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Development of a novel hybrid multi-boosting neural network model for spatial prediction of urban flood / Amid Darabi in Geocarto international, vol 37 n° 19 ([15/09/2022])  

Public [article]  inGeocarto international > vol 37 n° 19 [15/09/2022] . - pp 5716 - 5741 Titre : Development of a novel hybrid multi-boosting neural network model for spatial prediction of urban flood Type de document : Article/Communication Auteurs : Amid Darabi, Auteur ; Omid Rahmati, Auteur ; Seyed Amir Naghibi, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2022 Article en page(s) : pp 5716 - 5741 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Cartographie thématique [Termes IGN] aléa [Termes IGN] apprentissage automatique [Termes IGN] cartographie des risques [Termes IGN] classification et arbre de régression [Termes IGN] classification par forêts d'arbres décisionnels [Termes IGN] classification par Perceptron multicouche [Termes IGN] écoulement des eaux [Termes IGN] inondation [Termes IGN] Iran [Termes IGN] simulation spatiale [Termes IGN] zone urbaine Résumé : (auteur) In this study, a new hybridized machine learning algorithm for urban flood susceptibility mapping, named MultiB-MLPNN, was developed using a multi-boosting technique and MLPNN. The model was tested in Amol City, Iran, a data-scarce city in an ungauged area which is prone to severe flood inundation events and currently lacks flood prevention infrastructure. Performance of the hybridized model was compared with that of a standalone MLPNN model, random forest and boosted regression trees. Area under the curve, efficiency, true skill statistic, Matthews correlation coefficient, misclassification rate, sensitivity and specificity were used to evaluate model performance. In validation, the MultiB-MLPNN model showed the best predictive performance. The hybridized MultiB-MLPNN model is thus useful for generating realistic flood susceptibility maps for data-scarce urban areas. The maps can be used to develop risk-reduction measures to protect urban areas from devastating floods, particularly where available data are insufficient to support physically based hydrological or hydraulic models. Numéro de notice : A2022-708 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : GEOMATIQUE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1080/10106049.2021.1920629 Date de publication en ligne : 13/05/2021 En ligne : https://doi.org/10.1080/10106049.2021.1920629 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=101578 [article]

Assessing surface drainage conditions at the street and neighborhood scale: A computer vision and flow direction method applied to lidar data / Cheng-Chun Lee in Computers, Environment and Urban Systems, vol 93 (April 2022)  

Public [article]  inComputers, Environment and Urban Systems > vol 93 (April 2022) . - n° 101755 Titre : Assessing surface drainage conditions at the street and neighborhood scale: A computer vision and flow direction method applied to lidar data Type de document : Article/Communication Auteurs : Cheng-Chun Lee, Auteur ; Nasir G. Gharaibeh, Auteur Année de publication : 2022 Article en page(s) : n° 101755 Note générale : bibliogrphie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Lasergrammétrie [Termes IGN] classification par réseau neuronal convolutif [Termes IGN] données lidar [Termes IGN] données localisées 3D [Termes IGN] drainage [Termes IGN] écoulement des eaux [Termes IGN] Houston (Texas) [Termes IGN] inondation [Termes IGN] lidar mobile [Termes IGN] modèle numérique de surface [Termes IGN] ruissellement [Termes IGN] segmentation sémantique Résumé : (auteur) Surface drainage at the neighborhood and street scales plays an important role in conveying stormwater and mitigating urban flooding. Surface drainage at the local scale is often ignored due to the lack of up-to-date fine-scale topographical information. This paper addresses this issue by providing a novel method for evaluating surface drainage at the neighborhood and street scales based on mobile lidar (light detection and ranging) measurements. The developed method derives topographical properties and runoff accumulation by applying a semantic segmentation (SS) model (a computer vision technique) and a flow direction model (a hydrology technique) to lidar data. Fifty lidar images representing 50 street blocks were used to train, validate, and test the SS model. Based on the test dataset, the SS model has 80.3% IoU and 88.5% accuracy. The results suggest that the proposed method can effectively evaluate surface drainage conditions at both the neighborhood and street scales and identify problematic low points that could be susceptible to water ponding. Municipalities and property owners can use this information to take targeted corrective maintenance actions. Numéro de notice : A2022-120 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE/URBANISME Nature : Article DOI : 10.1016/j.compenvurbsys.2021.101755 Date de publication en ligne : 13/01/2022 En ligne : https://doi.org/10.1016/j.compenvurbsys.2021.101755 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=99661 [article]

