In the semiarid Southwestern United States, prolonged drought conditions since the early 2000s have resulted in widespread declines of the vegetation productivity in this water-constrained ecosystem, as revealed by analyses of the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). However, the spatial pattern of the NDVI response to dry years is not uniform: a divergent response of NDVI to precipitation is observed between the low-lying desert and the high montane forests at elevations above 2,500 meter. Weanalyzed relationships between 15 years of Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) NDVI and gridded climate data (PRISM) along elevation gradients at scales from regional to local. Our elevation-explicit analysis captures the transition from water-limited to temperature-limited ecosystems, with a sign-reversal in the correlation coefficient between precipitation and NDVI observed at about 2,500-3,000m altitude. Wesuggest warmer temperatures and less snow cover associated with drier years as explanations for high elevation gains in vegetation productivity during dry years.

Los oasis de neblinas, localmente denominados lomas, son parches ecológicos que se distribuyen entre los 6° a 30° de Latitud Sur, en la costa desértica de Perú y Chile, y constituyen ecosistemas frágiles. El área de estudio se localizó entre los distritos de Villa María del Triunfo y Pachacamac (Lima – Perú), en el sector de Atocongo, entre las coordenadas UTM 293372 y 294615 Easting; 8650536 y 8649292 Northing, que incluyen las lomas de Puquio, Lúcumo, Quebrada Verde y Guayabo. Se realizó un análisis directo de gradientes, siguiendo la aproximación original de Robert Whittaker. La investigación fue retrospectiva. Se empleó inventarios de vegetación del 2000, 2001, 2002, 2007 y 2011 e imágenes SPOT, de 20 m de resolución espacial, del 30 de noviembre de 1998; IKONOS, del 10 de marzo del 2002, de 1 m de resolución espacial; ASTER, del 03 de marzo del 2001, de 15 m de resolución; WORLD VIEW, del 10 de marzo del año 2011, de 0.5 m de resolución espacial. En el análisis exploratorio se comprobó que los datos no eran normales, presentaban anisotropía y en algunos casos autocorrelación espacial. Se optó por aplicar los modelos lineales generalizados y modelos aditivos generalizados para el análisis directo de gradientes. El estudio comprobó la existencia de una relación positiva lineal entre la cobertura vegetal como variable explicativa versus el NDVI (normalized difference vegetation index) como variable dependiente. Así también, comprobó la existencia de relaciones lineales y unimodales entre la altitud como variable explicativa versus la cobertura vegetal como variable dependiente; y entre la altitud como variable explicativa versus el NDVI como variable dependiente. Los valores de devianza, AIC (criterio de información de Akaike) y el p-valor fueron muy variables. No todos los análisis estuvieron cercanos al ideal. Para el caso de la influencia de la altitud se esperaba una alta devianza, p-valor menor que 0.05, un AIC bajo, ser cuadrático, con distribución gamma, función de enlace logarítmica y forma unimodal. La estacionalidad climática y la orientación de cada quebrada hacia los vientos explican en gran parte la variabilidad de los modelos obtenidos. Las isolíneas de NDVI mostraron núcleos de valores más elevados, sobre el cual concéntricamente se 23 van organizando las isolíneas. Siempre que el set de muestras intercepte un núcleo de valores altos se tendrá un comportamiento unimodal, caso contrario el comportamiento tenderá a ser lineal.

