Une parcelle agricole n’existe pas sur l’image, seulement dans les registres. Ses limites tiennent à un contrat de fermage ou à une décision d’assolement, et une même surface se divise ou se réunit d’une année à l’autre sans qu’aucune borne ne bouge.
Cet article expose ces difficultés. Il prolonge l’article consacré à la déforestation.
Les usages qui structurent le domaine
Six applications agricoles se rencontrent en imagerie satellite.
Le contrôle des déclarations de surface déposées par les exploitants.
L’identification de la culture effectivement présente sur chaque parcelle.
Le suivi de l’état des cultures tout au long de la saison.
L’estimation des rendements attendus avant la récolte.
La détection des sols nus ainsi que des couverts intermédiaires.
Et la vérification des pratiques agroenvironnementales qui ont été déclarées.
Une conséquence pratique importante en découle. Le premier usage impose une exactitude de contour bien supérieure aux autres, une surface déclarée servant de base à un versement, ce qui déplace l’exigence de la reconnaissance vers la géométrie.
Ce que la limite de parcelle recouvre
Cinq situations rendent le découpage ambigu en imagerie satellite.
Deux cultures différentes présentes dans une même parcelle déclarée.
Une seule et même culture répartie sur plusieurs parcelles contiguës.
Une bordure enherbée appartenant ou non à la surface réellement exploitée.
Un chemin d’exploitation traversant un ensemble par ailleurs homogène.
Et une limite parfaitement invisible entre deux exploitants voisins.
Une observation importante en découle pour un projet d’imagerie satellite. La dernière situation ne se résout par aucune observation, deux parcelles cultivées à l’identique par des exploitants différents étant indiscernables, ce qui rend le registre indispensable plutôt que simplement utile.
Ce que l’identification d’une culture suppose
Cinq éléments orientent la reconnaissance en imagerie satellite.
La date d’apparition du couvert végétal au printemps.
Le rythme de croissance observé au fil des semaines.
La date de récolte, de loin la plus discriminante des cinq.
La texture du couvert, propre à chaque espèce.
Et la couleur, de loin la moins fiable des cinq.
Une conséquence pratique s’ensuit. Le troisième élément explique pourquoi une image unique ne suffit presque jamais, deux céréales se ressemblant entièrement en pleine végétation et ne se distinguant nettement que par leur calendrier de récolte.
Ce que les indices apportent
Quatre usages découlent d’un indice calculé sur les bandes spectrales.
Estimer la vigueur du couvert sans aucune annotation visuelle.
Suivre l’évolution d’une même parcelle sur toute une saison.
Comparer plusieurs parcelles entre elles à date identique.
Et repérer une anomalie sans rien savoir de ce qui la cause.
Une observation en découle. Le dernier usage marque la limite de ces indices, une valeur basse signalant un problème sans en désigner la nature, ce qui laisse entière la question que l’annotation doit trancher.
Ce que la série temporelle impose
Quatre contraintes accompagnent un suivi sur toute une saison.
Le nombre d’acquisitions disponibles détermine ce qui reste identifiable.
Les trous dus aux nuages viennent briser la continuité du signal.
Le calendrier cultural varie selon les régions comme selon les années.
Et la comparaison entre deux années suppose des dates correctement alignées.
Une conséquence pratique importante en découle pour un projet d’imagerie satellite. La deuxième contrainte se gère mieux à l’acquisition qu’au traitement, une série interrompue au moment de la récolte perdant précisément l’information la plus discriminante pour identifier la culture.
Ce que la référence exige ici
Quatre sources établissent une vérité de terrain agricole en imagerie satellite.
Les déclarations de surface déposées par les exploitants.
Les relevés de terrain conduits sur un échantillon de parcelles.
Les enregistrements de pratiques culturales tenus par les exploitations.
Et l’interprétation conduite par un technicien agricole.
