Soil thickness mapping using electrical resistivity survey
Valorisation d'une prospection électrique pour établir une carte de l'épaisseur du sol
Résumé
In the framework of CAREX project, this work aims at studying and comparing two approaches (spatial and non-spatial) to map the soil depth (the target variable) from the soil electrical resistivity (the auxiliary variable). Therefore, an electrical resistivity survey was performed by the ARP mobile device throughout the experimental site of INRA Epoisses. A principal component analysis of the three arrays of electrical resistivity measurements demonstrated that the first principal component (PC1) accounted for 85 % of the total variance. The non-spatial approach was based on two simple linear regression models considering the third electrical resistivity array ? that is the best correlated with the soil thickness - or PC1, as independent variables to model and map the target variable. The spatial approach, considers PC1 and its low frequencies (S2-PC1) respectively, as an external drift in kriging of the target variable. The results have shown that the spatial approach (especially kriging with S2-PC1 as an external drift) allowed reproducing the full spectrum of variation measured in the training data. In addition, the spatial approach provided more realistic maps compared to the statistical approach. Indeed, these maps are more contrasted with a smooth aspect and with larger homogeneous areas and would then be helpful for management at the plot scale.
Dans le projet cadre du projet CAREX de l'INRA, le travail présenté dans ce document a pour objectif d'étudier et de comparer deux approches (non spatial et spatial) de spatialisation de l'épaisseur du sol (variable d'intérêt), à partir de mesures de la résistivité électrique du sol (variable auxiliaire). Une prospection électrique a été réalisée sur l'ensemble du site expérimental de l'INRA d'Epoisses à partir du dispositif tracté ARP, qui mesure la résistivité pour trois profondeurs d'investigation. Une analyse en composantes principales des trois voies de résistivité montre que le premier facteur (PC1) représente 85 % de la variance. L'approche non spatiale repose sur deux modèles de régression linéaire simple qui utilisent soit la voie 3 de la prospection électrique - voie la mieux corrélée à l'épaisseur de sol ? soit PC1, comme variables explicatives dans la modélisation et la spatialisation de la variable d'intérêt. L'approche spatiale utilise soit PC1, soit ses basses fréquences (S2-PC1), comme dérive externe dans le krigeage de la variable d'intérêt. Les résultats obtenus montrent que seule l'approche spatiale (en particulier le krigeage avec S2-PC1 comme dérive externe) permet de reproduire tout le spectre de variation mesurée dans le jeu de donnée initial. Elle fournit également des cartes présentant un aspect plus lisse, plus contrasté avec des zones homogènes plus larges facilitant leur usage.
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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