Des images satellites pour la gestion des bassins de production suite du projet SUCRETTE 16 avril 2008 Atelier régional

Matériels et méthodes Le NDVI : Indice Normalisé de Développement Végétatif Estimations de production Suivi des coupes Conclusion: produits cartographiques d’aide à la décision dérivés des images satellitales Mise à jour du parcellaire cannier Cartes d’hétérogénéité parcellaire

Matériels et méthodes

Source lumineuse (visible, infrarouge) Satellites passifs (Landsat, SPOT, NOAA...) Rayonnement incident Part réfléchie Rayonnement incident Part rétrodiffusée Satellites actifs (ERS, Radarsat...) Emission propre (IR thermique) Emission propre (micro-ondes) Cible observée structure géométrique du couvert propriétés optiques du couvert propriétés optiques du sol La réflectance c’est le rapport de l’intensité du rayonnement réfléchi sur l’incident Les grands types de satellites

La BD ISLE Réunion

14 octobre 2006 Spot 5

Image Spot5, du 05/06/06 ortho rectifiée et étalonnée (région de Saint Pierre) Élimination des nuages et ombres portées au niveau de la sole cannière Extraction de la sole cannière à partir du parcellaire CIRAD en cours de correction Chaîne de traitements d’images satellites

La réponse spectrale de la canne à sucre au cours de son cycle Suivi de production Mise en place de la culture Suivi des coupes Suivi des replantations

Réponse spectrale de cannes en culture, coupées, labourées Réflectance %

Pré-requis: une mise à jour du parcellaire cannier Mise à jour par numérisation à partir d’une image SPOT à 2.5m de résolution Pré-repérage par identification des changements d’occupation du sol IDENTIFICATION PAR DIFFERENCE DE MIR Parcelles non déclarées Surface coupée hors parcellaire de référence Surface cannière de référence

Reconquêtes CARTE de NDVI 0 < NDVI < 0,3 : sol nu ou labouré 0,3 < NDVI < 0,6 : végétation moyenne 0,6 < NDVI < 0,9 : végétation couvrante (Source couche friches : CNASEA, 2003) NDVI friches au 04/05/03 NDVI friches au 13/05/04

Couche friches (CNASEA, 2003) Diminution > 0,2 Augmentation > 0,2 Couche différence de NDVI Image au 04/05/0313/05/04 Cartes de NDVI 04/05/03 13/05/04 Comparaison de la valeur du NDVI à un an d’intervalle

Nord-Est (Sainte-Marie) BD parcellaire DAF BD parcellaire agro BD Ortho 2003 (IGN)

Saint-Philippe BD parcellaire DAF BD parcellaire agro BD Ortho 2003 (IGN)

Le NDVI : Indice Normalisé de Développement Végétatif

Indice végétation normalisé calculé à partir de la réflectance dans le R et le PIR NDVI= (réflectance R-réflectance PIR)/(R+PIR) Indicateur de la densité du couvert végétal et de la quantité de biomasse verte 0<NDVI<0.3 sol nu ou labouré 0.3<NDVI<0.5 jeune replantation 0.5<NDVI<0.9 cannes récoltables The Normalized Difference Vegetation Index

Evolution temporelle du NDVI sur des parcelles de canne à sucre Évolution du NDVI de deux parcelles de canne à sucre à la Réunion

Cycle en jours mi- juin fin avril récolte à partir de fin juin Maximum NDVI généralement un mois avant le début de la récolte. Évolution du NDVI moyen parcellaire de repousses de canne à sucre Evolution logistique du NDVI d’une repousse

Carte d’hétérogénéité parcellaire

Variabilité inter-parcellaire (moyenne de NDVI) NDVI faible NDVI fort Caractérisation du niveau moyen de développement végétatif -segmentation par équipopulation « Où sont les 20% de parcelles qui ont le meilleur potentiel de rendement? » -segmentation linéaire (pas constant) « Quelle est la distribution spatiale du potentiel de mes parcelles? »

Variabilité intra-parcellaire (écart-type de NDVI) Faible hétérogénéité Forte hétérogénéité

Estimations de production

Relation entre le maximum de NDVI et le rendement en canne pour La Réunion et la Guadeloupe, cycle culturale 2002, 2003 et 2004 (Bégué, Communication personnelle, 2004 ; Pellegrino, 2003) Jusqu’en 2006,

120 parcelles géoréférencées Données de rendement réel archivées Nécessité de définir des zones géographiques homogènes afin de définir de meilleures corrélations En 2006,

En parallèle, élaboration d’une nouvelle méthodologie Calcul de la différence absolue ou en pourcentage de NDVI entre deux dates stratégiques Différence absolue de NDVI entre mai 2006 et mai 2007, zone Ouest

Suivi des coupes et des labours

Méthodologie du suivi des coupes et des labours Avant campagne Classification et regroupement en deux classes de la sole cannière (cultures, sol nu) Création d’un masque des sols nus En cours de campagne Masque des sols nus avant campagne Classification et regroupement en 3 classes (coupé, labouré, non coupé) Calcul de statistiques Taux d’avancement de la coupe=(Slab+Scoupée)/Sde l’échantillon étudié Attribution des classes Regroupement Signatures spectrales

Saint Pierre Suivi des coupes, 04 août 2006 Canne sur pied Coupée, paillis Labour

Résultats et utilisation du suivi des coupes Obtention des statistiques d’avancement de la coupe par balance Gestion de la coupe et de l’approvisionnement des usines Possibilités de réajustement des quotas par ré-estimations de la production Mise à jour du parcellaire cannier par détection facilitée Suivi des replantations

Suivi des coupes, Spot4, 04 août 2006 Cannes récoltées Parcelle en cours de coupe Cannes non récoltées Saint Pierre

Conclusion

Les produits cartographiques dérivés des images satellite Composition colorée (produit de base) Création et mise à jour du parcellaire (identification facilitée) Suivi des coupes, des labours et des replantations Variabilité spatiale (spatialisation des potentiels de production) Produits finis Produits en développement Conception d’un système d’information pour la visualisation et la diffusion des produits issus de la télédétection Estimation de production Indice de maturité (richesse en sucre)

Nord-Est (Sainte-Marie) BD parcellaire DAF BD Ortho 2003 (IGN) SPOT Image Le Centre National d’Études Spatiales La Maison de la Télédétection UMR TETIS Le Centre Technique Interprofessionnel de Suivi de la Canne à Sucre La Chambre d’Agriculture La Direction de l’Agriculture et de la Forêt Le Conseil Général Les Industriels du Sucre SBR et SR Les planteurs Kenya Sugar Research Foundation KERSEF La Compagnie Sucrière Sénégalaise La Compagnie Sucrière Vietnamienne Mauritius Sugar Industry Research Industry autres UMR … PARTENAIRES