Public Thesis Defense of Mathilde DE VROEY

Public thesis defense of Mathilde DE VROEY

"Measuring Grassland Use Intensity by Remote Sensing for Agroecological Monitoring"

When : 23/01/2023 at 16h00

Where : Ocean room - de Serres building LLN + Teams

Registration for the drink
 

Jury members : 

SUPERVISORS

Prof. Pierre DEFOURNY

Dr Julien RADOUX

PRESIDENT OF THE JURY

Prof. Emmanuel HANERT

SECRETARY OF THE JURY

Patrick MEYFROIDT

OTHER JURY MEMBER

Prof. Marc DUFRENE, ULiège

Dr Benjamin KOETZ, ESA
 

Abstract

Grasslands cover about one-third of the global ice-free land surface and deliver crucial ecosystem services. The state of grasslands and the balance between provisioning and regulating ecosystem services are largely determined by grassland use intensity. A better characterization of grassland production systems is essential to evolve toward more sustainable grassland management. Therefore, temporally and spatially explicit data on each aspect of grassland use intensity are crucial. The overarching objective of this thesis is to measure grassland use intensity over large areas thanks to satellite remote sensing. To that end, we developed and evaluated methods, based on Sentinel-1 and Sentinel-2 time series, (i) to classify grassland management practices (i.e. grazing and mowing), (ii) to delineate management units, (iii) to detect the timing and frequency of mowing events, and (iv) to estimate forage yield and quality. Each method was thoroughly evaluated in terms of robustness, versatility, and transferability, with particular attention to reference data quality and quantitative validation. Grasslands were characterized exhaustively and with high thematic precision compared to existing datasets. Overall, EO-based grassland use intensity measurement could contribute to large-scale agricultural and ecological monitoring.

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Les prairies, au sens large, occupent environs un tiers des terres émergées du globe (hors-cryosphère) et fournissent des services écosystémiques essentiels. L'état des prairies et l'équilibre entre les services de production et de régulation dépend largement de leur intensité d'utilisation. Une meilleure caractérisation des écosystèmes de prairies est essentielle afin de tendre vers une gestion plus durable de ceux-ci. Il est dès lors nécessaire d'obtenir des données explicites, temporellement et spatialement, sur tous les aspects de l'intensité d'utilisation des prairies. L'objectif général de cette thèse est de mesurer l'intensité d'utilisation des prairies grâce à la télédétection par satellite. A cette fin, nous avons développé des méthodes, basées sur des séries temporelles d'images Sentinel-1 et Sentinel-2, (i) de classification les principales pratiques de gestion (c.-à-d. de fauche ou de pâturage), (ii) de délimitation d'unités de gestion, (iii) de détection de fauche, et (iv) d'estimation de rendement. La robustesse, la versatilité et la transférabilité de chaque méthode est rigoureusement évalue, en prêtant une attention particulière à la qualité des données de référence et à la validation. Malgré les défis liés au suivi des prairies, elles ont pu être caractérisées de manière exhaustive et avec précision, comparé à des bases de données existantes. De manière générale, la mesure d'intensité d'utilisation des prairies par télédétection peut contribuer aux suivis large échelle agricole et écologique.