en cours de saison, comme l'application d'engrais, sont également prises en compte, qu'elles soient planifiées ou non, afin d'améliorer le diagnostic des parcelles et de proposer des prévisions de rendement.

3. Données spécifiques aux cultures

Le vaste réseau d'agronomes locaux de Farmers Edge peut également fournir des données spécifiques aux cultures pendant la saison de croissance.

Les agronomes de Farmers Edge ont identifié des données spécifiques aux cultures qui ont un impact sur le rendement au cours d'une saison de croissance, notamment la teneur en eau pendant les principales phases de croissance ou le nombre d'heures au-dessus des températures cardinales pour les cultures pendant les périodes clés déterminant le rendement, pour les cinq principales cultures dans la prévision du rendement (maïs, canola, lentilles, soja et blé).

4. Images de cultures et de champs

L'imagerie satellitaire à haute résolution est utilisée pour déterminer rapidement et précisément les valeurs NDVI de la santé des cultures sur les champs, permettant ainsi aux chercheurs de détecter les résultats erronés ou les problèmes régionaux affectant les cultures et susceptibles d'avoir un impact sur le rendement.

Ces tendances régionales peuvent être utilisées pour déterminer si les zones sont en bonne voie d'atteindre les prévisions ou si des facteurs environnementaux ont faussé les valeurs de prévision des rendements agricoles.

5. Données de l'histogramme

Les modèles de prédiction de rendement de Farmers Edge utilisent des statistiques massives pour identifier les différentes distributions dans les images de champs au fil du temps, ce qui permet ensuite à un réseau neuronal convolutif d'obtenir des informations claires sur les modifications apportées afin de prévoir le rendement sur de vastes zones, comme les États-Unis ou le Canada, à mesure que l'imagerie évolue.

Il n'est pas simple d'anticiper la production avant le passage de la moissonneuse-batteuse, mais l'équipe de Farmers Edge est ravie de fournir aux producteurs des prévisions de rendement agricole basées sur des statistiques complètes et précises.

Chaque source de données a un poids dans la prévision du rendement des cultures, qui peut être modifié en fonction des paramètres du modèle.

Comment augmenter le rendement agricole grâce aux technologies de précision ?

Depuis des générations, les agriculteurs débattent et s'efforcent d'accroître les rendements agricoles. Certaines méthodes se sont avérées efficaces, d'autres non.

Outre l'expérience inestimable des générations précédentes d'agriculteurs, le secteur agricole peut désormais bénéficier des progrès scientifiques et technologiques modernes.

Examinons les méthodes les plus courantes utilisées par les agriculteurs pour augmenter leurs rendements et comment l'expérience acquise et les nouvelles technologies peuvent être mises à profit pour accroître la productivité agricole.

1. Irrigation adéquate

Les agriculteurs qui souhaitent augmenter leur rendement moyen par hectare ont besoin d'un système d'irrigation bien conçu. Un apport d'eau adéquat aux plantes a un impact direct sur leur développement et, par conséquent, sur les rendements agricoles.

Les prévisions météorologiques sont essentielles pour une irrigation efficace des terres agricoles. Grâce aux technologies actuelles, notamment aux logiciels et programmes personnalisés destinés aux agriculteurs, les prévisions météorologiques hyperlocales sont désormais possibles.

Cela rend irrigation de précision possible en permettant aux agriculteurs de se préparer à l'avance et de programmer l'irrigation de leurs cultures de la manière la plus précise et la plus efficace possible.

2. Analyse des sols et de leur qualité

L'un des facteurs les plus importants influençant les rendements agricoles est la qualité ou la fertilité du sol. Outre son impact sur la production agricole, la qualité du sol influe également sur le coût de culture d'une plante donnée, car certaines plantes nécessitent des proportions spécifiques d'éléments particuliers présents dans le sol, tels que des particules minérales, de la matière organique, de l'eau et de l'air.

Les agriculteurs doivent surveiller régulièrement l'état des sols de leurs parcelles afin d'obtenir des rendements agricoles plus élevés. Rotation des cultures est l'une des techniques les plus efficaces pour maintenir la santé des sols, entre autres.

La rotation des cultures sur une parcelle spécifique permet d'éviter l'épuisement des sols et d'interrompre les cycles des insectes, ce qui entraîne une production agricole plus élevée et, par conséquent, un rendement agricole moyen plus élevé par hectare.

