Communication

Imagerie hyperspectrale et inférence de la teneur en azote foliaire : Approche par modelisation pour documenter les effets liés à l'architecture de la plante

Session thématique #01
Sciences et technologies de l'information et de la communication au service du végétal spécialisé
Communication orale

Co-auteur(s) : Pierre Roumet 1, Pierre-Antoine Jean 1, Nathalie Gorretta 2, Gilles Rabatel 2 et Martin Ecarnot 1

La spectroscopie visible et proche Infrarouge couplée à de l’imagerie (hyperspectrale) permet le traitement du signal de réflectance à l’échelle d’un couvert végétal en plein champ. A partir de ce signal, un étalonnage permettant d'inférer la teneur en azote folaire d'un couvert de blé a été développé [1]. Notre objectif était de i) préciser le domaine de validité de cet étalonnage notamment en prenant en compte l'impact de variations architecturales (insertion des feuilles notamment) et ii) comprendre pourquoi les performances de l'étalonnage obtenu -au demeurant très correctes- restaient inférieures à celles obtenues sur feuilles ou plantes isolées. Nous avons modélisé différentes maquettes de couvert de blé (modèle architecturé ADEL [2]) correspondant à différents stades phénologiques et architectures folaires. Ces maquettes ont été couplées avec un modèle de radiosité, CARIBU, estimant la quantité d’énergie d’une feuille reçue soit directement soit par ses voisines (reflectances directe et multiples) [3]. Nous avons observé que les organes soumis à des expositions fortes (généralement situés dans la partie haute du couvert) présentaient peu de réflexions multiples et avaient une teneur en azote foliaire conforme à un attendu défini sur la base d'une feuille isolée. A l'inverse, les réflexions multiples étaient importantes pour les pixels situés dans la partie basse du couvert générant un découplage entre signal spectral et contenu bichimique et une sous estimation de la teneur en azote (-0.4 points). Ces résultats sont présentés dans différents contextes architecturaux et leurs implications sont discutées dans le cadre du développement de la technologie hyperspectrale pour l’inférence de la teneur azote foliaire de couvert de blé.

Références :
[1] N. Vigneau, M. Ecarnot, G. Rabatel, P Roumet. Potential of field hyperspectral imaging as a non destructive method to assess leaf nitrogen content in Wheat. Field Crop Research 122 : 25–31, 2011.
[2] C. Fournier, B. Andrieu, S. Ljutovac, S. Saint-Jean, ADEL-wheat: a 3D architectural model of wheat development. In: HuBG, JaegerM, eds. International Symposium on Plant Growth Modeling, Simulation, Visualization, and their Applications. Beijing, China PR : Tsinghua University Press/Springer, 54–63.
[3] M. Chelle, B. Andrieu, K. Bouatouch, 1998. Nested Radiosity for Plant Canopies. The Visual Computer, 14: 109-125.

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