QF003 – Essais au champ et drone multispectral

Exemple sur la ferme de Maurepas, Bézu-la-forêt

1. À propos de cet exercice

  • Niveau : débutant
  • Durée : 1 h 30 min
  • Logiciel SIG : QGIS 3
  • Dernière mise à jour : Janvier 2023
  • Auteur : Chloé Girka
  • Compétences :
    • Calculs sur raster
    • Symbologie
    • Étiquettes

2. Contexte

UniLaSalle Beauvais gère deux exploitations agricoles : la Ferme du Bois à Beauvais, et la Ferme de Maurepas, à Bézu-la-Forêt. Ces deux exploitations accueillent régulièrement des expérimentations.

Le 27 mai 2021, deux enseignants-chercheurs ont   survolé une parcelle de la ferme de Maurepas avec un drone   pour étudier le développement de la culture. Le drone employé est un drone multispectral. Il a photographié la parcelle avec des capteurs de bleu, vert, rouge et proche infrarouge (near infrared = NIR).

a. Signature spectrale

Les capteurs optiques mesurent principalement la lumière du soleil réfléchie par les objets qu’ils observent.

Une partie de la lumière incidente est absorbée. La partie qui est réfléchie peut être mesurée par un capteur optique (WUR, 2019)

La portion de lumière qui est réfléchie est appelée réflectance. La réflectance varie normalement entre 0 et 1 pour chaque longueur d’onde mesurée. Chaque objet sur Terre absorbe ou réfléchit plus ou moins la lumière à des longueurs spécifiques. C’est ce qu’on appelle la signature spectrale.

La végétation, via l’activité chlorophylienne intéragit particulièrement avec le proche infrarouge.

Exemples de signatures spectrales pour de l’eau, un sol sec, un sol humide et de la végétation (WUR, 2019).

b. Les indices de végétation

La signature spectrale des végétaux est liée à leur développement et à leur santé. Elle peut donc servir au suivi d’une culture. Pour effectuer ce suivi, on calcule des indices de végétation. Le plus connu d’entre eux est le NDVI.

NDVI – Normalized Difference Vegetation Index

3. Résultat attendu : création d’une carte

Votre travail consiste à réaliser deux carte sur une même page au format PDF afin d’illustrer le dispositif expérimental.

Exemple de résultat attendu.

4. Préparer son environnement de travail

Avant de commencer, il est important de préparer son environnement de travail, c’est-à-dire créer un dossier de travail où seront stockées vos données.

a. Téléchargement des données

Les données sont disponibles ici.

b. Lecture des métadonnées

La consultation des métadonnées est essentielle pour répondre à la problématique. Cela vous permettra de mieux connaitre les données à votre disposition.

Complétez le tableau Metadata.xlsx.

5. Étapes de travail

Le travail sera réalisé en deux étapes :

  • La carte du dispositif expérimental (carte 1),
  • La carte générale de l’exploitation agricole, qui permet de situer la zone d’étude (carte 2).
Étapes de travail.

Étape 1 : carte de détails (Carte 1)

a. Calcul du NDVI

b. Créer la carte


Étape 2 : carte de l’exploitation agricole (Carte 2)

a. Composer la carte de l’exploitation

b. Créer le thème de la carte globale


Étape 3 : mise en page

a. Présenter la carte de l’exploitation (Carte 2)

b. Présenter la carte de détails (Carte 1)

Et voilà ! Vous avez terminé cet exercice. Beau travail !

Bonus : personnaliser les symboles

QGIS a sa propre bibliothèque de symboles SVG. Toutefois, vous n’êtes pas limités à cette bibliothèque. Vous pouvez utiliser n’importe quel fichier SVG.

Insérez un fichier de votre choix.

Il existe des banques d’icônes SVG telles que  SVG Repo  et  FlatIcon . Vous pouvez également les personnaliser ou créer vos propres icônes avec des logiciels comme Inkscape.

Essayez de modifier la symbologie du corps de ferme, par exemple !

Bonus : fausses couleurs

Pour afficher les couleurs naturelles, ou « vraies couleurs », il faut faire correspondre les longueurs d’ondes mesurées aux longueurs d’ondes affichées.

  • Le canal qui mesure le rayonnement rouge affiché en rouge,
  • le canal qui mesure le rayonnement vert affiché en vert,
  • et le canal qui mesure le rayonnement bleu affiché en bleu.

Parfois, on choisit d’afficher une combinaison de bandes différente. Parmi les combinaisons de « fausses couleurs » les plus communes, on retrouve l’ »infrarouge fausses couleurs » (432). Celle-ci permet de mettre en évidence la végétation. On combine :

  • le canal de proche infrarouge (NIR) affiché en rouge,
  • le canal de rouge affiché en vert,
  • et le canal du vert affiché en bleu.

Vous pouvez tester cette combinaison de couleurs sur l’orthophoto multispectrale ou l’image satellite.

Aller plus loin

  • Les images Sentinel-2 sont disponibles gratuitement sur le portail  Copernicus Browser .
  • Les limites de toutes les communes de France sont disponibles sur  data.gouv.fr , qui les extrait chaque année d’OpenStreetMap.
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