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Cartographie sémantique hybride de scènes urbaines à partir de données image et Lidar / Mohamed Boussaha (2020)
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Titre : Cartographie sémantique hybride de scènes urbaines à partir de données image et Lidar Titre original : 3D hybrid urban scene semantic mapping from multi-modal data Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Mohamed Boussaha , Auteur ; Bruno Vallet
, Directeur de thèse ; Patrick Rives, Directeur de thèse
Editeur : Champs/Marne : Université Paris-Est Année de publication : 2020 Projets : PLaTINUM / Gouet-Brunet, Valérie Note générale : bibliographie
Dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy delivered by Université Paris-EstLangues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications photogrammétriques
[Termes IGN] apprentissage dirigé
[Termes IGN] carte de profondeur
[Termes IGN] descripteur
[Termes IGN] données lidar
[Termes IGN] données localisées 3D
[Termes IGN] fusion de données multisource
[Termes IGN] image panoramique
[Termes IGN] maillage par triangles
[Termes IGN] reconstruction 3D du bâti
[Termes IGN] réflectance
[Termes IGN] scène intérieure
[Termes IGN] scène urbaine
[Termes IGN] segmentation sémantique
[Termes IGN] semis de points
[Termes IGN] système de numérisation mobile
[Termes IGN] texturage
[Termes IGN] traitement de semis de pointsIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) Avec la démocratisation des applications collaboratives d'assistance à la navigation et l'avènement de robots autonomes, la cartographie mobile suscite ces dernières années une attention croissante, tant dans les milieux académiques qu'industriels. La numérisation de l'environnement offre non seulement une connaissance fine et exhaustive permettant aux usagers d'anticiper et de planifier leurs déplacements, mais garantit aussi la disponibilité d'informations fiables notamment en cas d'éventuelle défaillance des capteurs visuels d'un véhicule autonome. S'agissant d'un enjeu crucial pour une navigation fiable, la cartographie mobile soulève en revanche de nombreux défis en matière de robustesse, de précision et de passage à l'échelle. Cette problématique fait appel à des méthodes qui requièrent une capacité de traitement de données massives avec une précision centimétrique tout en gérant les spécificités de l'acquisition (la variabilité du niveau de détails, des occultations et des fortes variations de luminosité).
Cette thèse porte sur le développement d'un référentiel global géolocalisé de l'environnement urbain constitué de représentations 3D géométriques, photométriques et sémantiques. Dans un premier temps, une investigation approfondie de la représentation la plus adaptée à un tel référentiel, permet une reconstruction d'une carte haute définition à large échelle sous forme d'un maillage 3D texturé. Cette représentation est mise en place par fusion multimodale d'images orientées et de balayages LiDAR géo-référencés acquis depuis une plateforme de cartographie mobile terrestre. Par la suite, nous proposons d'intégrer l'aspect sémantique au référentiel 3D reconstruit en exploitant la complémentarité entre les modalités d'acquisition photométriques et géométriques. À travers la riche littérature sur le sujet, nous identifions l'absence d'un jeu de données urbain multimodal annoté incluant un maillage texturé à large échelle. Nous abordons ce verrou par la production d'un jeu de données composé de nuages de point 3D, d'images 2D perspectives et panoramiques, de cartes de profondeur et de reflectance ainsi qu'un maillage texturé avec les annotations correspondantes à chaque modalité. Dans un second temps, nous considérons le référentiel comme un nuage de points structuré par un graphe d'adjacence. Nous introduisons une nouvelle approche de sur-segmentation par apprentissage supervisé. Cette méthode opère en deux temps: calcul de descripteurs locaux des points 3D par apprentissage profond de métrique, puis partition du nuage de points en zones uniformes, appelées superpoints. Les descripteurs sont appris de telle sorte qu'ils présentent de forts contrastes à l'interface entre objets, incitant la partition résultante à suivre leurs contours naturels. Nos expériences sur des scènes intérieures et extérieures montrent la nette supériorité de notre approche sur les méthodes de partition de nuage de points de l'état de l'art, qui ne reposaient pas jusqu'à là sur l'apprentissage machine. Nous montrons également que notre méthode peut être combinée à un algorithme de classification