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Cartographie numérique de l'humidité de surface des sols à l'échelle de la parcelle agricole à l'aide de la télédétection et de la prospection électrique.

Labrecque, Karine (2011). Cartographie numérique de l'humidité de surface des sols à l'échelle de la parcelle agricole à l'aide de la télédétection et de la prospection électrique. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 92 p.

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Résumé

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L'humidité du sol joue un rôle crucial pour les cultures. En effet, ce paramètre détermine la quantité d'eau et d'air disponible à la plante, deux éléments essentiels pour assurer la croissance des plantes. L'objectif de ce projet était de proposer une méthode de cartographie numérique de la teneur en humidité de la couche de surface des sols à l'échelle de la parcelle agricole à l'aide de la télédétection et de la prospection électrique des sols. Le projet a été réalisé sur trois parcelles contiguës (15 ha) d'un micro-bassin expérimental du bassin versant du Bras d'Henri situées sur la rive sud du fleuve Saint-Laurent. Des images satellitaires du secteur ont été acquises aux printemps 2007 et 2008 par deux types de signal, soit radar (RADARSAT-1) et optique (IKONOS). La conductivité électrique apparente (CEA) des sols a été mesurée en mode continu avec le conductivimètre VERIS 3100, dont le signal permet d'acquérir simultanément des données de conductivité électrique apparente pour des profondeurs de 0-30 et de 0-100 cm. Enfin, une caractérisation spatiale et temporelle de l'humidité de la surface du sol (0-10 cm), à partir de 164 points (grille non alignée de 30 m x 30 m) de mesure géoréférencés, a été effectuée à l'aide de l'appareil HydroSense CS620 à quatre reprises au cours du printemps 2007 (22, 25 et 28 mai ainsi que le 7 juin) et à huit reprises au cours du printemps 2008 (13, 15, 20, 22, 27, 30 mai ainsi que les 3 et 6 juin). Dans un premier temps, l'analyse des coefficients de variation (CV) a montré que l'intensité de la variabilité spatiale et temporelle de l'humidité de surface des sols était généralement modérée (CV = 15-30%). L'analyse variographique des données d'humidité du sol a ensuite montré que cette variable présentait une structure spatiale dans les champs 1 et 2. Cette structure était particulièrement bien définie lors de deux relevés effectués en 2008 (27 mai et 3 juin). Ceci s'explique en partie par des conditions climatiques optimales, soit de faibles précipitations les jours précédant l'acquisition des mesures d'humidité de surface des sols. Parmi les variables auxiliaires étudiées, la réflectance associée à la bande spectrale du proche infrarouge (p-PIR) extraite d'une image IKONOS (rs = 0,76) de même que les valeurs de CEA mesurées entre 0-30 cm avec le VERIS 3100 (rs = 0,73) se sont révélées les variables les plus corrélées à l'humidité de surface du sol. Les corrélations les plus élevées ont été mesurées dans les champs 1 et 2 alors qu'elles étaient faibles dans le champ 3 dont les pratiques culturales et les divers aménagements ont modifié sensiblement les propriétés pédologiques intrinsèques. Ce sont également les données acquises lors du 27 mai et du 3 juin 2008 qui ont révélé les structures spatiales les plus intéressantes. Une carte numérique de la teneur en humidité de la couche de surface des sols a donc été réalisée par krigeage ordinaire pour l'ensemble des trois parcelles pour ces mêmes dates. Les données de CEA de surface, la p-PIR ainsi que les coefficients de rétrodiffusion du signal HH ont été utilisés comme covariables pour effectuer les interpolations par cokrigeage. L'apport des variables auxiliaires de la CEA et du p-PIR ont permis d'améliorer la précision des modèles d'interpolation par rapport au krigeage ordinaire, plus particulièrement dans les champs 1 et 2 ainsi que pour les mesures d'humidité recueillies les 27 mai et 3 juin 2008. La télédétection et la prospection électrique des sols constituent donc des outils utiles pour améliorer la précision de la cartographie numérique de la teneur en humidité de surface des sols à l'échelle parcellaire mais l'efficacité de ces outils dépend des conditions météorologiques lors des prises de mesure au sol ainsi que l'état de pédoperturbation des parcelles lié aux pratiques culturales et travaux d'aménagement effectués.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Bernier, Monique
Co-directeurs de mémoire/thèse: Nolin, Michel C.; Cluis, Daniel
Informations complémentaires: Résumé avec symboles
Mots-clés libres: cartographie; humidité; sol; télédétection; prospection électrique; image satellitaire; RADARSAT-1; IKONOS; bassin versant; fleuve; Saint-Laurent
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 05 déc. 2013 14:40
Dernière modification: 20 nov. 2015 20:09
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1737

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