Master of Arts / Department of Geography / J. M. Shawn Hutchinson / Time series of normalized difference vegetation index (NDVI) data from satellite spectral measurements can be used to characterize and quantify changes in vegetation phenology and explore the role of natural and anthropogenic activities in causing those changes. Several programs and methods exist to process phenometric data from remotely-sensed imagery, including TIMESAT, which extracts seasonality parameters from time-series image data by fitting a smooth function to the series. This smoothing function, however, is dependent upon user-defined input parameter settings which have an unknown amount of influence in shaping the final phenometric estimates. To test this, a sensitivity analysis was conducted using MODIS maximum value composite NDVI time-series data acquired for Fort Riley, Kansas during the period 2001-2012. The phenometric data generated from the different input setting files were compared against that from a base scenario using Pearson and Lin’s Concordance Correlation Analyses. Findings show that small changes to parameter settings results in insignificant differences in phenometric estimates, with the exception of end of season data and growing season length. Next, a time-series analysis of the same MODIS NDVI data for Fort Riley and nearby Konza Prairie Biological Station (KPBS) was conducted to determine if significant differences existed in selected vegetation phenometrics. Phenometrics of interest were estimated using TIMESAT and based on a Savitzky-Golay filter with parameter settings found optimal in the previous study. The phenometrics start of season, end of season, length of season, maximum value, and small seasonal integral were compared using Kolmogorov-Smirnov (K-S) and showed significant differences existed for all phenometrics in the comparison of Fort Riley training areas and KPBS, as well as low- versus high-training intensity areas within Fort Riley. Fort Riley and high-intensity training areas have earlier dates for the start and end of the growing season, shorter growing season lengths, lower maximum NDVI values, and lower small seasonal integrals compared to KPBS and low-intensity training areas, respectively. Evidence was found that establishes a link between military land uses and/or land management practices and observed phenometric differences.

Conhecer a resposta da cultura do algodoeiro (Gossypium hirsutum L var. latifolium Hutch) à variabilidade espacial de atributos físicos e químicos do solo e seu comportamento espectral mediante doses variadas de fertilizantes pode ajudar a estabelecer estratégias de manejo do solo e da cultura, com melhor uso de corretivos e fertilizantes. Dentro deste contexto, este trabalho foi desenvolvido para: a) estudar a variabilidade espacial da fertilidade do solo, estado nutricional, população de plantas, número de estruturas reprodutivas e produtividade do algodoeiro em uma lavoura comercial; b) verificar as relações de causa e efeitos entre as variáveis estudadas; c) avaliar o efeito da variação de doses de nitrogênio na detecção do teor de nitrogênio foliar do algodoeiro utilizando propriedades de reflectância através de um sensor óptico ativo. Para isso, foram conduzidos dois experimentos diferenciados. O primeiro foi realizado numa lavoura comercial, localizada em Chapadão do Céu, GO. Os dados foram coletados numa área de 90 hectares, dividida numa malha com espaçamento regular de 100 m entre pontos, formando um retângulo com 10 colunas e 11 linhas. Para detectar a variação na pequena escala, foram feitas amostragens mais intensas com espaçamento de 33 m, formando 5 "ilhas", constituindo um total de 170 amostras. Os dados foram submetidos às análises estatísticas descritivas, geoestatística, interpolação através de krigagem ordinária e regressão pelo método "stepwise". A variabilidade expressa pelo coeficiente de variação foi baixa a moderada para todas as variáveis analisadas, com exceção de maçãs retidas e P no solo. Os resultados da análise geoestatística indicaram que os fatores de produção da cultura do algodoeiro apresentam, em sua maioria, dependência espacial e esta deve ser considerada quando da definição de esquemas de