Modélisations des écoulements fluviaux adaptées aux observations spatiales et assimilations de données altimétriques / Thibault Malou (2022)  

Public Titre : Modélisations des écoulements fluviaux adaptées aux observations spatiales et assimilations de données altimétriques Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Thibault Malou, Auteur ; Jérôme Monnier, Directeur de thèse ; Pierre-André Garambois, Directeur de thèse Editeur : Toulouse [France] : Institut National des Sciences Appliquées INSA Toulouse Année de publication : 2022 Importance : 207 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie Thèse pour obtenir le grade de Docteur de l'Université de Toulouse, Spécialité : Mathématiques et Applications Langues : Français (fre) Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale [Termes IGN] altimétrie satellitaire par radar [Termes IGN] assimilation des données [Termes IGN] débit [Termes IGN] données altimétriques [Termes IGN] données Jason [Termes IGN] écoulement des eaux [Termes IGN] image Sentinel-3 [Termes IGN] modélisation spatio-temporelle [Termes IGN] niveau de l'eau [Termes IGN] problème inverse [Termes IGN] réseau hydrographique [Termes IGN] rivière Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) Ces travaux de thèse portent sur la modélisation des rivières adaptée à l'altimétrie spatiale, qui permet de mesurer la hauteur d'eau des rivières. Pour estimer le débit sur la base de ces données, les modèles mathématiques ont besoin d'être consistants avec l'échelle spatio-temporelle des observations (centaines de mètres et dizaines de jours) ainsi qu'une estimation de certaines grandeurs non-mesurées par ces satellites d'altimétrie, notamment la hauteur du fond et une paramétrisation physique (coefficient de friction).La difficulté de l'estimation du débit à partir des données altimétriques vient notamment de la pente de la surface libre, qui n'est pas non plus mesurée à une échelle assez fine. Une nouvelle méthodologie pour déterminer des lois algébriques locales d'estimation de débit (lois dites Stage-Fall-Discharge, SFD) à partir des données altimétriques issues de plusieurs satellites (e.g. Jason-3, Sentinel-3A et Sentinel-3B) est alors proposée. La méthode se base sur une modélisation hydrodynamique calibrée par assimilation des données altimétriques. Ces lois SFD sont déterminées de manière à reproduire le débit estimé par la modélisation hydrodynamique à partir de données altimétriques et de grandeurs hydrauliques simulées.Ces lois sont obtenues avec succès sur le réseau hydrographique complexe du Rio Negro-Rio Branco.La méthode devrait être applicable pour estimer le débit de manière opérationnelle.La modélisation adaptée aux observations spatiales nécessite donc de choisir des modèles cohérents avec les données disponibles et les échelles spatio-temporelles observées. De ce fait, l'équation de l'onde diffusante a l'avantage d'avoir comme variable d'état la hauteur d'eau de la rivière qui est directement mesurée contrairement au débit.Dans ces travaux, une double échelle spatio-temporelle est introduite pour prendre en compte l'échelle de la physique (petite échelle) et celle des observations (grande échelle). Les variations de la largeur sont négligeables à l'échelle de la physique, ce qui n'est pas le cas à l'échelle des observations. Une équation de l'onde diffusante adaptée à l'échelle des observations spatiales est établie. Cette nouvelle équation de l'onde diffusante prend en compte les variations de la largeur grâce à deux termes additionnels par rapport à l'équation classique.Une étude numérique met en avant que l'équation à l'échelle des observations estime avec une meilleure précision la pente de la surface libre et donc le débit par rapport à l'équation classique. Un des termes additionnels de l'équation à l'échelle des observations est aussi mis en avant grâce à une quantification de l'importance des termes d'un dictionnaire basée sur une régression parcimonieuse.Pour obtenir une estimation de la hauteur du fond et du coefficient de friction (non-observés par les satellites d'altimétrie), les données altimétriques sont assimilées dans les modèles hydrodynamiques en minimisant une fonction coût basée sur l'écart entre la hauteur modélisée et la hauteur mesurée. La qualité de cette assimilation de données dépend notamment de l'estimation de la covariance de l'erreur d'ébauche, i.e. erreur entre la valeur d'ébauche et la vraie valeur du paramètre, qui préconditionne la hessienne de la fonction coût. Cependant, cette covariance est couramment définie de manière empirique.Ainsi, ces travaux proposent une méthode pour estimer la covariance de l'erreur d'ébauche et la longueur de corrélation à partir des équations de la physique (équations de l'onde diffusante dans le cas présent) en utilisant les noyaux de Green.Ces nouveaux opérateurs ainsi que la longueur de corrélation consistante avec la physique couplée avec un noyau exponentiel décroissant donnent de meilleurs résultats que les opérateurs empiriques. Note de contenu : Introduction 1. Données satellitaires, modélisations d’écoulements fluviaux et problèmes inverses 1.1 Altimétrie spatiale et données satellitaires 1.2 Modélisation mathématique des écoulements 1.3 Problèmes inverses et assimilation de données 2. Generation and analysis of stage-fall-discharge laws from coupled hydrological-hydraulic river network model integrating sparse multi-satellite data 2.1 Introduction 2.2 Flow models and observables 2.3 Study zone and calibrated river network model 2.4 SFD calibration and analysis 2.5 Discussions 2.6 Conclusion 3. Double-scale diffusive wave equations dedicated to spatial rivers observations 3.1 Introduction 3.2 Derivation of the double-scale diffusive wave model 3.3 Numerical results 3.4 Quantification of each term importance 3.5 Conclusion 4. Covariance operators investigation from diffusive wave equations for data assimilation in hydrology 4.1 Introduction 4.2 Variational Data Assimilation based on classical covariance operators 4.3 Covariance operators from Green-like kernels of the double scale diffusive wave equations 4.4 Inference of the bathymetry zb(x) using the physically-derived covariance operators 4.5 Inference of the pair (zb, Ks)(x) from lower quality data 4.6 Conclusion 5. Travaux en perspectives et conclusion générale 5.1 Travaux en perspectives 5.2 Conclusion Numéro de notice : 26907 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : MATHEMATIQUE/POSITIONNEMENT Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Mathématiques et Applications : Toulouse : 2022 Organisme de stage : Institut de Mathématiques de Toulouse IMT nature-HAL : Thèse DOI : sans Date de publication en ligne : 14/10/2022 En ligne : https://hal.science/tel-03630148v1 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=101921