de superpoints pour obtenir d'excellents résultats en terme de segmentation sémantique, améliorant aussi l'état de l'art sur ce sujet. Enfin, nous étendons cette approche aux maillages texturés. Les triangles, structurés cette fois-ci par le graphe d'adjacence du maillage, sont partitionnés en groupes homogènes appelés superfacettes. À l'instar des nuages de points, des descripteurs locaux du maillage texturé sont appris de façon à ce que les frontières d'objets sémantiquement distincts présentent un contraste élevé. Ces descripteurs sont le résultat d'une fusion des descripteurs appris sur le maillage par convolution des arêtes d'une part, et des descripteurs de texture d'autre part. Les expériences réalisées sur notre jeu de données illustrent la supériorité de notre approche par rapport aux méthodes de l'état de l'art de sur-segmentation de maillage.Numéro de notice : 17674 Affiliation des auteurs : UGE-LASTIG (2020- ) Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de doctorat : Geographical Information Sciences and technologies : UPE : 2020 Organisme de stage : LaSTIG (IGN) nature-HAL : Thèse En ligne : https://hal.science/tel-03276242v1 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=98009 Classification of poplar trees with object-based ensemble learning algorithms using Sentinel-2A imagery / H. Tombul in Journal of geodetic science, vol 10 n° 1 (January 2020)
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[article]
Titre : Classification of poplar trees with object-based ensemble learning algorithms using Sentinel-2A imagery Type de document : Article/Communication Auteurs : H. Tombul, Auteur ; Ismail Colkesen, Auteur ; Taskin Kavzoglu, Auteur Année de publication : 2020 Article en page(s) : pp 14 - 22 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image optique
[Termes IGN] algorithme d'apprentissage
[Termes IGN] analyse canonique
[Termes IGN] analyse comparative
[Termes IGN] bande spectrale
[Termes IGN] boosting adapté
[Termes IGN] carte de la végétation
[Termes IGN] carte thématique
[Termes IGN] classification orientée objet
[Termes IGN] classification par forêts d'arbres décisionnels
[Termes IGN] image Sentinel-MSI
[Termes IGN] jeu de données
[Termes IGN] Populus (genre)
[Termes IGN] précision de la classification
[Termes IGN] Rotation Forest classification
[Termes IGN] segmentation multi-échelle
[Termes IGN] TurquieRésumé : (auteur) The poplar species in the forest ecosystems are one of the most valuable and beneficial species for the society and environment. Conventional methods require high cost, time and labor need, and the results obtained vary and are insu˚cient in terms of achieved accuracy level. Determination of poplar cultivated fields and mapping of their spatial sites play a vital role for decision-makers and planners to enhance the economic and ecological value of poplar trees. The study aims to map Poplar (P. deltoides) cultivated areas in Akyazi district of Sakarya, Turkey province using various combinations of the Sentinel-2A image bands. For this purpose, object-based classification based on multi-resolution segmentation algorithm was utilized to produce image objects and ensemble learning algorithms, namely, Adaboost (AdaB), Random Forest (RF), Rotation Forest (RotFor) and Canonical correlation forest (CCF) were applied to produce thematic maps. In order to analyze the effects of the spectral bands of the Sentinel-2A image on the object-based classification performance, three datasets consisting of different spectral band combinations (i.e. four 10 m bands, six 20 m bands and ten 10m pan-sharpened bands) were used. The results showed that the RotFor and CCF classifiers produced superior classification performances compared to the AdaB and RF classifiers for the band combinations regarded in this study. Moreover, it was found that determination of poplar tree class level accuracy reached to ~94% in terms of F-score. It was also observed that the inclusion of the six spectral bands at 20 m resolution resulted in a noteworthy increase in classification accuracy (up to 6%) compared to single 10m band combination. Numéro de notice : A2020-420 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : FORET/IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1515/jogs-2020-0003 Date de publication en ligne : 04/05/2020 En ligne : https://doi.org/10.1515/jogs-2020-0003 Format de la ressource électronique : url article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=95477
in Journal of geodetic science > vol 10 n° 1 (January 2020) . - pp 14 - 22[article]
