L'Imagerie multispéctrale embarquée pour caractériser la croissance et l'état sanitaire du feuillage de la vigne

Abstract

Multispectral imaging systems are widely used in remote sensing and applied to viticulture context for the canopy characterization. Until now, this technique was scarcely used in proximal sensing to characterize vine canopy. Yet the results of field tests led in fixed position have revealed its capacity to estimate the leaf area. The aim of this project is to assess the opportunity to use multispectral imaging system as an embedded sensor for vine canopy characterization.

To this end, a multispectral camera acquiring visible and near-infrared images and a Greenseeker RT-100 device providing an NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), were installed on a track laying tractor. It was equipped with a centimetric GPS device for data georeferencing. Image acquisition was done outdoor (using natural sunlight) in the trellis plan. The experimental field was composed of three grape varieties (Pinot Noir, Chardonnay and Meunier) that were planted according to the latin square pattern. Several datasets were collected in 2013. Theycorresponded to different phenological stages of the vine, from the berry formation to a stage close to harvest date.

This work will present the advantage of imagery technique specifically on the characterization of vegetation in the grape area. We will present the evolution of the vegetation in this area and compared it to ones considered in the general trellis high. Three grapevine varieties and two different training systems were e considered in this experiment : Chablis pruned and Cordon (or Simple- Guyot) . Data analysis shown multispectral imaging is an accurate and versatile technique to characterise vine canopy especially with NDVI applications.

Keywords : Proximal sensing, embedded multispectral imaging system, canopy, berry area development, NDVI

Résumé

En Viticulture de Précision, l’imagerie multispectrale est largement utilisée en télédétection pour caractériser l’expression végétative des vignes et sa variabilité intra parcellaire. Des études menées en poste fixe au sol ont révélées la capacité de l’imagerie visible à estimer la surface foliaire de la vigne. L’étude proposée vise à étudier les potentialités de l’imagerie multispectrale (visible et proche-infrarouge) embarquée pour caractériser le feuillage de la vigne.

Ainsi, une caméra multispectrale, enregistrant des images visibles et proche infrarouges, et un Greenseeker RT-100 mesurant un indice normalized difference vegetation index (NDVI), ont été embarqués sur un chenillard. Ce dispositif expérimental a permis d’observer le développement du feuillage sur le plan de palissage, en lumière naturelle. La parcelle étudiée comporte trois cépages (Pinot Noir, Chardonnay et Meunier) plantés en carré latin. En 2013, plusieurs jeux de données géoréférencées ont été acquis. Différents stades phénologiques ont été observés de la formation des grappes à une date proche de la vendange.

L’étude vise à présenter la polyvalence de l’imagerie et notamment sa capacité à suivre la croissance de la végétation dans la zone des grappes, puis de la comparer à celle obtenue sur la hauteur totale de la haie foliaire (généralement considérée). Trois cépages sont étudiés ainsi que deux modes de conduite : celle de Chablis et celle du Cordon permanent (ou Guyot Simple). Par la suite, d’autres indices (NDVI, porosité, ...) seront étudiés pour montrer la polyvalence et la finesse de caractérisation du feuillage de la vigne de l’imagerie multispectrale embarquée.

Mots-clés : Proxidétection, Imagerie multispectrale embarquée, croissance foliaire, zone des grappes, NDVI