amostragem e práticas de manejo do solo e da cultura. A produtividade do algodoeiro foi significativamente afetada por N, P, Ca e Mg no tecido foliar e fração areia e argila do solo. O segundo experimento foi realizado na área experimental da USP/ESALQ, em Piracicaba, SP. O delineamento experimental foi o aleatorizado em blocos, com cinco tratamentos (0, 50, 100, 150 e 200 kg ha-1 de N) e quatro repetições. Os dados do índice de vegetação da diferença normalizada (NDVI) e da razão simples vermelho/infravermelho próximo (V/IVP) foram coletados no período de 23 a 92 dias após a emergência (DAE) totalizando nove datas de coleta. Foram coletados também dados referentes ao índice de clorofila, índice de área foliar (IAF) e altura de plantas. Os valores do NDVI apresentaram uma tendência crescente ao longo do período das leituras, enquanto a relação V/IVP teve comportamento inverso, e a partir de 45 DAE, foram afetados significativamente pelas doses de N aplicadas. Relações significativas foram observadas entre os valores do NDVI e índice de clorofila e IAF. Aos 92 DAE o NDVI apresentou relação linear positiva e altamente significativa com o teor foliar de N. Os resultados obtidos indicam que as técnicas de geoestatística e sensoriamento remoto podem auxiliar na tomada de decisões sobre as práticas de calagem e adubação em taxa variada na cultura do algodoeiro. / Know the cotton answer (Gossypium hirsutum L. var. latifolium Hutch) to the spatial variability of soil physical and chemical attributes and its spectral behavior by means of varied rates of nutrients can help to establish soil and crop management strategies, with better use of lime and fertilizers. This work was developed to: a) study the spatial variability of soil fertility, nutritional state, plants population, reproductive structures number and cotton yield in a commercial field; b) to study the relationships among those variables; c) to evaluate the effect of the variation of nitrogen levels on the detection of its content on cotton leaves using reflectance properties by an active optical sensor. Two differentiated experiments were conducted; the first one was located in a commercial field in Chapadão do Céu, GO. Data were collected in a area of 90 hectares, divided in a regular grid of 100 m with 10 columns and 11 lines. In order to detect the variation in the small scale, more intense samplings with spacing of 33 m were conducted forming 5 islands, constituting a total of 170 samples. The data were submitted to the descriptive statistical analysis, geostatistic, interpolation through ordinary kriging, and stepwise regression analysis. The variability expressed by variation coefficient were low to moderated for all analyzed variables, except for healthy bolls and soil P. Geostatistics analysis indicated that the crop cotton factors of production present, in its majority, spatial dependence and this should be considered when of the definition of sampling schemes and soil and crop management practices. Cotton yield was affected significantly by N, P, Ca and Mg in the leaves, as well as sand and clay fraction of the soil. The second experiment was accomplished in an experimental area at USP/ESALQ, in Piracicaba, SP. The experiment was conducted as a randomized block design and treatments consisted on five levels of nitrogen fertilization (0, 50, 100, 150 and 200 kg of N ha-1) with four replications. The readings of Normalized Difference Vegetation Index (NDVI and the ratio Red/Near infrared (RED/NIR) were collected between 23 to 92 days after the emergency (DAE), with the total of 9 visits. Data referred to the chlorophyll index, leaf area index (LAI) and plants height were also collected. The values of NDVI presented a growing tendency along the period, while RED/NIR had an inverse behavior, being significantly affected by the rates of applied N, starting from 45 DAE. At 92 DAE, NDVI presented a positive linear relationship with leaves N content. Significant relationships were observed between the values of NDVI and chlorophyll index and LAI. The results obtained indicate that geostatistic techniques and remote sensing can help on management decisions for variable rate application of lime and fertilizers in cotton.