Titre : Co-visualization of air temperature and urban data for visual exploration Type de document : Article/Communication Auteurs : Jacques Gautier , Auteur ; Mathieu Brédif
, Auteur ; Sidonie Christophe
, Auteur
Editeur : New-York : IEEE Computer society Année de publication : 2020 Projets : URCLIM / Masson, Valéry Conférence : IEEE VIS 2020, (VAST, INFOVIS, SCIVIS), premier forum for advances in visualization and visual analytics 25/10/2020 30/10/2020 en ligne vers VIS.org Importance : 5 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Termes IGN] analyse géovisuelle
[Termes IGN] distribution spatiale
[Termes IGN] exploration de données géographiques
[Termes IGN] ilot thermique urbain
[Termes IGN] modèle 3D de l'espace urbain
[Termes IGN] morphologie urbaine
[Termes IGN] rendu (géovisualisation)
[Termes IGN] représentation graphique
[Termes IGN] température de l'air
[Termes IGN] visualisation 3D
[Vedettes matières IGN] GéovisualisationRésumé : (auteur) Urban climate data remain complex to analyze regarding their spatial distribution. The co-visualization of simulated air temperature into urban models could help experts to analyze horizontal and vertical spatial distributions. We design a co-visualization framework enabling simulated air temperature data exploration, based on the graphic representation of three types of geometric proxies, and their co-visualization with a 3D urban model with various possible rendering styles. Through this framework, we aim at allowing meteorological researchers to visually analyze and interpret the relationships between simulated air temperature data and urban morphology. Numéro de notice : C2020-005 Affiliation des auteurs : UGE-LASTIG (2020- ) Autre URL associée : VIS 2020 Thématique : GEOMATIQUE Nature : Communication nature-HAL : ComAvecCL&ActesPubliésIntl DOI : 10.1109/VIS47514.2020.00021 Date de publication en ligne : 01/02/2021 En ligne : https://doi.org/10.1109/VIS47514.2020.00021 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=96161 Documents numériques
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Titre : Collaborative visual-inertial state and scene estimation Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Marco Karrer, Auteur ; Margarita Chli, Directeur de thèse Editeur : Zurich : Eidgenossische Technische Hochschule ETH - Ecole Polytechnique Fédérale de Zurich EPFZ Année de publication : 2020 Importance : 151 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie
A thesis submitted to attain the degree of Doctor of Sciences of ETH Zurich in Mechanical EngineeringLangues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Acquisition d'image(s) et de donnée(s)
[Termes IGN] cartographie et localisation simultanées
[Termes IGN] centrale inertielle
[Termes IGN] compensation par faisceaux
[Termes IGN] estimation de pose
[Termes IGN] image captée par drone
[Termes IGN] reconstruction d'objet
[Termes IGN] robotique
[Termes IGN] système multi-agents
[Termes IGN] vision par ordinateurIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) The capability of a robot to create a map of its workspace on the fly, while constantly updating it and continuously estimating its motion in it, constitutes one of the central research problems in mobile robotics and is referred to as Simultaneous Localization And Mapping (SLAM) in the literature. Relying solely on the sensor-suite onboard the robot, SLAM is a core building block in enabling the navigational autonomy necessary to facilitate the general use of mobile robots and has been the subject of booming research interest spanning over three decades. With the largest body of related literature addressing the challenge of single-agent SLAM, it is only very recently, with the relative maturity of this field that approaches tackling collaborative SLAM with multiple agents have started appearing. The potential of collaborative multi-agent SLAM is great; not only promising to boost the efficiency of robotic missions by splitting the task at hand to more agents but also to improve the overall robustness and accuracy by boosting the amount of data that each agent’s estimation process has access to. While SLAM can be performed using a variety of different sensors, this thesis is focused on the fusion of visual and inertial cues, as one of the most common combinations of sensing modalities in robotics today. The information richness captured by cameras, along with the high-frequency and metric information provided by Inertial Measurement Units (IMUs) in combination with the low weight and power consumption offered by a visual-inertial