Imagerie En Évolution

La téléimagerie prend son essor comme outil de gestion culturale.

Imagerie En Évolution

La téléimagerie prend son essor comme outil de gestion culturale.

Une vue de la ferme à vol d’oiseau peut être la meilleure façon de cibler un profit dans l’économie actuelle. Cette perspective est disponible par téléimagerie—une source d’information aérienne en plein essor.

« La généralisation de l’imagerie pour aider à prendre de meilleures décisions agricoles a été lente, mais plusieurs voient maintenant la lumière, dit Lanny Faleide, président de Satshot—fournisseur depuis 20 ans de cartes d’application à taux variable par imagerie satellite. Par détection précoce et utilisation plus efficace des intrants, cette technologie peut protéger les rendements et réduire les coûts d’au moins 20 %. »

Lancement. Les progrès des caméras, capteurs et outils logiciels sont les technologies qui rendent l’imagerie plus utile, mais c’est la popularité des véhicules aériens sans pilote (drones) qui a retenu l’attention. Selon l’Institute of Electrical & Electronics Engineers, les agriculteurs ont acheté 45 000 drones en 2016—et ce nombre devrait augmenter quand la réglementation aura été rationalisée.

Dave Schmidt, agriculteur de Preston, Maryland, a été intrigué par les possibilités observées en guidant un drone de 1500 $ sur sa ferme de 325 hectares. « Nous avons vite repéré plusieurs problèmes, dont l’application inégale d’engrais avec un nouveau pulvérisateur de 36 mètres et le développements du stress dans le soja. L’un et l’autre suffisait à payer le drone en un rien de temps », dit-il.

Dave Brauer (à droite) et Wayne Milton étudient l’imagerie SLANTRANGE montrant les plantes individuelles et adventices.

Dave Brauer (à droite) et Wayne Milton étudient l’imagerie SLANTRANGE montrant les plantes individuelles et adventices.

L’an dernier, M. Schmidt a passé l’examen Part 107 de la FAA menant au certificat de télépilotage pour pouvoir agir légalement afin de corriger ce que la caméra révélait. Il a aussi lancé KNK Drone Services pour offrir ce service à ses voisins. « Je suis sûr que cette technologie rendra l’agriculture plus efficace et productive. C’est certainement un bon outil », dit-il.

La caméra couleur standard du quadrirotor de M. Schmidt capte les données RVB (Rouge/Vert/Bleu) de la lumière visible. Il utilise Drone Deploy, un logiciel de cartographie et de planification de vol, pour assembler les images des passages chevauchants en une carte qui est analysée pour déterminer l’indice de la végétation par différence normalisée (IVDN).

« La carte nous guide vers les zones problématiques. Cette approche de base est coûteuse, mais nous apprend beaucoup », ajoute M. Schmidt.

Apprendre plus. Pour approfondir l’imagerie, les utilisateurs peuvent choisir une caméra multispectrale ou un capteur pouvant recueillir non seulement les données RVB mais une ou plusieurs bandes de lumière proche infrarouge (NIR) réfléchie par le couvert végétal. L’oeil humain ne capte pas les longueurs d’onde de la lumière NIR mais les plantes réagissant au stress les reflètent plus vite et plus intensément que celles de la lumière visible.

Le logiciel d’analyse combine les relevés NIR avec ceux de la bande rouge pour calculer l’indice IVDN. Il s’agit d’une représentation plus précise des premiers stages du stress par sécheresse, maladie, infestation, carence nutritive et autres.

« Une caméra multispectrale coûtant de 3000 à 5000 $ peut fournir l’information pour développer des cartes d’application à taux variable. C’est probablement la meilleure utilisation de l’imagerie », dit John Nowatzki, spécialiste en machinerie agricole.

Les drones ont l’avantage de fournir une résolution de quelques centimètres, ce qui est important pour Dave Brauer, de Friend, Nebraska. « Nous pouvons vérifier la densité des plantes peu après l’émergence, ce qui nous aide à déterminer les taux d’application latérale d’azote. Et nous pouvons déceler l’emplacement des adventices et leur densité pour un désherbage ciblé », dit M. Brauer.

Par l’entremise de Nebraska Agricultural Data & Drones, M. Bauer fournit des services de dépistage au coût de 3 $ l’acre ou un ensemble saisonnier de cinq vols pour 12 $. La compagnie vend aussi pour environ 14 000 $ des systèmes avec drone, caméra multispectrale, logiciel et capteur breveté compensant l’éclairage variable.