Levando em consideração a influência das variáveis meteorológicas no desenvolvimento dos cultivos e na definição do rendimento de grãos, o monitoramento da resposta da cultura da soja frente às condições ambientais se torna necessário devido sua importância tanto no cenário internacional quanto nacional. Sabe-se que para a cultura da soja, a estiagem é a causa mais frequente das perdas em safras no Rio Grande do Sul. Neste contexto, testar ferramentas de monitoramento em tempo quase real das condições hídricas das lavouras de soja ao longo do ciclo torna-se relevante e permite verificar se a cultura está em adequadas condições de crescimento e desenvolvimento. Os objetivos deste estudo foram avaliar a aptidão do índice TVDI em representar as condições de disponibilidade hídrica em áreas de cultivo de soja no Rio Grande do Sul; caracterizar e analisar a sensibilidade dos parâmetros da relação entre a temperatura de superfície (TS) e o índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI) e, por fim, comparar as abordagens por cena e por safra no processo de parametrização do índice TVDI para a cultura da soja. Para tanto, foram utilizados os produtos MODIS TS (MOD11A2) e NDVI (MOD13A2) com resolução espacial de 1.000 m e temporal de 8 e 16 dias, respectivamente, assim como dados de precipitação pluvial de 3 estações meteorológicas localizadas na área de estudo e dados oficiais do IBGE de área e de rendimento. Os resultados mostraram que a abordagem de parametrização por cena possibilita o entendimento da distribuição espacial das condições hídricas da área de estudo frente aos limites hídricos de cada imagem. Os parâmetros "b" e “TSmin” utilizados para determinar as retas dos limites seco e úmido do triângulo evaporativo na determinação do TVDI com parametrização por cena podem auxiliar na compreensão do perfil temporal deste índice ao longo da safra. Já a parametrização por safra, mostrou aptidão do índice em representar o momento e a frequência de ocorrência de restrição hídrica ao longo do ciclo da cultura. O método do triângulo evaporativo para a obtenção do índice TVDI mostra-se eficiente, pois permite a partir de dados de sensoriamento remoto, o entendimento do padrão espacial e temporal de resposta da vegetação frente à disponibilidade hídrica, além de informações de grande utilidade para sistemas de monitoramento e estimativas de safras. / In view of the influence of meteorological variables on crop growth and grain yield, monitoring the response of soybean to different environmental conditions is essential, given the international and domestic importance of this crop. Drought is the leading cause of soybean crop losses in the Brazilian state of Rio Grande do Sul. In this context, testing tools for monitoring in near real time the water conditions of soybean fields throughout their cycle becomes relevant and allows for checking if the crop is under proper conditions for growth and development. The objectives of this study were: to assess the adequacy of the temperature–vegetation dryness index (TVDI) to represent water availability status in soybean growing areas in Rio Grande do Sul; to characterize and analyze the sensitivity of the surface temperature (TS)/normalized difference vegetation index (NDVI) ratio; and to compare the scene-specific and crop-specific approaches for parameterization of TVDI. To this end, the MODIS TS (MOD11A2) and NDVI (MOD13A2) products were used, with a spatial resolution of 1000 m and a temporal resolution of 8 and 16 days respectively, as well as precipitation data from 3 weather stations located in the study area and official area and yield data from the Brazilian Institute of Geography and Statistics (IBGE). Results showed that the scene-specific parameterization approach was able to provide an understanding of the spatial distribution of water status in the area of interest as derived from the dry and wet edges of each image. With scene-based parameterization, the “b” and “TSmin” parameters used to determine the dry and wet edges of the TS/NDVI can help elucidate the temporal profile of this index throughout the harvest period. With crop-type parameterization, the TVDI was able to represent the timing and frequency of limited water availability during the crop cycle. The triangle method proved effective in deriving the TVDI, as it provides a means of using remote sensing data to understand the spatiotemporal response pattern of vegetation to water availability, as well as other information that can be highly useful for monitoring systems and crop estimation.

