Voir plus loin que le bout de son nez : La puissance des images NDVI au service de l'agriculture.
Dans cet article, nous allons explorer les bases du NDVI, comment interpréter les valeurs NDVI et les nombreuses façons dont les images NDVI peuvent être utilisées en agriculture pour optimiser les pratiques de gestion, réduire les coûts des intrants, stimuler la productivité et améliorer la santé des cultures.
Une agriculture plus intelligente grâce à l'imagerie satellite.
Le NDVI (Normalised Difference Vegetation Index) est une mesure de la "verdure" ou de la couverture végétale d'une zone donnée. Il est largement utilisé dans l'agriculture, la sylviculture et les études environnementales pour surveiller la santé et la croissance des plantes.
Les images NDVI sont générées par la technologie de télédétection satellitaire ou aérienne, qui utilise la réflexion de la lumière dans les bandes proche infrarouge (NIR) et rouge du spectre électromagnétique pour créer une image codée en couleur de la couverture végétale.
Trois étapes pour comprendre et utiliser les images NDVI
- Comprendre le calcul du NDVI : Le NDVI est calculé en comparant la réflectance de la lumière proche infrarouge (NIR) à la lumière rouge. Les valeurs du NDVI vont de -1 à 1, les valeurs proches de 1 indiquant une végétation saine et dense et les valeurs proches de -1 indiquant une végétation faible ou inexistante.
- Interpréter les valeurs NDVI : Pour interpréter les valeurs NDVI, il faut comprendre ce que la gamme de valeurs NDVI signifie pour la végétation. Des valeurs NDVI élevées (entre 0,6 et 1) indiquent une végétation saine, tandis que des valeurs NDVI faibles (entre -0,1 et 0,1) indiquent des terres stériles, de l'eau ou des nuages. Les valeurs comprises entre 0,1 et 0,6 indiquent une couverture végétale modérée.
- Utiliser des images NDVI : Les images NDVI peuvent être utilisées pour surveiller la santé de la végétation et les changements au fil du temps. Elles peuvent également servir à cartographier le couvert végétal et à identifier les zones où la végétation est stressée ou endommagée. Les images NDVI peuvent être créées à partir d'images satellites ou de capteurs au sol, et de nombreux logiciels permettent la visualisation et l'analyse des images NDVI.
Approfondissons l'imagerie satellitaire NDVI et ses applications.
Comment fonctionne le NDVI ?
Le NDVI exploite les différentes propriétés de réflectance de la végétation et d'autres types de couverture terrestre dans les bandes NIR et rouge du spectre électromagnétique. La chlorophylle, qui est le principal pigment responsable de la photosynthèse chez les plantes, absorbe la lumière dans les bandes bleue et rouge et la réfléchit dans la bande NIR. Les zones non végétalisées ou dénudées, en revanche, présentent des valeurs de réflectance plus faibles dans la bande NIR en raison de l'absence de chlorophylle. En soustrayant les valeurs de réflectance des bandes NIR et rouge et en divisant le résultat par leur somme, le NDVI peut mettre en évidence la couverture végétale d'une zone et la distinguer d'autres types de couverture terrestre. La formule du NDVI est la suivante :
NDVI = (NIR - Rouge) / (NIR + Rouge)
Dans cette formule, NIR et Red sont les valeurs de réflectance des bandes proche infrarouge et rouge, respectivement. L'interprétation des valeurs NDVI peut s'avérer difficile sans une compréhension de base de ce qu'elles représentent. Les valeurs NDVI vont de -1 à 1, les valeurs proches de 1 indiquant une végétation dense et saine, et les valeurs proches de -1 indiquant une végétation clairsemée ou malsaine. Voici quelques lignes directrices générales pour l'interprétation des valeurs NDVI :
- Valeurs NDVI inférieures à 0 : elles indiquent la présence d'eau ou d'autres éléments non végétalisés.
