le Greenseeker

Fiche n° 36
IFV, vos références techniques
Novembre 2009
L’Institut Français de la Vigne et du Vin (IFV) expérimente depuis 1996 dans le projet Optidose, des techniques de
modulation des doses de produits phytosanitaires en fonction de la pression parasitaire (modélisation), de la
performance des pulvérisateurs, et de la surface foliaire totale (SFT) développée par la vigne. L’estimation de la
biomasse à protéger a débuté, au plan expérimental, par des échantillonnages longs et fastidieux, incompatibles
avec leur transfert vers la pratique. L’IFV travaille donc depuis quelques années sur des capteurs permettant de
caractériser l’expression végétative de la vigne, et capable de fournir une donnée d’entrée caractérisant la biomasse
dans le concept d’optimisation des doses
Le capteur Greenseeker vendu en France par la société Avidor HighTech mesure un indice de végétation : le NDVI
(Normalized Difference Vegetation Index).
RED =
NIR =
Réflectance dans le rouge
Réflectance dans le proche infrarouge
L’IFV s’est doté depuis la campagne 2008, d’une chaine d’acquisition complète permettant de caractériser la
biomasse au cep près simultanément sur plusieurs rangs. Les expérimentations menées visent à définir les
conditions d’utilisations de cet outil pour un éventuel transfert vers la pratique. Par ailleurs, l’objectif est d’étudier la
corrélation de cet indice NDVI à la SFT exprimée par le cep.
La chaîne d’outils
Antenne DGPS
Outre sa précision, la fréquence de restitution des données est le deuxième paramètre important du GPS ; cette
fréquence est mesurée en Hertz (Hz :1Hz = 1 mesure / seconde, ce qui représente 1 mesure tous les 28cm pour un
appareil roulant à 1 km/h, ou encore un point tous les 1.5m pour 5km/h).
Pour envisager la régulation de doses de produits phytosanitaires dans le cadre du programme de viticulture de
précision, l’IFV s’est doté d’une antenne DGPS fonctionnant à 10Hz. Cet outil nous a permis de déterminer que la
fréquence maximale utilisable de la chaine d’outil d’Avidor HighTech est de 5Hz, soit une mesure du NDVI
tous les 28 cm à la vitesse d’avancement moyenne de 5 Km/h.
Dans tous les travaux de mesure géo référencée, c’est le GPS qui fixe la fréquence d’enregistrement
de la donnée. Ainsi pour un capteur qui réalise une mesure à une fréquence élevée de 100Hz par
exemple avec un GPS cadencé à 1Hz, seule une mesure sur 100 sera enregistrée.
Le GreenSeeker est un capteur optique actif. Il émet de la lumière à deux longueurs
d’ondes (dans le rouge et dans le proche infrarouge). Un récepteur mesure la quantité de
lumière réfléchie par le végétal. L’appareil mesure alors les valeurs de réflectance. Les
conditions d’utilisation de ce capteur ont été définies : il faut positionner le capteur
perpendiculairement au plan de palissage de la végétation, à une distance comprise
entre 80 et 110 cm. La présence d’un panneau blanc en arrière plan de la végétation est
obligatoire pour renvoyer le signal en cas d’absence de feuillage. Sans ce retour
indiquant la valeur zéro, le capteur indique un signal d’erreur de mesure
-
Les capteurs
Capteur Greenseeker
Le boitier d’interface RT200
Les capteurs envoient les mesures à ce boitier d’interface par un système de
transmission de l’information en Bus CAN. Ce protocole de transmission d’information
permet de monter plusieurs cellules en série, travaillant chacune sur des rangs séparés.
Le boitier permet de gérer l’alimentation des capteurs, et il effectue les calculs de NDVI
moyen à partir des valeurs relevées à 100 Hz par les capteurs. L’ensemble des résultats
est envoyé par un cable série à la partie « enregistrement ». Pour éviter tout
dysfonctionnement sur ce boitier, il convient de l’isoler des vibrations.
