Quel indice de végétation est le plus adapté à l'agriculture de précision ?

Il existe plusieurs indices de végétation couramment utilisés, notamment l'indice de végétation par différence normalisée (NDVI), l'indice de végétation à large gamme dynamique (WDRVI) et l'indice de chlorophylle verte (GCI).

• Quel indice de végétation reflète le plus de détails ?
• Quel indice de végétation met le mieux en évidence les variations ?
• L'indice NDVI est-il le meilleur de la famille des indices de végétation multispectraux ?

Ces questions sont connues et reviennent très souvent. Examinons-les.

Qu'est-ce que l'indice de végétation ?

L'indice de végétation est une mesure numérique qui quantifie la quantité et l'état de la végétation dans une zone spécifique à partir de données de télédétection.

Les indices de végétation sont calculés en combinant différentes bandes spectrales issues d'images satellites ou de photographies aériennes, qui reflètent la quantité d'énergie absorbée et réfléchie par les plantes dans les régions visibles et proches infrarouges du spectre électromagnétique.

Ces indices peuvent fournir des informations sur la santé, la densité et la productivité de la végétation, ce qui est utile pour un large éventail d'applications, notamment l'agriculture, la foresterie, la gestion des terres et la surveillance du climat.

Qu'est-ce que l'indice de végétation par différence normalisée (NDVI)?

NDVI (Indice de végétation par différence normalisée) est la plus connue et la plus largement utilisée dans les industries liées à la biomasse et à la télédétection.

La saturation de l'indice NDVI nuit à la précision de la distinction de la végétation aux pics de biomasse. Un autre problème lié à l'indice NDVI est l'influence du bruit du sol sur les premiers stades de développement des cultures.

Il est calculé à l'aide de données de télédétection par satellite ou aérienne, sur la base de la différence de réflectance de deux bandes spectrales : le proche infrarouge (NIR) et la bande rouge.

La formule NDVI est NDVI = (NIR-Rouge) / (NIR+Rouge).

Où NIR représente la réflectance dans la bande proche infrarouge et Red la réflectance dans la bande rouge.

L'indice NDVI obtenu varie de -1 à +1, les valeurs les plus élevées indiquant une forte densité de végétation. Une valeur nulle indique l'absence de végétation, tandis que les valeurs négatives indiquent des plans d'eau ou d'autres surfaces non végétalisées.

Les valeurs NDVI proches de +1 indiquent une végétation dense et saine, tandis que les valeurs proches de zéro indiquent une végétation clairsemée ou des zones présentant un stress ou des dommages importants.

Il est largement utilisé dans les applications agricoles et écologiques pour surveiller la croissance de la végétation, estimer les rendements des cultures et évaluer la santé et la productivité des forêts et autres écosystèmes.

Il peut également être utilisé pour détecter et surveiller la sécheresse, l'érosion des sols et d'autres facteurs environnementaux qui affectent le couvert végétal.

Elle se calcule, par exemple, en soustrayant la réflectance dans le proche infrarouge (NIR) de la réflectance dans le rouge, puis en divisant le résultat par la somme des deux. La valeur obtenue varie de -1 à +1, les valeurs les plus élevées indiquant une végétation plus dense.

De plus, l'idée de WDRVI (Indice de végétation à large plage dynamique) a été créé pour résoudre les problèmes de saturation de l'indice NDVI. Il a été obtenu en élargissant la gamme des valeurs possibles de l'indice WDRVI grâce à l'introduction du coefficient mathématique (α).

La formule NDVI (indice de végétation par différence normalisée) a été transformée en WDRVI = (α∗NIR-Rouge) / (α∗NIR+Rouge).

Les zones construites à partir de l'indice WDRVI sont meilleures que celles construites à partir de l'indice NDVI. Néanmoins, elles ne sont pas encore idéales en raison d'une biomasse trop importante. 

GCI (Indice de chlorophylle verte) Cette méthode permet d'estimer la teneur en chlorophylle des feuilles de plantes à partir des bandes spectrales du proche infrarouge et du vert. En général, la valeur de la chlorophylle reflète directement l'état de la végétation.

La formule GCI ressemble à ceci : GCI = NIR / Vert – 1.

Les zones définies à partir de l'indice GCI permettent de mieux distinguer les zones à forte biomasse que les indices NDVI et WDRVI. Ces précisions contribuent à une gestion plus fine et plus efficace des parcelles.

RCI (Indice de chlorophylle rouge) intègre la même base de connaissances sur la teneur en chlorophylle que GCI et la reflète via la bande multispectrale rouge.

La formule RCI ressemble à ceci : RCI = NIR / Rouge – 1.

Les zones basées sur l'indice RCI sont aussi précises que les zones GCI.

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