O emprego de câmeras digitais multiespectrais torna possível a utilização de índices de vegetação, obtidos por meio de operações matemáticas entre bandas espectrais de uma mesma imagem. Estes índices podem ser empregados na estimativa de produtividade de culturas agrícolas e no delineamento de zonas de manejo, por apresentarem relação com o vigor da cultura. Algumas variáveis obtidas no campo, como o índice de área foliar (IAF), a altura de plantas e o número de plantas por metro linear, também podem ser empregadas na avaliação do vigor da cultura. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar imagens obtidas por meio de videografia aérea digital multiespectral, quanto ao seu potencial na estimativa da produtividade e na determinação de zonas de manejo em culturas de grãos. As imagens foram adquiridas por meio de uma câmera de vídeo digital multiespectral (Duncantech MS3100). Também foram utilizados mapas de produtividade, referentes a duas áreas cultivadas, primeiramente com trigo, no inverno de 2001, e na seqüência com soja, no verão de 2002. Além disso, foi realizado um trabalho de campo, na cultura da soja, em uma das áreas de estudo, onde foram determinados, em uma grade amostral, o índice de área foliar, a altura de plantas e o número de plantas por metro linear. As imagens aéreas foram corrigidas geometricamente e normalizadas radiometricamente no software Idrisi32, após o que foi realizada uma regressão linear simples entre as imagens e os mapas de produtividade, pixel-a-pixel e com as imagens classificadas. Os dados coletados em grade foram analisados por meio da estatística descritiva e da geoestatística, sendo posteriormente interpolados, gerando os mapas de superfície das variáveis estudadas. Os mapas de superfície criados para as variáveis medidas no campo apresentaram elevada correlação entre sí. A imagem NDVI apresentou uma melhor relação com a estimativa de produtividade, quando comparada com as imagens das bandas espectrais individualizadas, do vermelho e do infravermelho próximo. Concluiu-se que as imagens aéreas digitais multiespectrais obtidas por videografia são eficientes na estimativa da produtividade de grãos quando existe elevada variabilidade nas imagens e as mesmas não apresentam valores discrepantes. Também proporcionam informações importantes ao delineamento de zonas de manejo. / The utilization of multispectral digital cameras makes it possible the use of vegetation indices, generated by means of mathematical operations between spectral bands from the same image. These indices can be used to estimate crop yields and delineate management zones due to the relation between them and crop vigor. Some variables, measured on the field, such as leaf area index (LAI), plants height and plants per linear meter, can also be used in the assessment of the crop vigor. The main objective of this work was to evaluate multispectral digital aerial videographic images regarding their potential in crop yield estimate as well as in management zones delineation. The images were acquired with a multispectral digital camera (Duncantech MS3100). Yield maps were also used, for two cropped areas, firstly with wheat, in the 2001 winter, and afterwards, with soybean, in the 2002 summer. Moreover, a field work was accomplished, for soybean, in one of the study areas. Three variables were measured, on a sampling grid: leaf area index, plants height and plants per linear meter. The aerial images were geometrically rectified and radiometrically normalized, in the software Idrisi32, and then a simple linear regression was performed between images and yield maps, pixel-by-pixel and with the classified images and maps. Data collected on the sampling grid were analyzed by means of descriptive statistics and also geostatistics. After an interpolation procedure, surface maps of these variables were generated. The surface maps generated for the variables measured on the field presented high correlation among themselves. The NDVI image showed a better relation with yield estimate than the individual spectral bands, red and near infrared. One can conclude that the multispectral digital aerial videographic images are efficient for grain crops yield estimates, when there is a high variability on the images, without outliers. These images can also provide important information to the management zones delineation.

