Vue des tourbières de canneberges au-dessus du lac Little Trout dans le nord du Wisconsin le 18 octobre 2018, à partir des données NASA-USGS Landsat 8. Certaines des canneberges sont devenues rouge vif et sont prêtes à être récoltées. Crédit :NASA
Les agriculteurs du Midwest sont dans une course pour finir de récolter leur maïs, leur soja et d'autres aliments de base de la table du dîner de Thanksgiving avant que le premier gel des récoltes ne s'installe. Les pluies de septembre ont fait une récolte tardive encore plus tard. De fortes pluies printanières ont inondé des millions d'acres de terres cultivées autour des fleuves Mississippi, Wisconsin et Missouri. Certains agriculteurs n'ont jamais semé; d'autres ont commencé avec trois semaines de retard.
Ces changements et retards dans les plans des agriculteurs cette année ont rendu difficile le travail du Département de l'agriculture des États-Unis de suivre et d'estimer la production agricole avec des enquêtes auprès des agriculteurs et des observations sur le terrain. Pour y répondre, ils se sont tournés vers le satellite Landsat 8 conjoint de la NASA et de l'U.S. Geological Survey pour combler les lacunes.
Depuis 2008, le Service national des statistiques agricoles de l'USDA, ou NASS, s'appuie sur les données Landsat pour surveiller des dizaines de cultures dans les 48 États inférieurs dans le cadre du programme Cropland Data Layer du NASS. Crédit :NASA/Matthew R. Radcliff
"Pendant les saisons de croissance anormales ou les catastrophes naturelles, les satellites brillent", a déclaré Rick Mueller, chef du service national des statistiques agricoles de l'USDA ou de la section de recherche sur l'analyse spatiale du NASS et responsable du programme de couche de données sur les terres cultivées à Washington. "Landsat est un moyen fiable et indépendant de valider ce que nos statistiques nous disent."
Depuis 2009, le NASS s'appuie sur les données Landsat pour surveiller des dizaines de cultures, notamment le maïs, le blé, le soja et le coton dans les 48 États inférieurs, dans le cadre du programme Cropland Data Layer du NASS.
La couche Cropland Data utilise Landsat et des capteurs similaires pour identifier ce qui pousse où. Séparément, le NASS utilise les instruments du spectroradiomètre imageur à résolution moyenne (MODIS) de la NASA à bord des satellites Aqua et Terra pour surveiller la santé et le stade de croissance de la végétation au quotidien, tous des indicateurs du rendement des cultures.
"Landsat a été l'un des seuls moyens de mesurer directement l'approvisionnement alimentaire mondial", a déclaré Brad Doorn, responsable du programme de recherche appliquée sur les ressources en eau et l'agriculture de la NASA au siège de la NASA à Washington.
Cependant, "ce ne sont pas tous des satellites", a déclaré Mueller.
Trois moments dans une année tumultueuse pour l'agriculture au nord de St. Louis, MO, comme le montrent les données NASA-USGS Landsat 8. À gauche, le 7 mai 2019, car de fortes pluies ont retardé les semis pour de nombreuses fermes. Le 12 septembre 2019, au milieu, montre un vert vif signifiant une végétation en croissance, bien qu'avec une bonne quantité de champs bruns et nus. À droite, le 14 octobre 2019, le brun clair indique les champs récoltés tandis que le brun plus foncé désigne les champs qui n'ont pas été ensemencés ou en jachère de tout l'été. Crédit :NASA
Au cours d'une année agricole typique, le NASS s'appuie fortement sur ses observations au sol et ses données d'enquête. Dans tout le pays, les agents de terrain du NASS visitent les fermes et mesurent la superficie et l'état des champs plantés tout au long de la saison de croissance. Le NASS reçoit également des données sur les superficies cultivées de la Farm Service Agency (FSA). Les agriculteurs sont tenus de déclarer eux-mêmes les informations sur la superficie des cultures et l'utilisation des terres à la FSA chaque année. La FSA utilise les données pour déterminer le paiement des programmes fédéraux tels que les pertes de récoltes dues à une catastrophe naturelle ou les pertes financières dues aux variations des prix du marché.
Cette année n'a pas été une année type. Les agriculteurs commencent généralement à semer du maïs, du soja et d'autres cultures en mai. Dans le Missouri, avec 10 % des terres cultivées de l'État sous l'eau, l'imagerie satellite a aidé les responsables de l'État du NASS à voir quels champs et zones ont été les plus touchés par les inondations. Ils pouvaient également voir quels champs avaient des cultures.
"Les satellites nous ont aidés à combler les lacunes et à montrer ce qui se passe dans chaque région de l'État", a déclaré Robert Garino, statisticien de l'État du Missouri à l'USDA. "Les enquêtes fonctionnent bien pour fournir des estimations pour l'État dans son ensemble, mais ne sont pas conçues pour saisir ce qui se passe dans des régions spécifiques de l'État."
En juin, plusieurs agriculteurs n'ont pas pu déclarer la quantité d'acres ensemencées au bureau de Garino. Ils attendaient que leurs champs sèchent. En juillet, l'USDA a utilisé des données satellitaires pour l'aider à réviser les estimations de production de juin.
Le mois suivant, des reportages ont rapporté que les agriculteurs avaient des doutes sur les rapports de rendement d'août de l'USDA. "Il y avait beaucoup d'inquiétude quant à leur précision", a déclaré Garino. « Le sentiment général était que la pluie et les inondations entraîneraient à la fois une réduction de la superficie récoltée et une réduction assez forte du rendement. Alors que les superficies récoltées, en particulier pour le soja, ont été considérablement réduites, les estimations de rendement d'août ont bien résisté. »
Le NASS publiera la dernière couche de données sur les terres cultivées en janvier 2020 et mettra les données à la disposition de tous via le site Web de CropScape. Les gestionnaires des catastrophes utilisent les données historiques du site pour évaluer les dommages aux cultures causés par les inondations de cette année et d'autres catastrophes naturelles. Les gestionnaires de ressources utilisent des données historiques pour orienter la rotation des cultures, étudier les changements d'affectation des terres et surveiller l'utilisation de l'eau.
De nouveaux satellites et de nouveaux partenariats de données aident le NASS à améliorer sa capacité de surveillance des cultures en temps réel. Actuellement, les modèles informatiques utilisent la couche de données des terres cultivées pour calculer les estimations de rendement mensuel pour le maïs et le soja.
En plus de Landsat 8, lancé en 2013, les partenariats entre l'USGS et la constellation européenne Copernicus fournissent gratuitement encore plus d'images de type Landsat.
"Plus il y a de satellites, mieux nous nous sentons", a déclaré Rick Mueller, chef de la section de recherche sur l'analyse spatiale du NASS et responsable du programme Cropland Data Layer à Washington.