Une observation importante en découle. La première source est complète et déclarative, ce qui la rend excellente pour l’entraînement et discutable pour évaluer un contrôle, précisément parce que l’écart entre déclaration et réalité constitue l’objet du contrôle.
Ce que le déséquilibre des cultures impose
Quatre effets d’imagerie satellite accompagnent une répartition très inégale des espèces.
Trois ou quatre cultures couvrent à elles seules l’essentiel d’un territoire donné.
Les espèces minoritaires apparaissent très peu dans un échantillon aléatoire.
Une exactitude globale se laisse entièrement porter par les cultures dominantes.
Et l’enrichissement du corpus doit cibler explicitement les espèces rares.
Une observation importante en découle pour un projet d’imagerie satellite. Le troisième effet trompe systématiquement, un système identifiant correctement le blé et le maïs affichant un score élevé tout en échouant sur les cultures spécialisées, qui sont souvent celles dont le contrôle importe le plus.
Ce que la mesure doit refléter
Cinq indicateurs décrivent la performance d’un tel système d’imagerie satellite.
L’exactitude de la culture identifiée, systématiquement ventilée par espèce.
La justesse des surfaces calculées, systématiquement rapportée aux déclarations.
La performance obtenue sur les cultures minoritaires du territoire.
La date à partir de laquelle l’identification devient réellement fiable.
Et le comportement observé lors d’une année climatique atypique.
Une conséquence pratique importante en découle. Le quatrième indicateur intéresse davantage l’usage que la performance finale, une identification exacte en octobre valant moins qu’une identification approchée en juin pour qui doit décider avant la récolte.
Aborder un projet agricole
Cinq questions cadrent un tel projet d’imagerie satellite.
Les limites de parcelles viennent-elles d’un registre. Sinon elles sont invisibles.
Combien d’acquisitions couvrent la saison. Le calendrier discrimine.
Quelle exactitude de surface est attendue. Un paiement change tout.
Les cultures minoritaires comptent-elles. Elles se perdent dans la moyenne.
Et à quelle date le résultat est-il attendu. Cela borne ce qui est possible.
Ces cinq réponses déterminent la faisabilité du projet. Les poser avant le début de la campagne évite un résultat parfaitement exact mais livré trop tard pour servir.
Ce que ce chapitre enseigne
Une observation transversale mérite de clore cet examen.
Une parcelle est une entité administrative que l’image ne montre pas.
Trois constats la composent.
Deux parcelles cultivées à l’identique par des exploitants différents sont indiscernables.
Le calendrier discrimine les cultures mieux que l’apparence à une date donnée.
Et un indice signale une anomalie sans jamais en désigner la cause.
Ce constat prolonge le chapitre précédent, un milieu géré par l’homme dépendant de décisions que l’image ne contient pas.
Les erreurs les plus fréquentes
- Chercher les limites de parcelles sur l’image plutôt que dans un registre.
- Identifier une culture sur une acquisition unique.
- Évaluer un contrôle de déclaration à partir des déclarations elles-mêmes.
- Négliger la période de récolte dans la planification des acquisitions.
- Confondre un indice bas avec un diagnostic.
- Mesurer une exactitude globale malgré des cultures très minoritaires.
- Comparer deux années sans aligner les dates sur le calendrier cultural.
- Ignorer les bordures enherbées dans le calcul des surfaces.
- Livrer une identification après la date où elle servait.
- Supposer un calendrier cultural identique d’une région à l’autre.
Ce que le calendrier régional impose
Cinq facteurs décalent les dates d’une région à l’autre en imagerie satellite.
La latitude, qui avance ou retarde sensiblement le démarrage végétatif.
L’altitude, qui produit des écarts marqués sur de courtes distances.
La variété semée, précoce ou bien tardive selon le choix de l’exploitant.
La météorologie de l’année, qui décale l’ensemble du cycle.
Et la pratique locale retenue, semis d’automne ou bien de printemps.
