Integrated use of satellite and ground meteorological data for the quantitative estimation of the wheat yield in the E.U: modeling and validation
Utilisation intégrée de données satellitaires et de données météorologiques pour l'estimation quantitative des rendements du blé dans l'Union Européenne
Résumé
Within the framework of its agricultural policy, the European Commission must be able to make regional crop yield predictions, prior to harvesting, that are precise, reliable and independent. Such prediction are currently based partly on information about crop productivity derived from ground observation, growth simulation models, and agrometeorological models. Improvements in yield prediction could be obtained by combining qualitative information provided by satellite-based sensors with the quantitative information given by crop growth models. A study was conducted for wheat, Triticum aestivum, in six regions of the European Union and for five years (1990-1994). Agrometeorological and meteorological data were extracted from the WOFOST procedure, derived from the agrometeorological model WOFOST, which is currently used within the European Commission to predict crop biomass. A new procedure was developed (the 3M procedure) based on the Monteith formalism defining the dry matter produced (DM) as the product of the global radiation Rg, and of efficiencies that express the Rg transformation into dry matter. Those efficiencies are obtained from satellite data variables : a vegetation index (NDVI) and a stress index (CWSI). It was shown that the 3M procedure was more successful than the WOFOST procedure for biomass and yield predictions at a regional scale. The relationship between modelled and observed regional yields was more significant for the 3M procedure than for the WOFOST procedure.
Dans le cadre de sa politique agricole, la Commission Européenne doit pouvoir disposer, avant la récolte, de prévisions de rendement précises, fiables et indépendantes. Ces prédictions sont généralement issues d'informations sur la production des cultures provenant d'observations de terrain, ou de modèles de simulation de croissance des cultures ou encore de modèles agrométéorologiques. Une amélioration de l'estimation des rendements peut être faite en combinant l'information qualitative provenant de données satellitaires à l'information quantitative fournie par les modèles de croissance des cultures. L'étude est conduite pour le blé, Triticum aestivum, sur six régions de l'Union Européenne, et pour cinq années (1990-1994). Les données agrométéorologiques et météorologiques sont extraites de la procédure WOFOST, version modifiée du modèle agrométéorologique WOFOST, actuellement utilisée au sein de la Commission Européenne. Une nouvelle procédure est développée (la procédure 3M) basée sur le formalisme de Monteith. Ce formalisme définit la production de matière sèche (DM) comme le produit du rayonnement global Rg, et d'efficiences traduisant la transformation de Rg en matière sèche. Ces efficiences sont obtenues à partir de variables issues de données satellitaires : un indice de végétation (NDVI) et un indice de stress (CWSI). Il est montré que la procédure 3M est mieux adaptée que la procédure WOFOST pour la prédiction de biomasse à l'échelle de la grande région. La relation entre les rendements estimés et les rendements régionaux observés est beaucoup plus significative pour la procédure 3M que pour la procédure WOFOST.