A high-efficiency global model of optimization design of impervious surfaces for alleviating urban waterlogging in urban renewal / Huafei Yu in Transactions in GIS, Vol 25 n° 4 (August 2021)  

Public [article]  inTransactions in GIS > Vol 25 n° 4 (August 2021) . - pp 1716 - 1740 Titre : A high-efficiency global model of optimization design of impervious surfaces for alleviating urban waterlogging in urban renewal Type de document : Article/Communication Auteurs : Huafei Yu, Auteur ; Yaolong Zhao, Auteur ; Tao Xu, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : pp 1716 - 1740 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Analyse spatiale [Termes IGN] Canton (Kouangtoung) [Termes IGN] eau pluviale [Termes IGN] écoulement des eaux [Termes IGN] optimisation par colonie de fourmis [Termes IGN] programmation linéaire [Termes IGN] sol hydromorphe [Termes IGN] surface imperméable [Termes IGN] urbanisation [Termes IGN] utilisation du sol Résumé : (auteur) The rapid expansion and unreasonable design of impervious surfaces caused by urbanization have seriously aggravated urban waterlogging. Determining how to optimize the spatial layout of impervious surfaces is the focus of urban waterlogging prevention in urban renewal. The existing urban-renewal methods include constructing low-impact development measures by reducing the area of impervious surfaces or implementing a local high-strength design based on the ant colony algorithm (ACA) from the viewpoint of optimization design. However, these methods have obvious shortcomings in terms of time efficiency, and their optimized design schemes are insufficient at considering the global impervious surface design. Therefore, to address these problems, the study proposes a coupled model of multivariate linear programming and Soil Conservation Service curve number. The model is employed in the central city of Guangzhou, China. The results show, first, that the optimal design of impervious surfaces in urban renewal is to construct a discontinuous connection of high-low-high-density impervious surfaces; second, that, compared with ACA, our method has higher robustness, increases the average optimization rate by 4.48 to 14.00%, and reduces the optimization time over 30 days to 20.8 s; and third, that the optimal results realize the global low-strength transformation as complements of the existing design scheme of local high-strength transformation. This study optimizes methods for alleviating urban waterlogging urban renewal at different scales or intensities. Numéro de notice : A2021-701 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : GEOMATIQUE/URBANISME Nature : Article DOI : 10.1111/tgis.12757 Date de publication en ligne : 05/05/2021 En ligne : https://doi.org/10.1111/tgis.12757 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=98576 [article]

