Sun-Angle Effects on the Red and near Infrared Reflectances of Five Different Crop Canopies

Abstract
Le présent article décrit une étude des relations entre les variations quotidiennes de l'angle du soleil ainsi que des réflectances dans le rouge et le proche infrarouge mesurées tout au long d'une saison de récolte sur différents types de couverts végétaux. Cinq couverts végétaux de structure différente ont été semés: blé (rangs NNO-SSE à intervalles de 0,18 et 0,35 mètres), orge (rangs NNO-SSE à intervalles de 0,18 mètre), maïs (rangs NNO-SSE à intervalles de 0,46 mètre) et tournesol (rangs N-S à intervalles de 0,92 mètre). Chaque couvert végétal a été semé à trois densités différentes de manière à pouvoir mesurer la variabilité au sein de chaque espèce. Les réflectances spectrales ont été mesurées à la position nadir à l'aide d'un capteur fixé à une plate-forme au sol. En général, les variations de l'angle du soleil touchaient davantage les réflectances dans le rouge que les réflectances dans le proche infrarouge. Pour chaque culture, les couverts ayant l'indice de surface foliaire (ISF) le moins élevé ont systématiquement donné la plus grande variation au niveau des réflectances spectrales. Par contre, entre les diverses cultures, la variation de l'angle du soleil sur les réflectances des couverts végétaux était fonction de la structure du couvert. Les réflectances rouges recueillies au-dessus du maïs et du tournesol avec un ISF de 6 étaient insensibles aux variations de l'angle du soleil, tandis que celles mesurées au-dessus des tournesols variaient substantiellement lorsque l'ISF était aux environs de 4. Cette différence entre les deux cultures peut s'expliquer par la présence d'une plus grande distribution foliaire horizontale comparativement à la surface verticale offerte par le couvert de maïs, puisqu ‘un couvert ayant une distribution foliaire horizontale se rapproche davantage d'une surface lambertienne. La différence dans la largeur et l'orientation des rangs pourrait aussi expliquer certaines de ces différences. Les couverts de blé semés en rangs à intervalles de 0,35 mètre ont donné des variations de réflectances dans le rouge plus grandes dans une journée que ceux semés à intervalles de 0,17 mètre. Les réflectances maximales dans le rouge se produisaient toujours lorsque le soleil était en ligne avec les rangs. Le fait que la plupart des variations rapides des réflectances dans le rouge se produisaient à ce moment particulier de la journée a aussi confirmé qu ‘il existe une forte corrélation entre la direction et la largeur des rangs et la position du soleil dans le ciel. Cette étude a démontré que l'ampleur de l'incidence des variations de l'angle du soleil sur les réflectances spectrales des couverts végétaux est fonction de l'espèce, du mode de semence, de la longueur d'ondes de la bande et des conditions du ciel.