sensor suite render this setup ideal for a wide variety of applications and robotic platforms, in particular to resource-constrained platforms such as Unmanned Aerial Vehicles (UAVs). The majority of the state-of-the-art visual-inertial estimators are designed as odometry algorithms, providing only estimates consistent within a limited time-horizon. This lack in global consistency of estimates, however, poses a major hurdle in an effective fusion of data from multiple agents and the practi- cal definition of a common reference frame, which is imperative before collaborative effort can be coordinated. In this spirit, this thesis investigates the potential of global optimization, based on a central access point (server) as a first approach, demonstrating global consistency using only monocular-inertial data. Fusing data from multiple agents, not only consistency can be maintained, but also the accuracy is shown to improve at times, revealing the great potential of collaborative SLAM. Aiming at improving the computational efficiency, in a second approach a more efficient system architecture is employed, allowing a more suitable distribution of the computational load amongst the agents and the server. Furthermore, the architecture implements a two-way communication enabling a tighter collaboration between the agents as they become capable of re-using information captured by other agents through communication with the server, enabling improvements of their onboard pose tracking online, during the mission. In addition to general collaborative SLAM without specific assumptions on the agents’ relative pose configuration, we investigate the potential of a configuration with two agents, carrying one camera each with overlapping fields of view, essentially forming a virtual stereo camera. With the ability of each robotic agent to move independently, the potential to control the stereo baseline according to the scene depth is very promising, for example at high altitudes where all scene points are far away and, therefore, only provide weak constraints on the metric scale in a standard single-agent system. To this end, an approach to estimate the time-varying stereo transformation formed between two agents is proposed, by fusing the egomotion estimates of the individual agents along with the image measurements extracted from the view-overlap in a tightly coupled fashion. Taking this virtual stereo camera idea a step further, a novel collaboration framework is presented, utilizing the view-overlap along with relative distance measurements across the two agents (e.g. obtained via Ultra-Wide Band (UWB) modules), in order to successfully perform state estimation at high altitudes where state-of-the-art single-agent methods fail. In the interest of low-latency pose estimation, each agent holds its own estimate of the map, while consistency between the agents is achieved using a novel consensus-based sliding window bundle adjustment. Despite that in this work, experiments are shown in a two-agent setup, the proposed distributed bundle adjustment scheme holds great potential for scaling up to larger problems with multiple agents, due to the asynchronicity of the proposed estimation process and the high level of parallelism it permits. The majority of the developed approaches in this thesis rely on sparse feature maps in order to allow for efficient and timely pose estimation, however, this translates to reduced awareness of the spatial structure of a robot’s workspace, which can be insufficient for tasks requiring careful scene interaction and manipulation of objects. Equipping a typical visual-inertial sensor suite with an RGB-D camera, an add-on framework is presented that enables the efficient fusion of naturally noisy depth information into an accurate, local, dense map of the scene, providing sufficient information for an agent to plan contact with a surface. With the focus on collaborative SLAM using visual-inertial data, the approaches and systems presented in this thesis contribute towards achieving collaborative Visual-Inertial SLAM (VI-SLAM) deployable in challenging real-world scenarios, where the participating agents’ experiences get fused and processed at a central access point. On the other side, it is shown that taking advantage of specific configurations can push the collaboration amongst the agents towards achieving greater general robustness and accuracy of scene and egomotion estimates in scenarios, where state-of-the-art single-agent systems are otherwise unsuccessful, paving the way towards intelligent robot collaboration. Note de contenu : Introduction
