Abundance weighting for improved vegetation mapping in row crops . Application to vineyard vigour monitoring

We present a complete framework for vigour mapping in row crops by multispectral remote sensing. The main contribution consists in taking into account vegetation abundance in the computation of vigour indexes. Though developed in a viticulture context, the proposed algorithm is generic enough to be adapted to any row crop, especially in horticulture. It takes advantage of both spectral and spatial features extracted from image data. Spectral information is used at pixel level by an ICA-based algorithm to process vegetation abundance Homayouni et al. Abundance weighting for improved vegetation mapping in row crops. Application to vineyard vigour monitoring. 2 maps. As for spatial information, deformable models are used to fit a network of rectangles to individual plants. Both spectral and spatial information are then combined to compute abundance-weighted vigour indexes which are assigned to specific plants. Resulting measurements are then used for within block vigour mapping. A validation procedure is carried out on experimental vine plots. It is shown that the use of vegetation abundance by itself or as a weight in the computation of vegetation indexes allows to improve the accuracy of vigour assessment in row crops. Résumé Nous présentons une approche globale pour la cartographie de la vigueur sur des cultures en rangs, basée sur l'étude d'images de télédétection multi spectrales en haute résolution. Notre principale contribution consiste à prendre en compte l'abondance de végétation pour le calcul d'indices de vigueur. Développée dans un contexte viticole, cette approche est transposable à toute culture en rang, notamment en arboriculture. Elle se fonde à la fois sur les propriétés spatiales et spectrales des images. L'information spectrale est exploitée à l'échelle du pixel par un algorithme d'ACI pour produire des cartes d'abondance de végétation. Concernant l'information spatiale, un algorithme de modèles déformables permet d'ajuster un réseau de rectangles aux différentes plantes. Les deux types d'information sont alors combinés pour calculer des indices de vigueur, pondérés par les mesures d'abondance, et d'affecter ces indices à des plants spécifiques de plantes. Les mesures ainsi établies sont finalement utilisées pour la cartographie intra-parcellaire de la vigueur. Une procédure de validation a été mise en place sur une parcelle viticole. Il est montré que la prise en compte de l'abondance – directement ou comme pondération dans le calcul d'indices de végétations – permet Homayouni et al. Abundance weighting for improved vegetation mapping in row crops. Application to vineyard vigour monitoring. 3 d'améliorer la mesure de …