- Valeurs NDVI comprises entre 0 et 0,3 : elles indiquent des zones stériles avec peu ou pas de couverture végétale.
- Valeurs NDVI comprises entre 0,3 et 0,6 : elles indiquent des zones où la couverture végétale est clairsemée.
- Les valeurs NDVI sont comprises entre 0,6 et 0,9 : Ces valeurs indiquent des zones où la couverture végétale est dense et saine.
- Valeurs NDVI supérieures à 0,9 : Ces valeurs indiquent des zones où la couverture végétale est très dense, comme les forêts tropicales.
Les valeurs NDVI peuvent également être classées en différentes catégories, telles qu'une couverture végétale faible, modérée ou élevée, sur la base de seuils prédéfinis. Il est important de noter qu'il s'agit de lignes directrices générales et que l'interprétation des valeurs NDVI peut être plus complexe en fonction de facteurs tels que le type de sol, le climat et le type de culture. En outre, les valeurs NDVI doivent être utilisées en combinaison avec d'autres sources de données et pratiques de gestion pour prendre des décisions éclairées sur la santé et la productivité des cultures.
Les images NDVI sont générées par le traitement des valeurs de réflectance des bandes NIR et rouge des images satellitaires ou aériennes à l'aide de logiciels ou d'algorithmes spécialisés. Les valeurs NDVI obtenues sont ensuite mises en correspondance avec une échelle de couleurs, allant généralement du rouge (valeurs NDVI faibles) au vert (valeurs NDVI élevées), afin de créer une représentation visuelle de la couverture végétale d'une zone. Les images NDVI peuvent être générées à différentes résolutions spatiales et temporelles, en fonction du type et de la qualité des données de télédétection et de l'objectif de l'analyse.
Pourquoi les images NDVI sont-elles utiles en agriculture ?
Les images NDVI fournissent des informations précieuses sur la santé et la vigueur de la végétation. Les producteurs agricoles, les chercheurs et les agronomes peuvent utiliser les images NDVI pour surveiller la santé des cultures et identifier les zones qui peuvent nécessiter une attention supplémentaire, comme l'irrigation ou l'apport d'engrais. Les images NDVI peuvent également aider à identifier les zones de stress des cultures causées par les ravageurs, les maladies ou la sécheresse. En outre, les images NDVI peuvent aider les agriculteurs à prendre des décisions plus éclairées en matière de plantation et de récolte, car ils peuvent voir quelles zones de leurs champs sont plus performantes que d'autres. Voyons quelques exemples pratiques de la manière dont l'imagerie NDVI peut aider les professionnels de l'agriculture :
Passer d'une agriculture réactive à une agriculture proactive.
Les images NDVI peuvent aider les agriculteurs à passer de de réactif à proactif en leur fournissant des informations précieuses sur la santé et la vigueur de leurs cultures, ce qui leur permet de prendre des mesures correctives avant que les problèmes ne deviennent trop graves. Traditionnellement, les agriculteurs s'appuient sur des inspections visuelles ou des échantillonnages manuels pour contrôler la santé de leurs cultures. Toutefois, ces méthodes sont souvent réactives, car elles reposent sur l'identification des problèmes par l'agriculteur une fois qu'ils se sont déjà produits. Cela peut entraîner une baisse des rendements et des bénéfices.
En revanche, les images NDVI permettent aux agriculteurs d'adopter une approche plus proactive de la gestion des cultures. En surveillant régulièrement leurs cultures à l'aide d'images NDVI, ils peuvent identifier les problèmes potentiels avant qu'ils ne s'aggravent. Par exemple, si une image NDVI montre que certaines zones d'un champ ont des valeurs NDVI plus faibles que d'autres, l'agriculteur peut prendre des mesures immédiates pour résoudre le problème, par exemple en ajustant l'irrigation ou en appliquant des engrais.