Une conséquence pratique importante en découle. Ces cinq facteurs interdisent de transposer un modèle d’un territoire à un autre, un système entraîné sur une région produisant des identifications fausses ailleurs faute de reconnaître le décalage des dates, ce qui rend la couverture géographique bien plus déterminante ici que sur la plupart des autres sujets traités.
Ce que l’annotation doit produire
Cinq formes d’annotation se rencontrent en imagerie satellite selon l’usage visé.
Un contour de parcelle, le plus souvent repris d’un registre existant.
Une classe de culture attribuée à chacune des parcelles.
Un masque de sol nu ou de couvert végétal selon la date.
Une délimitation des zones intraparcellaires hétérogènes.
Et un signalement d’anomalie sans aucune qualification de sa cause.
Une observation importante en découle pour un projet d’imagerie satellite. La quatrième forme intéresse l’exploitant bien plus que les autres, une hétérogénéité constatée à l’intérieur d’une parcelle désignant un problème localisé à traiter, alors que les quatre autres servent surtout des besoins administratifs ou statistiques.
Ce que la rotation des cultures change
Quatre effets d’imagerie satellite accompagnent un assolement qui varie chaque année.
Une même parcelle porte une culture entièrement différente d’une saison à l’autre.
Un corpus vieillit sans qu’aucune erreur n’ait été commise.
Les enchaînements les plus probables aident à écarter certaines hypothèses.
Et une annotation ancienne ne se réemploie jamais telle quelle.
Une conséquence pratique importante en découle pour un projet d’imagerie satellite. Le deuxième effet distingue nettement ce domaine, un corpus de bâtiments restant valable des années alors qu’un corpus de cultures décrit une seule campagne, ce qui impose une reconstitution annuelle que le budget initial prévoit rarement.
Trois décisions avant de produire
Trois décisions engagent un projet agricole en imagerie satellite.
Obtenir le registre parcellaire, sans lequel les limites restent invisibles.
Planifier les acquisitions autour de la récolte, moment le plus discriminant.
Et fixer la date à laquelle le résultat doit être livré pour servir.
Ces trois décisions coûtent une réunion, elles précèdent le début de la campagne, et leur absence produit un résultat parfaitement exact mais livré trop tard pour servir.
Ce que le corpus doit couvrir ici
Cinq axes structurent un dataset agricole constitué en imagerie satellite.
Les régions traitées, dont les calendriers culturaux diffèrent nettement.
Les campagnes successives, dont les conditions varient fortement.
Les cultures minoritaires, absentes d’un échantillon aléatoire.
Les parcelles hétérogènes, plus délicates que les couverts uniformes.
Et les dates couvertes dans la saison, depuis le semis jusqu’à la récolte.
Une observation importante en découle. Le deuxième axe est le seul qu’aucun budget ne compresse, une campagne agricole durant une année entière, ce qui fait qu’un corpus couvrant trois années suppose trois ans de collecte quel que soit l’effort consenti.
La question qui cadre le projet
Une question détermine le dispositif nécessaire en imagerie satellite.
Le résultat sert-il à contrôler ou à conseiller.
Un contrôle, vérification de déclarations ou de pratiques, exige une géométrie exacte, une référence indépendante des déclarations et une traçabilité de la décision.
Un conseil, suivi d’état ou repérage de zones à traiter, exige une fréquence élevée, une livraison rapide et tolère une géométrie approchée.
Cette question relève de l’usage et non de la technique, elle se pose avant la campagne, et elle sépare deux projets dont ni le rythme ni l’exigence géométrique n’ont de commune mesure.
Trois vérifications sur un corpus agricole
Trois contrôles qualifient un dataset agricole en imagerie satellite.
La disponibilité effective d’un registre parcellaire pour délimiter les surfaces.
Le nombre d’acquisitions couvrant la saison, tout particulièrement autour de la récolte.
Et la présence effective de cultures minoritaires parmi les exemples annotés.