1- Real-time dense surface reconstruction for aerial manipulation
2- Towards globally consistent visual-inertial collaborative SLAM
3- CVI-SLAM – collaborative visual-inertial SLAM
4- Collaborative 6DoF relative pose estimation for two UAVs with overlapping fields of view
5- Distributed variable-baseline stereo SLAM from two UAVsNuméro de notice : 28318 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE/INFORMATIQUE Nature : Thèse étrangère Note de thèse : PhD Thesis : Mechanical Engineering : ETH Zurich : 2020 DOI : sans En ligne : https://www.research-collection.ethz.ch/handle/20.500.11850/465334 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=98251 Comparing supervised learning algorithms for Spatial Nominal Entity recognition / Amine Medad (2020)
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Titre : Comparing supervised learning algorithms for Spatial Nominal Entity recognition Type de document : Article/Communication Auteurs : Amine Medad, Auteur ; Mauro Gaio, Auteur ; Ludovic Moncla , Auteur ; Sébastien Mustière
, Auteur ; Yannick Le Nir, Auteur
Editeur : Göttingen : Copernicus publications Année de publication : 2020 Collection : AGILE GIScience Series num. vol 1 Projets : 1-Pas de projet / Masson, Valéry Conférence : AGILE 2020, 23rd AGILE Conference on Geographic Information Science 16/06/2020 19/06/2020 Chania - Crète Grèce OA Proceedings Importance : 18 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : biblographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Intelligence artificielle
[Termes IGN] algorithme d'apprentissage
[Termes IGN] analyse comparative
[Termes IGN] entité géographique
[Termes IGN] recherche d'information géographique
[Termes IGN] reconnaissance de noms
[Termes IGN] traitement du langage naturelRésumé : (auteur) Discourse may contain both named and nominal entities. Most common nouns or nominal mentions in natural language do not have a single, simple meaning but rather a number of related meanings. This form of ambiguity led to the development of a task in natural language processing known as Word Sense Disambiguation. Recognition and categorisation of named and nominal entities is an essential step for Word Sense Disambiguation methods. Up to now, named entity recognition and categorisation systems mainly focused on the annotation, categorisation and identification of named entities. This paper focuses on the annotation and the identification of spatial nominal entities. We explore the combination of Transfer Learning principle and supervised learning algorithms, in order to build a system to detect spatial nominal entities. For this purpose, different supervised learning algorithms are evaluated with three different context sizes on two manually annotated datasets built from Wikipedia articles and hiking description texts. The studied algorithms have been selected for one or more of their specific properties potentially useful in solving our problem. The results of the first phase of experiments reveal that the selected algorithms have similar performances in terms of ability to detect spatial nominal entities. The study also confirms the importance of the size of the window to describe the context, when word-embedding principle is used to represent the semantics of each word. Numéro de notice : C2020-013 Affiliation des auteurs : UGE-LASTIG+Ext (2020- ) Thématique : GEOMATIQUE/INFORMATIQUE Nature : Communication nature-HAL : ComAvecCL&ActesPubliésIntl DOI : 10.5194/agile-giss-1-15-2020 Date de publication en ligne : 15/07/2020 En ligne : https://doi.org/10.5194/agile-giss-1-15-2020 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=95688 Comparison of multi-seasonal Landsat 8, Sentinel-2 and hyperspectral images for mapping forest alliances in Northern California / Matthew L. Clark in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, vol 159 (January 2020)
PermalinkConstraint based evaluation of generalized images generated by deep learning / Azelle Courtial (2020)
PermalinkContext-aware convolutional neural network for object detection in VHR remote sensing imagery / Yiping Gong in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 58 n° 1 (January 2020)
PermalinkConvolutional neural networks for change analysis in earth observation images with noisy labels and domain shifts / Rodrigo Caye Daudt (2020)
PermalinkPermalinkPermalinkPermalinkPermalinkEnhancing knowledge, skills, and spatial reasoning through location-based mobile learning / Christian Sailer (2020)
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