RT200 (Interface Module)
Thème : Vignes et Terroirs
Le GPS (Global Positionning System) est un système de positionnement mondial. Il
permet à son utilisateur de connaitre sa position en temps réel avec une précision de
l’ordre de 5m pour des appareils coutant +/-200€ . Pour augmenter la précision du
positionnement, il faut opter pour un GPS différentiel (DGPS). Ce type de technologie,
plus onéreuse (+/- 4000€) offre une précision submétrique. La marge d’erreur, de l’ordre
du mètre, permet d’envisager un travail au cep près.
Rubrique : Viticulture de précision
-
GPS
Sujet : évaluation de la biomasse
Une chaine de traitement permettant
l’évaluation de la biomasse : le Greenseeker
Le Pocket PC
Ce matériel récupère l’ensemble des informations et les stocke en mémoire. Le Pocket
PC est équipé d’un logiciel (RT Commander) qui permet d’effectuer deux opérations : la
.
cartographie et sur certaines version de la chaine outil, la régulation de produits
phytosanitaires. Notre travail s’est concentré jusqu’à présent sur la partie cartographie.
La première version du pocket PC testée par l’IFV avait une carte avec 2 ports série
fragile qui permettait de récupérer les données GPS et Greenseeker. Il faut préférer le
Bluetooth (connexion sans fil) qui demeure moins cher et surtout plus fiable pour
l’enregistrement des informations récoltées.
Pour un maximum de précision (sans perte de points de mesure), l’IFV a établi qu’il est
préférable d’utiliser la mémoire interne du Pocket PC plutôt qu’une carte mémoire flash.
Pocket PC
Paramétrage du logiciel/matériel
Cet outil est issu des grandes cultures. Les
logiciels n’ont pas eu d’adaptation pour le milieu
viticole.
Les outils de paramétrages ne tiennent donc pas
compte des spécificités liés à cette pratique
culturale. Le paramétrage de ces outils n’est pas
des plus aisés.
On peut obtenir différents degrés de précision de
la mesure.
Schéma de montage de la chaine d’outils
Le traitement de l’information
Dans la suite logicielle vendue, il existe un logiciel (Desktop Mapper) de gestion agricole qui permet la visualisation
des données. Ce logiciel ne permet pas de réaliser de fines interpolations cartographiques.
L’IFV possède ArcView (ESRI) qui réalise ce genre de traitement et permet de croiser l’information Greenseeker
avec d’autres données géoréférencées (maladies, emprise parcellaire,…).
Premiers résultats
L’IFV a décidé d’utiliser le capteur Greenseeker pour évaluer la biomasse du vignoble. Grace à l’ensemble des
outils disponibles, l’IFV est capable de produire des cartes de NDVI. Ces cartes permettent de mettre en évidence
des zones où la végétation est plus faible et où les pieds sont donc moins vigoureux. Le Greenseeker est un très
bon instrument pour établir des comparaisons intra-parcellaire.
Les images aériennes (1) servent de support à la
consultation des données relevées par le Greenseeker (2)
puis l’IFV établit des zones de vigueur grâce à une
interpolation (3).
Les premiers résultats montrent que la mesure NDVI est
bien corrélée à la porosité du feuillage et donc de la
biomasse. Il faut tout de même préciser que sur les modes
de conduites utilisés en Bordelais le NDVI peut être
expliqué par la surface foliaire totale tant que cette
dernière n’est pas supérieure à 2,5m² de feuilles/m² de sol.
Traitement de l’information pour la génération de cartes
Perspectives
La campagne 2010 verra une augmentation de mesures afin de constituer une banque de données sur certaines
parcelles et une automatisation de la production de cartes de NDVI.
Afin de faciliter l’enregistrement des données, l’IFV a acheté une centrale d’acquisition qui remplacera une partie de
la chaine d’outils Greenseeker. Ce matériel devrait solutionner les problèmes logiciels et matériels trop capricieux.
L’IFV envisage aussi de comparer cette méthode de proxidétection avec d’autres alternatives dans le zonage
intraparcellaire. A l’avenir, ces cartes pourront être intégrées dans un système plus global contenant plusieurs
paramètres et ainsi réguler les doses d’intrants phytosanitaires, mais aussi les fumures, les opérations en cours de
campagne…
Christian DEBORD - [email protected] - Sylvain GUITTARD - [email protected]
Marc RAYNAL – [email protected] - IFV 33