Ces trois contrôles se posent en une seule question chacun, ils ne demandent aucune compétence agronomique particulière, et leur absence indique un corpus dont l’exactitude annoncée reflète surtout les deux ou trois cultures dominantes du territoire.
Ce que le prestataire apporte ici
Quatre apports distinguent une prestation agricole menée sur de l’imagerie satellite.
Un raisonnement conduit sur la série temporelle entière plutôt que sur une image.
Une couverture délibérée des cultures les plus minoritaires du territoire.
Un calendrier de livraison aligné sur la date à laquelle le résultat sert encore.
Et des annotateurs connaissant précisément les calendriers culturaux de la région traitée.
Une conséquence pratique importante en découle. Le troisième apport pèse plus qu’on ne l’imagine sur ce sujet, une livraison tardive annulant entièrement la valeur d’un travail par ailleurs exact, ce qui fait du calendrier de livraison un engagement contractuel plutôt qu’une simple indication.
Ce que ce chapitre laisse au suivant
Un indice se calcule sur des bandes que l’oeil ne perçoit pas.
Trois questions restent ouvertes en imagerie satellite.
Ce que les bandes situées hors du spectre visible apportent réellement.
Comment annoter une donnée que l’annotateur ne peut tout simplement pas voir.
Et quelles compositions colorées rendent finalement ces bandes exploitables.
Ces trois questions relèvent de l’imagerie multispectrale, qui constitue l’objet du chapitre suivant.
Ce que la cadence de ce travail suppose
Quatre facteurs déterminent le temps passé par parcelle en imagerie satellite.
La disponibilité ou non d’un contour déjà issu d’un registre.
Le nombre de dates à consulter avant d’identifier la culture.
La diversité des cultures réellement présentes sur le territoire.
Et l’exigence ou non d’une délimitation à l’intérieur des parcelles.
Une conséquence pratique importante en découle. Le premier facteur produit l’écart le plus large, un contour déjà fourni ramenant le travail à la seule attribution d’une classe alors qu’un contour à tracer multiplie le temps par plusieurs, ce qui rend l’accès au registre parcellaire déterminant pour le coût autant que pour la justesse.
Ce que l’annotateur doit savoir ici
Cinq connaissances conditionnent un travail correct sur ce sujet.
Le calendrier cultural propre à la région effectivement traitée.
L’aspect d’un sol nu, celui d’un couvert intermédiaire et celui d’une culture levée.
Les confusions les plus courantes entre espèces au même stade.
La lecture d’une série complète d’images plutôt que d’une vue isolée.
Et la règle de traitement appliquée aux parcelles hétérogènes.
Une observation importante en découle pour un projet d’imagerie satellite. La quatrième connaissance change la nature du travail, un annotateur devant comparer plusieurs dates avant de trancher plutôt que de décider sur ce qu’il voit, ce qui suppose une interface adaptée et une formation que les projets à image unique n’exigent pas.
Ce que le format de livraison exige ici
Quatre choix conditionnent la reprise du résultat par le client.
Le rattachement à l’identifiant de parcelle issu du registre employé.
La campagne précise à laquelle se rapporte chaque attribution de culture.
Les dates d’acquisition ayant effectivement servi à établir l’identification.
Et une indication de confiance portant sur les parcelles douteuses.
Une conséquence pratique importante en découle pour un projet d’imagerie satellite. Le deuxième choix évite une confusion coûteuse, une couche de cultures non datée devenant inutilisable dès la campagne suivante, alors que la même couche accompagnée de son millésime conserve sa valeur dans une série pluriannuelle.
Ce que la pré-annotation permet ici
Trois usages allègent sensiblement le travail sur ce sujet.
Une proposition de culture fondée sur le profil temporel complet de la parcelle.
Un tri des parcelles selon le degré de certitude de cette proposition.
Et un signalement des parcelles dont le profil sort nettement de l’ordinaire.
Deux réserves l’accompagnent en imagerie satellite.
Une proposition fondée sur une année ordinaire échoue régulièrement sur une année atypique.