En utilisant les images NDVI pour surveiller la santé des cultures, les agriculteurs peuvent également prendre des décisions plus éclairées sur le moment de planter et de récolter leurs cultures. Ils peuvent utiliser les images NDVI pour identifier les zones du champ qui sont plus performantes que d'autres, et adapter leurs calendriers de plantation et de récolte en conséquence.
Dans l'ensemble, les images NDVI permettent aux agriculteurs d'adopter une approche proactive de la gestion des cultures, ce qui peut se traduire par des rendements plus élevés, une réduction des coûts et une augmentation des bénéfices.
Atténuer les dommages causés par les ravageurs, les maladies ou les courants d'air.
Les images NDVI peuvent contribuer à atténuer le stress des cultures causé par les parasites, les maladies ou la sécheresse en permettant aux agriculteurs d'identifier et de traiter les problèmes à un stade précoce, avant qu'ils n'aient une chance d'avoir un impact négatif sur le rendement.Les parasites, les maladies et la sécheresse sont des défis majeurs pour les agriculteurs, car ils peuvent causer des dommages significatifs aux cultures et réduire les rendements. Cependant, les images NDVI peuvent fournir des signes d'alerte précoce de ces problèmes, permettant aux agriculteurs de prendre des mesures avant qu'ils ne deviennent trop graves.
Par exemple, si une image NDVI montre que certaines zones d'un champ ont des valeurs NDVI plus faibles que d'autres, il peut s'agir d'un signe précoce d'infestation par des parasites ou des maladies. De même, si une image NDVI montre que certaines zones d'un champ ont des valeurs NDVI plus faibles que d'autres, cela peut être un signe précoce de stress dû à la sécheresse. En identifiant rapidement ces zones, les agriculteurs peuvent prendre des mesures pour résoudre le problème, par exemple en ajustant l'irrigation ou en appliquant des techniques de conservation de l'eau.
Dans l'ensemble, les images NDVI peuvent aider les agriculteurs à atténuer le stress causé par les ravageurs, les maladies ou la sécheresse en leur permettant d'identifier les problèmes à un stade précoce, avant qu'ils n'aient une chance d'avoir un impact significatif sur le rendement. Cela peut conduire à des rendements plus élevés, à une réduction des coûts et à une augmentation des bénéfices.
Gagner du temps, de l'argent et des ressources.
Les images NDVI peuvent aider les cultivateurs, les chercheurs agricoles et les agronomes à gagner du temps, de l'argent et d'autres ressources de plusieurs façons :
- Des intrants ciblés : En utilisant les images NDVI pour identifier les zones d'un champ qui nécessitent une attention particulière, comme les engrais ou les pesticides, les agriculteurs peuvent appliquer ces intrants avec plus de précision et éviter de les gaspiller dans des zones qui n'en ont pas besoin. Cela permet d'économiser de l'argent sur les intrants et de réduire l'impact sur l'environnement.
- Détection précoce des problèmes : Les images NDVI permettent d'identifier les problèmes à un stade précoce, avant qu'ils n'aient une incidence significative sur le rendement. Les agriculteurs peuvent ainsi prendre rapidement des mesures correctives, ce qui leur permet de gagner du temps et de réduire les coûts liés à la perte de rendement.
- Réduction du temps de dépistage : Les méthodes traditionnelles de repérage exigent que les agriculteurs parcourent leurs champs et inspectent visuellement les cultures à la recherche de problèmes. Les images NDVI peuvent contribuer à réduire le temps de repérage en identifiant rapidement et efficacement les zones à problèmes.
- Amélioration de la prise de décision : Les images NDVI fournissent des informations précieuses sur la santé des cultures et peuvent aider les agriculteurs à prendre des décisions plus éclairées sur la plantation, l'irrigation et le calendrier des récoltes. Cela peut conduire à de meilleurs rendements, à une réduction des coûts et à une augmentation des bénéfices.