Conhecer a resposta da cultura do algodoeiro (Gossypium hirsutum L var. latifolium Hutch) à variabilidade espacial de atributos físicos e químicos do solo e seu comportamento espectral mediante doses variadas de fertilizantes pode ajudar a estabelecer estratégias de manejo do solo e da cultura, com melhor uso de corretivos e fertilizantes. Dentro deste contexto, este trabalho foi desenvolvido para: a) estudar a variabilidade espacial da fertilidade do solo, estado nutricional, população de plantas, número de estruturas reprodutivas e produtividade do algodoeiro em uma lavoura comercial; b) verificar as relações de causa e efeitos entre as variáveis estudadas; c) avaliar o efeito da variação de doses de nitrogênio na detecção do teor de nitrogênio foliar do algodoeiro utilizando propriedades de reflectância através de um sensor óptico ativo. Para isso, foram conduzidos dois experimentos diferenciados. O primeiro foi realizado numa lavoura comercial, localizada em Chapadão do Céu, GO. Os dados foram coletados numa área de 90 hectares, dividida numa malha com espaçamento regular de 100 m entre pontos, formando um retângulo com 10 colunas e 11 linhas. Para detectar a variação na pequena escala, foram feitas amostragens mais intensas com espaçamento de 33 m, formando 5 "ilhas", constituindo um total de 170 amostras. Os dados foram submetidos às análises estatísticas descritivas, geoestatística, interpolação através de krigagem ordinária e regressão pelo método "stepwise". A variabilidade expressa pelo coeficiente de variação foi baixa a moderada para todas as variáveis analisadas, com exceção de maçãs retidas e P no solo. Os resultados da análise geoestatística indicaram que os fatores de produção da cultura do algodoeiro apresentam, em sua maioria, dependência espacial e esta deve ser considerada quando da definição de esquemas de amostragem e práticas de manejo do solo e da cultura. A produtividade do algodoeiro foi significativamente afetada por N, P, Ca e Mg no tecido foliar e fração areia e argila do solo. O segundo experimento foi realizado na área experimental da USP/ESALQ, em Piracicaba, SP. O delineamento experimental foi o aleatorizado em blocos, com cinco tratamentos (0, 50, 100, 150 e 200 kg ha-1 de N) e quatro repetições. Os dados do índice de vegetação da diferença normalizada (NDVI) e da razão simples vermelho/infravermelho próximo (V/IVP) foram coletados no período de 23 a 92 dias após a emergência (DAE) totalizando nove datas de coleta. Foram coletados também dados referentes ao índice de clorofila, índice de área foliar (IAF) e altura de plantas. Os valores do NDVI apresentaram uma tendência crescente ao longo do período das leituras, enquanto a relação V/IVP teve comportamento inverso, e a partir de 45 DAE, foram afetados significativamente pelas doses de N aplicadas. Relações significativas foram observadas entre os valores do NDVI e índice de clorofila e IAF. Aos 92 DAE o NDVI apresentou relação linear positiva e altamente significativa com o teor foliar de N. Os resultados obtidos indicam que as técnicas de geoestatística e sensoriamento remoto podem auxiliar na tomada de decisões sobre as práticas de calagem e adubação em taxa variada na cultura do algodoeiro. / Know the cotton answer (Gossypium hirsutum L. var. latifolium Hutch) to the spatial variability of soil physical and chemical attributes and its spectral behavior by means of varied rates of nutrients can help to establish soil and crop management strategies, with better use of lime and fertilizers. This work was developed to: a) study the spatial variability of soil fertility, nutritional state, plants population, reproductive structures number and cotton yield in a commercial field; b) to study the relationships among those variables; c) to evaluate the effect of the variation of nitrogen levels on the detection of its content on cotton leaves using reflectance properties by an active optical sensor. Two differentiated experiments were conducted; the first one was located in a commercial field in Chapadão do Céu, GO. Data were collected in a area of 90 hectares, divided in a regular grid of 100 m with 10 columns and 11 lines. In order to detect the variation in the small scale, more intense samplings with spacing of 33 m were conducted forming 5 islands, constituting a total of 170 samples. The data were submitted to the descriptive statistical analysis, geostatistic, interpolation through ordinary kriging, and stepwise regression analysis. The variability expressed by variation coefficient were low to moderated for all analyzed variables, except for healthy bolls and soil P. Geostatistics analysis indicated that the crop cotton factors of production present, in its majority, spatial dependence and this should be considered when of the definition of sampling schemes and soil and crop management practices. Cotton yield was affected significantly by N, P, Ca and Mg in the leaves, as well as sand and clay fraction of the soil. The second experiment was accomplished in an experimental area at USP/ESALQ, in Piracicaba, SP. The experiment was conducted as a randomized block design and treatments consisted on five levels of nitrogen fertilization (0, 50, 100, 150 and 200 kg of N ha-1) with four replications. The readings of Normalized Difference Vegetation Index (NDVI and the ratio Red/Near infrared (RED/NIR) were collected between 23 to 92 days after the emergency (DAE), with the total of 9 visits. Data referred to the chlorophyll index, leaf area index (LAI) and plants height were also collected. The values of NDVI presented a growing tendency along the period, while RED/NIR had an inverse behavior, being significantly affected by the rates of applied N, starting from 45 DAE. At 92 DAE, NDVI presented a positive linear relationship with leaves N content. Significant relationships were observed between the values of NDVI and chlorophyll index and LAI. The results obtained indicate that geostatistic techniques and remote sensing can help on management decisions for variable rate application of lime and fertilizers in cotton.