Et le tri par certitude écarte précisément les parcelles qui méritaient le plus un examen.
Ce que le premier lot doit établir
Quatre résultats justifient un lot d’essai avant la campagne.
La date à partir de laquelle les cultures deviennent réellement séparables sur ce territoire.
La liste des confusions les plus récurrentes entre espèces locales.
Le nombre d’acquisitions demeurant exploitables malgré la couverture nuageuse.
Et l’écart constaté entre les surfaces calculées et celles du registre.
Une conséquence pratique importante en découle pour un projet d’imagerie satellite. Le premier résultat détermine tout le calendrier du projet, une séparation devenant possible en juin ou seulement en septembre selon les cultures présentes, ce qui décide si le résultat pourra servir avant la récolte ou seulement après.
Ce que la taille des parcelles change
Quatre effets accompagnent un parcellaire morcelé.
Une parcelle de petite taille compte très peu de pixels exploitables.
Les bordures représentent alors une part importante de la surface.
Le mélange spectral avec les parcelles voisines s’accentue nettement.
Et le nombre d’objets à traiter augmente très fortement à surface égale.
Une observation importante en découle pour un projet d’imagerie satellite. Le troisième effet limite ce que la résolution courante permet, une parcelle étroite renvoyant un signal contaminé par ses voisines, ce qui rend certains parcellaires anciens beaucoup plus difficiles que les grandes plaines de remembrement.
Ce que ce domaine partage avec l’agronomie de terrain
Quatre constats se retrouvent à l’échelle de la parcelle comme du territoire.
Le stade de développement gouverne entièrement ce qui reste identifiable.
Une fenêtre d’acquisition manquée ne se rattrape qu’à la campagne suivante.
Les erreurs qui comptent vraiment portent sur la classe plutôt que sur le contour.
Et la couverture des conditions vaut toujours mieux que le volume d’images.
Une observation importante en découle pour un projet d’imagerie satellite. Ces quatre constats tiennent au vivant plutôt qu’à l’échelle d’observation, un projet satellite et un projet au sol se heurtant aux mêmes contraintes de calendrier malgré des dispositifs entièrement différents.
Ce que la source d’images change ici
Quatre supports se rencontrent pour ce type de projet.
Les programmes publics, gratuits et suffisamment fréquents pour ce sujet.
L’imagerie commerciale, plus fine mais facturée à la surface couverte.
L’orthophotographie aérienne, très fine mais rarement répétée.
Et le radar, qui traverse les nuages aux moments les plus décisifs.
Une conséquence pratique importante en découle pour un projet d’imagerie satellite. Le premier support convient particulièrement bien ici, une parcelle agricole étant assez grande pour les résolutions gratuites, ce qui déplace la dépense de l’acquisition vers l’annotation, situation exactement inverse de celle du chapitre sur les panneaux solaires.
Ce qu’il faut retenir
L’observation agricole dépend d’informations que l’image ne contient pas.
Trois lectures se dégagent. Deux parcelles cultivées à l’identique par des exploitants différents sont indiscernables sur toute image, ce qui rend le registre parcellaire indispensable plutôt que simplement utile. Le calendrier discrimine les cultures bien mieux que l’apparence à une date donnée, deux céréales se ressemblant entièrement en pleine végétation et se séparant nettement par leur date de récolte, ce qui rend la série temporelle plus déterminante que la résolution. Et un indice calculé signale une anomalie sans jamais en désigner la cause, ce qui laisse entière la question que l’annotation doit trancher.
Pour les bandes spectrales, l’article consacré à l’imagerie multispectrale détaille les méthodes. Pour les réseaux, l’article sur la cartographie des infrastructures l’expose.
Pour approfondir les modalités d’exécution, les formats pris en charge et les dispositifs de contrôle applicables, vous pouvez consulter notre page dédiée à l’annotation pour le géospatial. Et si vous préparez un projet agricole, échangeons sur votre besoin.