Plus de technologie. Au Dakota du Nord, M. Nowatzki a comparé dix caméras sur sept drones différents à ailes fixes ou multirotors. En plus des caméras RVB et multispectrales, il a testé des caméras hyperspectrales plus évoluées, capables de recueillir des centaines de longueurs d’onde (voir le diagramme) et des caméras thermiques détectant des variations de chaleur d’aussi peu que 0,005 ºF.

Les caméras thermiques coûtent de 1000 à 10 000 $ et l’unité hyperspectrale, 40 000 $. M. Nowatzki a constaté que ce niveau de technologie peut diagnostiquer les maladies spécifiques et les espèces adventices et si elles résistent à l’herbicide. « Les caméras avancées sont probablement mieux adaptées aux drones à ailes fixes ou aux avions pilotés pouvant couvrir plus grand qu’un multirotor », dit-il.

La passion du pilotage a mené l’agriculteur Brian Sutton de Lowell, Indiana, à l’imagerie. « Il est facile de détecter les motifs d’un champ à vol d’oiseau et nous avons commencé à prendre des photos pour déterminer la cause. Cela nous a amené à la caméra multispectrale pour recueillir les données NIR et préparer des cartes IVDA, une version évoluée des cartes IVDN. Elles montraient les motifs de stress, mais en utilisant la caméra thermique, nous avons cru apprendre encore plus—ce que les autres ne montraient pas », dit M. Sutton.

Les drones donnent une vue rapide du champ mais la réglementation limite leur capacité.

Les drones donnent une vue rapide du champ mais la réglementation limite leur capacité.

Celui-ci explique que l’imagerie thermique utilise la chaleur émise par la plante et non réfléchie par elle. « Les plantes en santé transpirent plus et sont plus fraîches. Les feuilles des plantes stressées par compaction, maladie, insectes ou autres transpirent moins et sont plus chaudes. L’image thermique montre la différence. »

Il y a quatre ans, M. Sutton a lancé le service d’imagerie Air Scout qui engage une vingtaine de pilotes à travers le pays pour survoler les fermes 10 à 14 fois par saison. Il fournit une imagerie couleur IVDN et thermique dans les 24 heures de chaque vol pour un coût annuel de 8 à 10 $ l’acre.

« Nous trouvons continuellement de nouvelles utilisations, ajoute-t-il. Tôt le printemps, la carte montre l’humidité du sol et sert à préparer les cartes de semis à taux variable et multi-hybride. Elle nous dit quels hybrides sont les plus secs à la récolte et l’estimateur de rendement indique les positions optimales où effectuer les vérifications pour déterminer le rendement final précis »

Vue satellite. Les satellites peuvent être très hauts, mais grâce à l’application de Satshot et Farmshots, l’imagerie peut être livrée directement à la cabine du tracteur par le Centre des opérations John Deere. Les applications Sentera, Honeycomb et Precision Hawk le font pour l’imagerie par drone.

À un coût annuel de 0,50 à 0,75 $ l’acre, les satellites sont la source d’imagerie la plus économique et habituellement la plus rapide. Les limitations de basse résolution et couverture infréquente sont rapidement contrées par des satellites plus nombreux incorporant des caméras améliorées.

« L’imagerie satellite n’est plus la résolution de 30 mètres et l’intervalle de 16 jours qu’offre le système Landsat depuis 1997, dit M. Faleide. Nous l’utilisons encore, mais le choix est bien plus vaste. Nous pouvons obtenir une fréquence de 3 à 5 jours et une résolution de 5 à 10 mètres (ou mieux) pour produire des cartes à taux variable plus détaillées que ce que plusieurs équipements peuvent utiliser », dit-il.

L’imagerie satellite reçoit l’aide d’un projet déjà en cours de Planet Labs. « Nous lançons la plus grande constellation de satellites de tout temps, dit Lee Smith, directeur des ventes nord-américaines de Planet.

Ce système sera composé d’un groupe de 150 petits satellites ‘Dove’ de 5 kilos chacun photographiant chaque jour chaque pied carré de la terre à une précision de 3 à 5 mètres.

« Par une journée typique, 60 % de la surface de la terre est ennuagée, d’où l’importance des images quotidiennes », dit M. Smith.

« Ultimement, les satellites et les drones travailleront ensemble sur les fermes, ajoute Ignacio Ciampitti de l’université Kansas State. Une image satellite à résolution de 5 mètres peut fournir une alerte précoce des problèmes en développement et un drone à résolution plus élevée peut servir à diagnostiquer la cause », dit-il.

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