Fait partie de [OMB67]

2012 - 239 p.

Thermostress. An automatic imaging process for assessing plant water status from thermal photographs

Jiménez-Bello M.A., Ballester C., Castel J.R., Intrigliolo D.S.

Leaf temperature can be used for monitoring plant water status. Nowadays, by means of thermography, canopy temperature can be remotely determined. In this sense, it is crucial to automatically process the images. In the present work, a methodology for the automatic analysis of frontal images taken on individual trees was developed. The camera used in this investigation took at the same time thermal and visible scenes, so it was not necessary to overlap the images. During the processing in batch no operator participated. This was done by means of a non supervised classification of the visible image from which the presence of sky and soil was detected. In case of existence, a mask was performed for the extraction of intermediated pixels to calculate canopy temperature by means of the thermal image. Sunlit and shady leaves could be detected and isolated. Thus, the procedure allowed to separately determine canopy temperature either of the more exposed part of the canopy or of the shaded portion. The methodology developed was validated using images taken in several regulated deficit irrigation trials in persimmon and two citrus trees cultivars (Clementina de Nules and Navel Lane-Late). Overall, results indicated that similar canopy temperatures were calculated either by means of the automatic process or the manual procedure. In addition, differences in midday stem water potential and stomatal conductance among irrigation treatments were associated with differences in canopy temperature in persimmon trees. The procedure here developed here allowed to drastically reduce the time amount used for image analysis also considering that no operator participation was required. Indeed, the tool here proposed will facilitate further investigations in course for assessing the feasibility of using thermography for detecting plant water status in woody perennial crops with discontinuous canopies.

La température de la feuille peut être utilisée pour le suivi de l'état hydrique des plantes. De nos jours, à l'aide de la thermographie, la température du couvert végétal peut être déterminée par télédétection. Dans ce sens, le traitement automatique des images est crucial. Dans le présent travail, une méthodologie a été développée pour l'analyse automatique d'images frontales concernant les arbres pris individuellement. La caméra utilisée pour cette étude a pris en même temps des images dans les spectres thermique et visible, il n'était donc pas nécessaire de superposer les images. Le traitement en lots s'est fait sans opérateur, par la classification non supervisée de l'image du visible à partir de laquelle la présence du ciel et du sol était détectée. S'il existait, un masque était appliqué pour l'extraction de pixels intermédiaires afin de calculer la température du couvert végétal à l'aide de l'image thermique. Les feuilles ensoleillées et ombragées pouvaient être détectées et isolées. Ainsi, la procédure permettait de déterminer séparément la température du couvert soit pour la partie la plus exposée de ce couvert, ou pour la partie ombragée. La méthodologie développée a été validée en utilisant des images prises lors de plusieurs essais d'irrigation déficitaire régulée sur plaqueminiers et sur deux cultivars d'agrumes (Clémentine de Nules et Navel Lane-Late). Dans l'ensemble, les résultats ont indiqué que l'on calculait des températures de couvert semblables soit par le traitement automatique soit par la procédure manuelle. En outre, des différences de potentiel hydrique des tiges à midi et de conductance stomatique parmi les traitements d'irrigation ont été associées à des différences de température du couvert chez les plaqueminiers. La procédure développée ici a permis de réduire drastiquement le temps pour analyser l'image et il convient également de considérer qu'aucun opérateur n'était requis. En fait, l'outil proposé ici facilitera les recherches en cours pour évaluer la faisabilité d'utiliser la thermographie pour détecter l'état hydrique des plantes chez des cultures arborées pérennes présentant un couvert discontinu.

Mots-clés    

ANALYSE D'IMAGE, DOSE D'IRRIGATION, POTENTIEL HYDRIQUE, STRESS THERMIQUE, TRAITEMENT D'IMAGES

Citer cet article    

Jiménez-Bello M.A., Ballester C., Castel J.R., Intrigliolo D.S. Thermostress. An automatic imaging process for assessing plant water status from thermal photographs. In : Erena M. (coord.), López-Francos A. (coord.), Montesinos S. (coord.), Berthoumieu J.-P. (coord.). The use of remote sensing and geographic information systems for irrigation management in Southwest Europe. Zaragoza : CIHEAM / IMIDA / SUDOE Interreg IVB (EU-ERDF), 2012. p. 121-129. (Options Méditerranéennes : Série B. Etudes et Recherches; n. 67). http://om.ciheam.org/om/pdf/b67/00006602.pdf