Issue
Agronomie
Volume 21, Number 3, April 2001
Page(s) 235 - 245
DOI http://dx.doi.org/10.1051/agro:2001120
DOI: 10.1051/agro:2001120

Agronomie 21 (2001) 235-245

Sunlit soil surface extraction from remotely sensed imagery of perennial, discontinuous crop areas; the case of Mediterranean vineyards

Tom Wassenaara, Frédéric Baretb, Jean-Marc Robbez-Massona and Patrick Andrieuxa

a  UMR Sol et Environnement INRA-ENSA, 2 place Pierre Viala, 34060 Montpellier Cedex 02, France
b  INRA Bioclimatologie, Domaine St. Paul, Site Agroparc, 84914 Avignon Cedex 09, France

(Received 3 August 2000; revised and accepted 6 January 2001)

Abstract
In the Mediterranean wine producing region, soil surface remote sensing for hydrological modelling is hampered by the discontinuous canopy of the perennial vine stocks. Very high spatial resolution imagery allows the recording of ground resolution elements that comprise only soil in between vine stocks. To enable the comparison of the resolution element's spectral properties with known bi-directional properties of different types of soil surface, pixels representing the pure and sunlit soil surface have first to be extracted from the imagery. Multi-scale analysis proved to provide a robust and satisfactory segmentation method. Conditional per-field adjustment of a multi-scale image mask allows the extraction of the image segments corresponding to the sunlit soil surface, whatever its state or composition. Moreover, the vegetation cover can be estimated with an error of at most 10% if the geometric configuration is taken into account.

Résumé
Extraction de la surface du sol éclairée dans des images de télédétection de cultures pérennes et discontinues ; le cas du vignoble méditerranéen. En région méditerranéenne viticole, l'estimation des états de surface du sol par télédétection est perturbée par la présence d'un couvert végétal pérenne et discontinu. L'imagerie à très haute résolution spatiale permet d'obtenir des pixels constitués uniquement de la surface du sol. Pour comparer la radiométrie de ces pixels aux propriétés bidirectionnelles connues de différents types de surface, on cherche à isoler les pixels correspondant à la surface du sol éclairée. L'analyse multi-échelle fournit une approche de segmentation robuste et satisfaisante. L'ajustement conditionnel par parcelle d'un masque obtenu par analyse multi-échelle permet d'accéder à la surface du sol éclairée, indépendamment de son état ou de sa composition. De plus on peut estimer le couvert végétal de la vigne avec une marge d'erreur de 10 % si la configuration géométrique est prise en compte.


Key words: remote sensing / soil / vine / segmentation / multi-scale analysis

Mots clés : télédétection / sol / vigne / segmentation / analyse multi-échelle

Correspondence and reprints: Tom Wassenaar
    e-mail: wassenaar@ensam.inra.fr

Communicated by Gérard Guyot (Avignon, France)



© INRA, EDP Sciences 2001