18 Juin - IGECMathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc1 Garicc Système d’Information...

Preview:

Citation preview

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 1

GariccSystème d’Information Géographique et Expérimentation

plein champ

Mathias Chouet

INRA Montpellier - Cemagref Montpellier

Coordination INRA : Pierre ROUMET

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 2

Garicc : Origines du projet

• Qu@limed et Garicc: Amélioration production Blé dur– Typologie des différents terroirs de production– Recherche de génotypes adaptés aux différents terroirs– Suivi de la construction de la qualité au cours de la

formation du grain

• Contraintes – Phénotypage plein champ– Phénotypage haut débit

Imagerie hyperspectrale

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 3

Phénotypage par Spectrométrie

• Spectrométrie de 0.4µm à 1µm

- Spectrométrie portable(spectrométrie, radiométrie)

- Caméra Hyperspectrale embarquée (forte définition spectrale et spatiale)

portiques, rampes mobiles

- Caméra multipectrale (définition spectrale et spatiale + faible = mais vrai ‘haut débit’)

ULM, drone

‘Tromblon’Asd Labspec

‘Drone+ multispec

portique + Hyspec

Organe/plante

microparcelle

plateforme

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 4

Imagerie hyperspectrale

• Analyse réflectance du spectre :– Plusieurs modèles mathématiques (chimiométrie)– Phénotypes élaborés:

• Évolution de teneur en protéines, en carotène, etc…

• Une image = une parcelle agricole.• Pas de référence directe au plan d’expérience

( microparcelle, bloc, plante, etc…)• Système d’Information Géographique (SIG) pour

passer du plan d’expérience aux données spectrales et inversement

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 5

Garicc : caractéristiques

• Objectifs de la méthode– Unifier le positionnement des données (images HSpec. /

prélèvements)– S’adapter à la configuration des domaines d’expérimentation– Proposer un système robuste, faiblement dépendant

• Caractéristique clef– Pivot autour de la position en coordonnées

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 6

Problématique : pourquoi ce modèle ?

• Données imagerie hyperspectrale– À l’échelle du champ / de la parcelle

– Information spectrale + métadonnées liées à l’image

• Données agronomiques prélevées– À l’échelle de l’individu / groupe d’individus

– Besoin de corrélation avec les images capturées sur la zone

• Zones d’exploitation– Configuration parcellaire changeante d’une année sur l’autre

– Hétérogénéité des géométries/surfaces/densités

• Problème difficulté d’utiliser la microparcelle ou l’individu comme référence

• Solution caractérisation par la position géographique absolue (coordonnées)

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 7

Comparaison de modèles (1)Diagrammes de classes simplifiés

• Modèle habituel :

• Modèle proposé :

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 8

Comparaison de modèles (2)Avantages et inconvénients du modèle proposé

• Avantages :– Indépendance entre l’entité agronomique et les données

associées (spectres, environnement, etc…)– Protection contre la propagation d’erreurs– Confort de consultation : requêtes floues sur des zones

géographiques libres– Interopérabilité : système de coordonnées = standard =

traitement SIG

• Inconvénients :– Rigueur indispensable ; l’imprécision détruit la pertinence– Complexité accrue du moteur de requêtage

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 9

Le plan intra-parcellaire (1)

Problème pas de référence en coordonnées lors des notations manuelles

Solution le plan intra-parcellaire

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 10

Le plan intra-parcellaire (2)• Calcul des coordonnées fx; yg de la donnée : Rang 3, Parcelle 4 + décalage d

• C = (xR3+(3lR) sin(a)+(3lP) cos(b)+xd); (yR3+(3lR) cos(a)+(3lP) sin(b)+yd)

lR = largeur Rang / lP = largeur Parcelle / a,b = angles de la zone d'exploitation / d = vecteur décalage

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 11

Diagramme de classes

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 12

Architecture logicielle de Garicc (1)Technologies requises pour déployer le SIG

• Côté serveur– Stockage : un SGBD relationnel (cartouche géographique

recommandé)– Cartographie : un serveur de cartes raster/vecteur– Imagerie : bibliothèque de traitement géoraphique

recommandée– Moteur : n’importe quel langage de programmation

• Côté client– Affichage : une interface avec support de la cartographie

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 13

Architecture logicielle de Garicc (2)Outils utilisés : open-source uniquement

• Base de données : PostgreSQL + PostGIS (cartouche géographique)

• Coeur d’application : multi-tier avec Java EE 5• Interface Web : MVC (Modèle/Vue/Contrôleur)• Traitement des données géographiques :

– GDAL/OGR : bibliothèque de traitement de couches géographiques

– Mapserver : serveur de couches raster/vecteur géoréférencées– OpenLayers : afficheur/éditeur Web de couches géographiques

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 14

Exemples de requêtes géographiques

• Insertion par coordonnées :– INSERT INTO donnees (nom,position,date,valeur) VALUES

(’maDonnee’,{3.98552; 43.62107},’20090319 :155852’,’valeurXML’) ;

• Consultation avec l’interface cartographique :– $coords[4] <- rectangle de sélection fourni par l’interface– $coords[4] = {3.98269; 43.62284; 3.98552; 43.62107}– SELECT valeur FROM donnees WHERE

intersects(donnees.position,$coords[4]) ;

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 15

Démonstration de l’application

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 16

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 17

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 18

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 19

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 20

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 21

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 22

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 23

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 24

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 25

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 26

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 27

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 28

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 29

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 30

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 31

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 32

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 33

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 34

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 35

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 36

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 37

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 38

18 Juin - IGEC Mathias Chouet (INRA Montpellier) - Garicc 39