3. Qualité des semences

La qualité des semences utilisées par les agriculteurs pour leurs champs a un impact sur la production agricole. Par conséquent, il est conseillé aux agriculteurs de semer uniquement des semences certifiées ayant subi tous les contrôles de qualité nécessaires afin d'accroître leurs rendements.

Les semences certifiées peuvent être plus chères que les semences non certifiées, mais le résultat en vaudra la peine car la qualité des semences est l'un des éléments les plus importants qui affectent la productivité des cultures.

Par ailleurs, l'utilisation exclusive de semences de haute qualité est l'une des méthodes les plus respectueuses de l'environnement pour accroître la productivité des cultures. Un agriculteur peut évaluer la qualité de semences spécifiques en contactant un fournisseur de semences compétent et, si nécessaire, en organisant des essais personnalisés sur une parcelle de terrain donnée.

Par ailleurs, il est essentiel de comprendre que la qualité des semences n'est ni permanente ni immuable. Dès leur enfouissement, les grains de semences nécessitent une protection. L'une des méthodes de traitement utilisées à cette fin est l'enrobage des semences.

Il s'agit de la technique consistant à enrober les graines dans des matériaux extérieurs pour améliorer leurs propriétés (poids, taille) et/ou leur fournir des substances chimiques actives (micronutriments, inoculants microbiens, régulateurs de croissance, etc.) afin de les protéger des maladies des plantes et d'améliorer leur croissance.

4. Application intelligente des engrais

Engrais Les engrais sont conçus pour nourrir différents types de sols, favoriser la croissance des plantes et accroître les récoltes, mais leur utilisation doit être équilibrée et judicieuse. Un usage excessif d'engrais peut avoir un impact considérable sur la qualité des sols et, par conséquent, sur la productivité agricole.

Les besoins en fertilisation des sols peuvent varier selon les zones d'un champ. La meilleure solution consiste donc à utiliser les engrais de manière sélective, en fonction des besoins spécifiques de chaque zone. Cette approche précise de la fertilisation des champs préserve la santé des sols et permet d'obtenir des rendements moyens plus élevés à l'hectare.

A Logiciel de surveillance des cultures Il s'agit d'une des options technologiques envisageables dans ce contexte. Elle comprend un outil de zonage des parcelles qui divise les terres agricoles en 2 à 7 zones à partir de photographies satellites, identifiant ainsi les endroits nécessitant une attention particulière.

Les agriculteurs utilisent fréquemment la technologie de précision comme l'un des moyens les plus respectueux de l'environnement pour l'augmenter.

5. Méthodes de protection des cultures

Les agriculteurs qui souhaitent augmenter leurs rendements doivent veiller à la santé de leurs cultures tout au long de leur croissance et jusqu'à la fin de la saison. Ils utilisent divers produits chimiques pour limiter l'impact des adventices, des ravageurs et des maladies sur la productivité des cultures, en fonction des situations.

Les herbicides, les insecticides, les dessiccants, les régulateurs de croissance des plantes, les fongicides, les adjuvants et autres produits chimiques en sont des exemples courants. La protection des cultures peut être assurée de diverses manières. La lutte contre les adventices et les ravageurs, ainsi que la lutte contre les maladies des plantes, sont deux des plus importantes.

6. Prévention et gestion des maladies des plantes

Les maladies des plantes constituent un autre risque important pour le rendement agricole. Les agriculteurs peuvent recourir à diverses méthodes de prévention et de gestion, comme le choix de variétés résistantes ou tolérantes aux maladies, le traitement des semences avec des fongicides et l'application de pesticides et autres substances similaires sur les plantes en développement, selon le type de plantes cultivées.

Les agriculteurs doivent être particulièrement attentifs au moment d'utiliser ces tactiques, ou d'autres, afin d'en maximiser l'efficacité. Il est essentiel de garder à l'esprit qu'une protection phytosanitaire appliquée au bon moment est cruciale pour le rendement agricole à l'hectare : plus un problème est détecté tôt, plus il sera facile et rapide à résoudre, et moins la superficie des champs touchés sera importante.

7. Gestion des mauvaises herbes et des ravageurs

Durant la saison de croissance, les principaux défis des agriculteurs sont la lutte contre les adventices et les ravageurs. Une seule adventice, par exemple, peut produire plus de 10 millions de graines qui, si elles ne sont pas éliminées rapidement, peuvent réduire considérablement les rendements d'une parcelle et engendrer des difficultés pendant des années. Les agriculteurs doivent également adopter une approche globale face aux infestations de ravageurs.