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Widely distributed species are experiencing a continual pattern of range shifts due to anthropogenic expansion and climate change, forcing these species into novel environments and out of critical habitat. The ability to estimate current and forecasted states of demographic parameters of species distributed along a gradient of environments is becoming increasingly important in a time of large-scale environmental change. Consulting models that provide temporally relevant estimates of population dynamics based on the latest realizations of environmental conditions can allow for informed, quick and decisive conservation and management actions. Modelling the drivers of demography across a wide range of environmental conditions will provide a more comprehensive understanding of how species will respond to novel environments. In this study we provide an example of relating seasonal-environmental variables to survival in a widely distributed ungulate species. We used a mule deer (Odocoileus hemionus) survival dataset collected in Utah with seven sites distributed across the multiple ecoregions of the state, allowing for the elucidation of relationships across a variety of environmental conditions. Multivariate analyses predicting survival of young and adult females were performed using geographic location, elevation, and seasonal satellite-derived primary productivity data and weather variables. We developed frameworks for estimating past and current states of survival and predicting short-term (sub-year) forecasts of survival. Furthermore, we investigated adaptive modelling techniques for increasing the certainty of the forecasted predictions of survival. We found that increased winter precipitation had a negative effect on survival across the state. Survival was lower in the northern region of the state and in higher elevations. Furthermore, measures of summer primary productivity had a positive relationship with survival. Lastly, our adaptive modelling demonstration shows that uncertainty of forecasted survival predictions can be reduced with the addition of data. This study provides a framework for developing models that will provide invaluable information to managers in a time of large-scale environmental change.

La plaine semi-aride du Tensift au centre du Maroc est une région confrontée à des difficultés croissantes en terme de gestion de l'eau (pluviométrie faible et irrégulière, croissance des besoins sous l'effet de la démographie galopante et l'extension des zones irriguées). Dans ce contexte et dans le cadre du projet SudMed, l'objectif de la thèse est de décrire, dans l'espace (à la résolution kilométrique) et sur de longues périodes temporelles (la décennie), le fonctionnement hydrique des agro-systèmes irrigués de la plaine du Tensift (~3000 km²). La méthodologie développée repose sur le contrôle de modèles agro-météorologiques par des données satellites issues de capteurs optique à large champ (données MODIS de 2000 à 2006). Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à l'occupation du sol, connaissance préalable à la quantification des besoins en eau des cultures. Etant donné la résolution spatiale de MODIS (250 m), nous avons eu recours à des méthodes de désagrégation, qui ont permis d'identifier et de cartographier les trois principales classes d'occupation du sol: zones non irriguées, cultures annuelles, plantations arborées. Dans une deuxième partie, nous avons utilisé cette information pour spatialiser un modèle de bilan hydrique, en étudiant tout particulièrement les termes d'évapotranspiration et d'irrigation. L'évaluation du modèle est effectuée par comparaison: (1) aux données collectées sur les parcelles d'expérimentation du projet SudMed; (2) à des cartes établies à l'aide d'images à haute résolution spatiale et temporelleFORMOSAT-2 et (3) aux volumes d'eau des barrages distribués par l'office agricole régional. Cette étude ouvre des perspectives pour l'estimation des volumes d'eau d'irrigation transitant par les différents réseaux d'irrigation, et en particulier ceux prélevés dans la nappe phréatique du Tensift.