Development and assessment of rainwater harvesting suitability map using analytical hierarchy process, GIS and RS techniques / Khaled S. Balkhair in Geocarto international, vol 36 n° 4 ([01/03/2021])  

Public [article]  inGeocarto international > vol 36 n° 4 [01/03/2021] . - pp 421 - 448 Titre : Development and assessment of rainwater harvesting suitability map using analytical hierarchy process, GIS and RS techniques Type de document : Article/Communication Auteurs : Khaled S. Balkhair, Auteur ; Khalil Ur Rahman, Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : pp 421 - 448 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Cartographie thématique [Termes IGN] aide à la décision [Termes IGN] analyse de sensibilité [Termes IGN] Arabie Saoudite [Termes IGN] bassin hydrographique [Termes IGN] carte hydrographique [Termes IGN] eau pluviale [Termes IGN] écoulement des eaux [Termes IGN] gestion de l'eau [Termes IGN] processus de hiérarchisation analytique [Termes IGN] système d'information géographique Résumé : (auteur) Rainwater harvesting (RWH), which is the collection and storage of rainwater for multiple purposes, is gaining recognition in water supply issues. Selection of harvesting sites is the most critical factor in RWH projects. The objective of this study is to develop a suitability map of RWH sites for a basin in Saudi Arabia. The method used, constitute the identification and assigning weights to criteria, and generation of suitability map using Analytical Hierarchy Process (AHP). Eight appropriate criteria were considered. Results showed that excellent and good sites covered about 40.6% of the total available sites. Sensitivity analysis showed that the curve number (CN), slope, rainfall and soil were the most influential criteria. The maximum increase in the percentage area of excellent sites was 92% while good and moderate classes decreased by 43 and 53%, respectively. The developed suitability maps provide useful information to the decision maker for use in water management. Numéro de notice : A2021-162 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : GEOMATIQUE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1080/10106049.2019.160859 Date de publication en ligne : 10/06/2019 En ligne : https://doi.org/10.1080/10106049.2019.1608591 Format de la ressource électronique : url article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=97082 [article]

Integrating runoff map of a spatially distributed model and thematic layers for identifying potential rainwater harvesting suitability sites using GIS techniques / Hamid Karimi in Geocarto international, vol 36 n° 3 ([15/02/2021])  

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Advances in modeling and management of urban water networks / Enrico Creaco (2021)  

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Improving drainage conditions of forest roads using the GIS and forest road simulator / Mehran Nasiri in Journal of forest science, vol 66 n° 9 (September 2020)  

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Spatial simulation of rainstorm waterlogging based on a water accumulation diffusion algorithm / Jingwei Hou in Geomatics, Natural Hazards and Risk, vol 11 n° 1 (2020)  

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Les eaux de pluie maîtrisées ou en excès / Pierre Clergeot in Géomètre, n° 2173 (octobre 2019)

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Automatic determination of stream networks from DEMs by using road network data to locate culverts / Ville Mäkinen in International journal of geographical information science IJGIS, Vol 33 n° 1-2 (January - February 2019)  

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Enhancing the resolution of urban digital terrain models using mobile mapping systems / Yu Feng in ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, vol IV-4/W6 (October 2018)  

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Efficiently computing the drainage network on massive terrains using external memory flooding process / Thiago L. Gomes in Geoinformatica, vol 19 n° 4 (October - December 2015)  

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Système multi-agent pour la modélisation des écoulements de surface sur un petit bassin versant viticole du Layon / Mahefa Mamy Rakotoarisoa in Revue internationale de géomatique, vol 24 n° 3 (septembre - novembre 2014)  

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Close range stereophotogrammetry and video imagery analyses in soil ecohydrology modelling / Maria J. Rossi in Photogrammetric record, vol 27 n° 137 (March - May 2012)  

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