Intitulé :
Caractérisation des prairies par spectroradiomètre et par des séries temporelles d’images satellite à haute résolution spatiale

Durée : 6 mois, de mars à septembre 2016

Laboratoire et lieu d’accueil :
UMR 1201 INRA-INPT Dynafor “Dynamique et écologie des paysages agri-forestiers”
ENSAT
Avenue de l’Agrobiopole
B.P. 32607 – Auzeville-Tolosane
31326 Castanet-Tolosan Cedex

Contexte du stage :
Les recherches menées en écologie du paysage ont pour but de comprendre comment la configuration et la composition du paysage influent sur la biodiversité et les services rendus. Ces recherches nécessitent l’identification et la caractérisation des éléments semi-naturels qui composent le paysage. Les prairies permanentes, dont elles font partie, abritent une importante biodiversité animale et végétale, pourvoyeuse de nombreux services écosystémiques. Cependant, leur surface est en continuelle diminution ; elle a chuté de 6,3 % entre 2006 et 2010 (source : SEEIDD). La perte de ces habitats prairiaux entraîne une diminution importante de la biodiversité et des services associés dans les paysages agricoles. Il est donc nécessaire de mieux caractériser ces prairies à large échelle afin (i) d’identifier les facteurs écologiques qui permettent de fournir de forts niveaux de services, (ii) de prévoir l’effet des changements de gestion de ces milieux sur la biodiversité et les services associés.
Les récentes avancées des missions spatiales, telle que Sentinel-2, permettent l’observation des paysages à des résolutions spatiales (10 mètres par pixel) et à des résolutions temporelles (5 jours entre deux acquisitions) très fines. Ainsi, début 2016, il sera possible d’observer les milieux prairiaux sur l’ensemble du territoire à l’aide des séries temporelles d’images satellites fournies par la mission Sentinel-2.
Cependant, des modèles sont requis pour lier ces observations satellites aux variables utilisées par les écologues (e.g., métriques phénologiques, composition botanique : abondance et diversité spécifique, couverture florale) pour caractériser les milieux prairiaux et leur fonctionnement (e.g., phénologie, traits fonctionnels, indice de biodiversité). Or, à l’heure actuelle, il n’existe pas dans la littérature de tels modèles adaptés à des séries hypertemporelles à haute résolution spatiale et appliqués à l’écologie.
L’enjeu est donc de modéliser statistiquement la prairie à partir des pixels qui la composent afin de pouvoir établir des liens entre ses caractéristiques et l’évolution temporelle du signal spectral au sein de cette parcelle.
Ce stage s’inscrit dans le cadre d’un partenariat entre Dynafor et le Centre d’Etudes Spatiales de la BIOsphère (CESBIO), et viendra en appui d’un projet de thèse (2014-2017).

Objectifs :
L’objectif de ce stage est la caractérisation des prairies par télédétection hypertemporelle à haute résolution spatiale. La caractérisation des milieux prairiaux regroupe (i) l’estimation de variables écologiques permettant l’évaluation des ressources et des services écosystémiques offerts par les prairies (exemple : service de pollinisation) et (ii) l’identification des pratiques agricoles.
Pour ce faire, une sélection de prairies au sud-ouest de Toulouse servira de jeu de données. Des données sur ces prairies seront récoltées par le stagiaire. Des mesures spectrales seront effectuées in situ, en complément des images Sentinel-2.

Programme de travail :
Le travail consistera en la récolte de données sur le terrain, et l’analyse de ces données avec celles de télédétection.
1. Les premières semaines du stage seront consacrées à :
– établir un état de l’art sur la caractérisation des prairies par télédétection,
– se familiariser avec les données satellite à disposition.
2. Les sorties sur le terrain commenceront durant le mois de mars, à raison d’1 à 2 sorties par mois. Une sortie sera composée de 3 jours sur le terrain, pas nécessairement consécutifs mais compris dans une même semaine. Lors de chaque sortie, des mesures spectrales seront effectuées sur les prairies. Au mois de mai, après la floraison et avant la fauche, un botaniste accompagnera l’équipe afin d’identifier les espèces présentes.
3. Le reste du temps, le stagiaire assurera le traitement et l’analyse des données récoltées. Il conduira des analyses statistiques (classification et estimation).

Compétences souhaitées :
Formation de niveau ingénieur/Master 2 en Agronomie/Environnement/Ecologie avec de bonnes connaissances en télédétection et SIG, ainsi qu’en statistiques. Des compétences en langage de programmation (Python, Matlab ou équivalent) seront appréciées. Goût pour le travail de terrain.
Permis B requis pour aller sur le terrain avec un véhicule de service INRA.

Indemnités de stage :
Gratification de stage fixée à 554€/mois

Contacts :
Maïlys Lopes : [email protected] (05 34 32 39 27)
Mathieu Fauvel : [email protected] (05 34 32 39 22)
David Sheeren : [email protected] (05 34 32 39 81)

Pour candidater à ce stage, merci d’envoyer CV et lettre de motivation aux contacts ci-dessus, ou bien via l’outil de recrutement de DYNAFOR :
https://dynafor.toulouse.inra.fr/recrutement/web/app.php/emploi

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Pout toute autre question, vous pouvez contacter [email protected].