Acquisition d'images thermiques par drone : corrections radiométriques à partir de données terrain

Abstract

Les images thermiques ont de nombreuses applications dans le domaine agronomique, notamment pour informer sur la réponse des plantes au stress hydrique. La miniaturisation des caméras thermiques permet aujourd'hui de les installer sur des drones. Cependant, les caméras thermiques miniaturisées embarquées à bord de drones n'ont pas de système de contrôle de la température des microbolomètres, ce qui conduit à la dérive continue des données, avec la difficulté de mesurer correctement la température absolue des objets étudiés sur le terrain. Nous présenterons ici une méthode de correction radiométrique des images thermiques acquises par drone afin de pallier cette difficulté. La proposition consiste à cibler périodiquement des références de terrain stables, mesurées indépendamment, pour apprécier la dérive et calculer la température absolue. Un dispositif d'acquisition de mesures au sol consistant en un système d'enregistrement en continu de la température de quatre cibles (froide, chaude, sol sec et sol humide) via des thermo-radiomètres IR120 (Campbell®Scientific) a été installé les jours d'acquisition des images. Une station météorologique complète le dispositif et permet d'acquérir des données de température et d'humidité de l'air, de rayonnement solaire, et de vitesse du vent, toutes les 10 secondes. Les images acquises sont corrigées radiométriquement par régression linéaire à partir des données thermiques collectées sur la batterie de cibles. Les températures extraites des images corrigées ont été comparées aux températures moyennes de surface d'un échantillon de 10 arbres mesurées par thermo-radiomètres. Les résultats montrent une bonne corrélation entre les données issues des thermo-radiomètres et celles issues de la caméra thermique et corrigées radiométriquement. Ce système offre une précision suffisante pour être utilisé dans des études sur le stress hydrique de la végétation.