Assessment of in situ crop LAI measurement using unidirectional view digital photography.

Liu, J., Pattey, E., et Admiral, S. (2013). « Assessment of in situ crop LAI measurement using unidirectional view digital photography. », Agricultural and Forest Meteorology, 169, p. 25-34. doi : 10.1016/j.agrformet.2012.10.009  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Dans le cadre de la présente étude, nous avons évalué la performance de la photographie numérique pour mesurer l’indice foliaire et l’indice GAI (green plant area index) de grandes cultures, en quantifiant la fraction des vides au nadir ou à un angle de 57,5°. Nous avons évalué l’indice d’agrégation au moyen de la méthode logarithmique de Lang et Xiang (1986), en vue de calculer l’indice GAI total. Les incertitudes de mesure associées à l’inclinaison des feuilles et aux angles de visée ainsi que la classification des images ont fait l’objet d’une évaluation analytique. Nous avons observé une forte corrélation linéaire entre l’indice GAI obtenu pour les cultures de maïs, de soja et de blé et l’indice GAI mesuré par méthode destructive, dans le cas des photographies au nadir et à 57,5° (R2 > 0,83, erreur quadratique moyenne < 0,63). En outre, dans le cas du soja et du maïs, nous avons observé une forte corrélation linéaire entre l’indice foliaire et l’indice GAI mesurés par méthode destructive, de sorte qu’il était possible de prévoir l’indice foliaire au moyen des méthodes de photographie. La corrélation linéaire entre l’indice foliaire et l’indice GAI du blé était faible, en raison de la proportion significative de tissus non foliaires participant à la photosynthèse chez cette espèce après le début de l’élongation des tiges. L’agrégation avait un effet plus important dans le cas de la photographie au nadir que dans celui de la photographie à 57,5°. Le GAI effectif obtenu par photographie au nadir était plus fortement corrélé avec l’indice GAI mesuré par méthode destructive qu’avec l’indice GAI obtenu par méthode photographique, tandis que la sous-estimation du GAI mesuré par méthode destructive était supérieure dans le cas de l’indice GAI effectif obtenu par photographie à 57,5° que dans le cas de l’indice GAI obtenu par méthode photographique. Le coefficient d’atténuation en visée nadir s’est révélé 22 % plus élevé que la valeur théorique (k = 0,61; valeur théorique = 0,5). Lorsque la valeur de saturation asymptotique était atteinte, avec la diminution des vides et l’augmentation de l’indice foliaire, il était nécessaire d’accroître l’exactitude de la classification des images pour obtenir un indice foliaire d’exactitude acceptable. Dans le cas de la photographie à 57,5°, l’exactitude de la classification avait une plus grande incidence sur l’indice foliaire lorsque celui-ci était supérieur à 1,5. À mesure que les parties aériennes des plantes se développent, la fraction des vides et l’intensité du signal émis par les ombres diminuent, de sorte qu’il est nécessaire d’utiliser des photographies de grande qualité pour pouvoir bien différencier les vides et les tissus végétaux.

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