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Imagerie hyperspectrale et inférence de la teneur en azote foliaire: approche par modelisation pour documenter les effets liés à l'architecture de la plante
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Edité par CCSD -
AGAP : équipe GE2pop
AGAP : équipe GE2pop
AGAP : équipe GE2pop.
Imaging coupled with visible and infrared spectroscopy provide us some data to represent the canopy under fieldconditions. This signal can be processed to infer some leaf biochemical content such as nitrogen [1]. Here our aimwas firstly, to precise how this calibration could be extended to numerous architectural contexts according inparticular to leaf angle and secondly, to clarify why the accuracy of this calibration is lower compared to anotherone's performed on isolated leaves.Using ADEL-wheat a 3d architectural model of wheat development [2], different scenes corresponding to wheatcanopies along plant cycle or related to leaf geometry shape have been modelled. These 3D scenes have beencoupled with Caribu which model lighting for virtual scenes [3] allowing to estimate in each point of the scene directand multiple reflectances.Multiple reflexions were reduced for upper leaves which received larger amount of light whereas they wereimportant for lower leaves decoupling the relationship between spectral data and leaf nitrogen content (LNC).Therefore the LNC of these leaves are slightly under-estimated (-0.4 points). The consequence of these results willbe discussed in the frame of the use of hyperspectral imaging development for field phenotyping.
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La spectroscopie visible et proche Infrarouge couplée à de l’imagerie (hyperspectrale) permet le traitementdu signal de réflectance à l’échelle d’un couvert végétal en plein champ. A partir de ce signal, un étalonnagepermettant d'inférer la teneur en azote folaire d'un couvert de blé a été développé [1]. Notre objectif était de i)préciser le domaine de validité de cet étalonnage notamment en prenant en compte l'impact de variationsarchitecturales (insertion des feuilles notamment) et ii) comprendre pourquoi les performances de l'étalonnageobtenu -au demeurant très correctes- restaient inférieures à celles obtenues sur feuilles ou plantes isolées. Nousavons modélisé différentes maquettes de couvert de blé (modèle architecturé ADEL [2]) correspondant à différentsstades phénologiques et architectures folaires. Ces maquettes ont été couplées avec un modèle de radiosité,CARIBU, estimant la quantité d’énergie d’une feuille reçue soit directement soit par ses voisines (reflectancesdirecte et multiples) [3]. Nous avons observé que les organes soumis à des expositions fortes (généralement situésdans la partie haute du couvert) présentaient peu de réflexions multiples et avaient une teneur en azote foliaireconforme à un attendu défini sur la base d'une feuille isolée. A l'inverse, les réflexions multiples étaient importantespour les pixels situés dans la partie basse du couvert générant un découplage entre signal spectral et contenubichimique et une sous estimation de la teneur en azote (-0.4 points). Ces résultats sont présentés dans différentscontextes architecturaux et leurs implications sont discutées dans le cadre du développement de la technologiehyperspectrale pour l’inférence de la teneur azote foliaire de couvert de blé.
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