Les agriculteurs doivent être constamment prêts à réagir rapidement aux problèmes d'infestation parasitaire, car les ravageurs sont des organismes très adaptables et à reproduction rapide qui peuvent mettre en péril les récoltes sur certaines terres agricoles.

La prévision des rendements agricoles est une préoccupation majeure pour les agriculteurs, car elle influe directement sur leurs bénéfices. Connaître le rendement potentiel de ses terres permet d'adapter ses cultures et d'accroître ses profits. C'est pourquoi il est essentiel de prévoir avec précision les rendements avant toute plantation.

C'est un enjeu majeur en agronomie depuis l'Antiquité. Il est crucial pour la sécurité alimentaire, notamment en période de sécheresse, d'inondations ou d'autres catastrophes naturelles.

Les prévisions de rendement des cultures sont également utilisées par les agriculteurs pour prendre des décisions concernant le moment des semis et des récoltes, en fonction de l'humidité du sol, des infestations de ravageurs et d'autres facteurs tels que les conditions météorologiques et les besoins en engrais.

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Questions fréquemment posées

1. Comment les agriculteurs augmentent-ils le rendement de leurs cultures ?

Les agriculteurs augmentent le rendement de leurs cultures grâce à une gestion efficace des sols, une irrigation efficiente, la rotation des cultures et la lutte contre les ravageurs et les adventices. Ces pratiques optimisent la fertilité des sols et la disponibilité en eau, et minimisent les ravageurs et les maladies, ce qui se traduit par une productivité agricole accrue.

2. Comment calculer le rendement des cultures par hectare/parcelle ?

Le rendement peut être mesuré par différentes méthodes et en fonction de divers facteurs. Une approche courante consiste à prélever physiquement un échantillon représentatif de la culture sur une zone donnée et à le peser. Ce poids est ensuite extrapolé pour estimer le rendement total de l'ensemble du champ ou de l'exploitation.

Par exemple, si l'échantillon pèse 100 kilogrammes et que la superficie du champ est de 2 hectares, le rendement de la culture par hectare serait de 50 kilogrammes.

De plus, des technologies avancées telles que la télédétection et l'imagerie satellitaire peuvent être utilisées pour évaluer la santé des cultures, les indices de végétation et la biomasse, fournissant ainsi des informations précieuses.

D'autres facteurs, comme la qualité, la taille et la valeur marchande des grains, sont également pris en compte lors du calcul. Par exemple, si l'échantillon pèse 100 kilogrammes et que la superficie du champ est de 2 hectares, le rendement de la culture par hectare sera de 50 kilogrammes.

3. Comment estime-t-on le rendement de la récolte avant la moisson ?

L'estimation du rendement des cultures avant la récolte peut être réalisée par une combinaison de méthodes.

Une approche consiste à utiliser des modèles de croissance spécifiques aux cultures qui prennent en compte des facteurs tels que la date de semis, les conditions météorologiques et l'état sanitaire des cultures pour prédire le rendement potentiel.

Une autre méthode consiste à utiliser des techniques de télédétection, telles que l'imagerie satellitaire ou les drones, pour évaluer la vigueur et la biomasse des cultures.

4. Quel type de système agricole produit des céréales plus saines ?

L'agriculture biologique est souvent associée à des céréales plus saines. Elle exclut l'utilisation de pesticides et d'herbicides de synthèse, ainsi que d'organismes génétiquement modifiés (OGM). Les agriculteurs biologiques privilégient les engrais naturels, la rotation des cultures et les méthodes de lutte biologique contre les ravageurs.

Ces pratiques contribuent à la production de céréales exemptes de résidus chimiques, potentiellement plus riches en nutriments essentiels et présentant des niveaux de contamination par les pesticides plus faibles.

Il est toutefois important de noter que les bienfaits spécifiques des céréales pour la santé peuvent varier en fonction de facteurs tels que la qualité du sol, la variété de la culture et les pratiques de manutention après récolte.

5. Comment les pesticides augmentent-ils le rendement des cultures ?

Les pesticides peuvent améliorer la production végétale en protégeant les plantes contre divers ravageurs, maladies et mauvaises herbes. Ils contribuent à contrôler ou à éliminer les insectes, champignons, bactéries et autres organismes nuisibles susceptibles d'endommager ou de détruire les cultures.

En réduisant l'impact des ravageurs, les pesticides permettent aux plantes de croître plus vigoureusement, d'utiliser efficacement les nutriments et d'allouer davantage de ressources à une croissance productive.