- Une meilleure gestion des ressources : En utilisant les images NDVI pour identifier les zones d'un champ qui nécessitent plus ou moins d'eau ou de nutriments, les agriculteurs peuvent mieux gérer leurs ressources et éviter de sur-appliquer ou de sous-appliquer des intrants. Cela peut conduire à une utilisation plus efficace des ressources et à une réduction des coûts.
Dans l'ensemble, les images NDVI peuvent aider les agriculteurs, les chercheurs agricoles et les agronomes à gagner du temps, de l'argent et d'autres ressources en fournissant des informations précieuses sur la santé des cultures et en permettant des pratiques de gestion plus précises et plus efficaces.
Comment les images NDVI s'intègrent-elles dans l'agriculture de précision ?
L'imagerie NDVI joue un rôle essentiel dans l'agriculture de précision en permettant aux agriculteurs de surveiller la santé et la croissance des cultures en temps réel et de prendre des décisions plus éclairées sur l'utilisation des ressources.
L'agriculture de précision implique l'utilisation de technologies telles que les capteurs, le GPS et les outils de cartographie, afin d'optimiser les rendements des cultures tout en minimisant l'utilisation d'intrants. L'imagerie NDVI est un outil important pour l'agriculture de précision, car elle fournit des informations précieuses sur la santé et la croissance des cultures, ce qui permet aux agriculteurs d'adapter leurs pratiques de gestion en conséquence. Par exemple, l'imagerie NDVI peut être utilisée pour identifier les zones d'un champ qui nécessitent une attention particulière, comme l'irrigation, la fertilisation ou la lutte contre les parasites. En appliquant ces intrants avec plus de précision, les agriculteurs peuvent éviter de gaspiller des ressources et optimiser le rendement des cultures.
L'imagerie NDVI peut également être utilisée pour surveiller les effets des pratiques de gestion, telles que les différents régimes d'irrigation ou de fertilisation, sur la santé et la croissance des cultures. Cela peut aider les agriculteurs à identifier les pratiques de gestion les plus efficaces pour leurs cultures et à optimiser l'utilisation de leurs ressources.
En outre, l'imagerie NDVI peut être utilisée pour créer des cartes de prescription, qui sont des cartes personnalisées indiquant les zones d'un champ qui nécessitent différents niveaux d'intrants, tels que l'eau ou l'engrais. Ces cartes de prescription peuvent être utilisées pour guider les équipements d'application de précision, tels que l'irrigation à taux variable ou les applicateurs d'engrais, afin d'appliquer les intrants avec plus de précision et d'efficacité.
En résumé, l'imagerie NDVI joue un rôle essentiel dans l'agriculture de précision en permettant aux agriculteurs de prendre des décisions plus éclairées sur l'utilisation des ressources, d'optimiser le rendement des cultures et de réduire l'impact sur l'environnement.
Comment l'imagerie NDVI favorise-t-elle l'agriculture durable ?
Agriculture durable est d'une importance vitale pour la santé et le bien-être à long terme de l'environnement et de la société. En adoptant des pratiques agricoles durables, les agriculteurs et autres professionnels de l'agriculture peuvent assurer la viabilité de leurs exploitations, protéger les ressources naturelles et contribuer à un système alimentaire plus résistant et plus durable pour les générations futures. L'imagerie NDVI peut contribuer à la durabilité de l'agriculture en favorisant une utilisation plus efficace des ressources et en réduisant l'impact sur l'environnement.
L'imagerie NDVI favorise des pratiques agricoles plus durables en permettant aux agriculteurs d'identifier les zones d'un champ qui nécessitent une attention particulière, comme l'irrigation, la fertilisation ou la lutte contre les parasites. En appliquant ces intrants avec plus de précision, les agriculteurs peuvent éviter de gaspiller des ressources et réduire leur impact sur l'environnement. L'imagerie NDVI peut également aider les agriculteurs à optimiser le rendement des cultures tout en réduisant l'utilisation des ressources. Par exemple, en utilisant l'imagerie NDVI pour identifier les zones d'un champ qui sont plus performantes que d'autres, les agriculteurs peuvent ajuster leurs pratiques de gestion pour optimiser le rendement dans ces zones tout en réduisant l'utilisation d'intrants dans les zones qui ne sont pas aussi performantes. Cela peut conduire à une utilisation plus efficace des ressources et à une réduction de l'impact sur l'environnement.
L'imagerie NDVI peut contribuer à promouvoir la durabilité dans l'agriculture en permettant aux agriculteurs de prendre des décisions plus éclairées sur l'utilisation des ressources, en optimisant le rendement des cultures tout en réduisant l'impact sur l'environnement, et en identifiant les zones du champ qui nécessitent une attention supplémentaire pour prévenir la perte de nutriments et l'érosion du sol.
Outre l'IMDN, quelles sont les autres images satellitaires disponibles ?
Plusieurs types d'images satellite sont disponibles pour aider les agriculteurs à surveiller la santé de leurs cultures et à prendre des décisions plus éclairées sur les pratiques de gestion. Examinons deux des images les plus populaires :
- Différence normalisée du bord rouge (NDRE): Le NDRE est un indice utilisé pour mesurer la teneur en chlorophylle des plantes, qui est liée à la santé et à la croissance des plantes. Le NDRE est particulièrement utile pour surveiller les cultures sensibles à l'azote et au stress hydrique. Il est calculé à partir de la bande rouge et de la bande proche infrarouge de l'imagerie satellitaire.
- Indice d'humidité différentielle normalisé (NDMI): Le NDMI est un indice utilisé pour mesurer la teneur en eau de la végétation et du sol. Il est particulièrement utile pour surveiller le stress hydrique des cultures et peut aider les agriculteurs à prendre des décisions plus éclairées en matière d'irrigation et de gestion de l'eau. L'indice NDMI est calculé à partir de la bande infrarouge proche et de la bande infrarouge courte de l'imagerie satellite.
Voici ce qu'il faut savoir sur la fonction satellite de Farm21
Farm21 propose aux agriculteurs, aux entreprises agroalimentaires et aux chercheurs des services de surveillance des cultures par satellite :
- Imagerie satellite à haute résolution : Farm21 utilise des images satellite à haute résolution pour surveiller la santé et la croissance des cultures tout au long de la saison de croissance. Ces images permettent d'identifier les zones du champ qui nécessitent une attention particulière, comme l'irrigation, la fertilisation ou la lutte contre les parasites.
- Analyse NDVI : Farm21 utilise l'analyse NDVI pour mesurer la santé et la vigueur des cultures. Cette analyse permet aux agriculteurs d'identifier les zones du champ qui sont plus performantes que d'autres et d'adapter leurs pratiques de gestion en conséquence.
- Surveillance en temps réel : L'offre satellitaire de Farm21 permet un suivi en temps réel des cultures, ce qui permet aux agriculteurs d'identifier et de traiter rapidement les problèmes dès qu'ils se présentent.
- Rapports personnalisés : Farm21 fournit des rapports personnalisés aux agriculteurs, aux entreprises agroalimentaires et aux agences gouvernementales, offrant des informations précieuses sur la santé et la croissance des cultures. Ces rapports peuvent être utilisés pour prendre des décisions plus éclairées en matière de plantation, d'irrigation, de fertilisation et de lutte contre les parasites.
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Qui peut en bénéficier ?
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En conclusion, les images NDVI constituent un outil puissant pour les agriculteurs, les chercheurs et les agronomes pour surveiller la santé des cultures et améliorer les pratiques agricoles.
En comprenant les bases de l'imagerie NDVI et ses applications, les agriculteurs et les chercheurs peuvent exploiter son potentiel pour favoriser une agriculture durable et productive pour les années à venir.
