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Ensemble learning methods on the space of covariance matrices : application to remote sensing scene and multivariate time series classification / Sara Akodad (2021)
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Titre : Ensemble learning methods on the space of covariance matrices : application to remote sensing scene and multivariate time series classification Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Sara Akodad, Auteur ; Christian Germain, Directeur de thèse ; Lionel Bombrun, Directeur de thèse Editeur : Bordeaux : Université de Bordeaux Année de publication : 2021 Importance : 220 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie
Thèse présentée pour obtenir le grade de Docteur de l'Université de Bordeaux, Spécialité Automatique, Productique, Signal et Image, Ingénierie cognitiqueLangues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image mixte
[Termes IGN] analyse multivariée
[Termes IGN] Castanea sativa
[Termes IGN] classification dirigée
[Termes IGN] classification par réseau neuronal convolutif
[Termes IGN] déformation temporelle dynamique (algorithme)
[Termes IGN] géométrie euclidienne
[Termes IGN] image Sentinel-MSI
[Termes IGN] image Sentinel-SAR
[Termes IGN] maladie phytosanitaire
[Termes IGN] matrice de covariance
[Termes IGN] processus gaussien
[Termes IGN] série temporelle
[Termes IGN] surveillance forestièreIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) In view of the growing success of second-order statistics in classification problems, the work of this thesis has been oriented towards the development of learning methods in manifolds. Indeed, covariance matrices are symmetric positive definite matrices that live in a non-Euclidean space. It is therefore necessary to adapt the classical tools of Euclidean geometry to handle this type of data. To do that, we have proposed to exploit the log-Euclidean metric. This latter allows to project the set of covariance matrices on a tangent plane to the manifold defined at a reference point, classically chosen equal to the identity matrix, followed by a vectorization step to obtain the log-Euclidean representation. On this tangent plane, it is possible to define parametric Gaussian models as well as Gaussian mixture models. Nevertheless, this projection on a single tangent plane can induce distortions. In order to overcome this limitation, we have proposed a GMM model composed of several tangent planes, where the reference points are defined by the centers of each cluster.In view of the success of neural networks, in particular convolutional neural networks (CNNs), we have proposed two hybrid transfer learning approaches based on the covariance matrix computed locally and globally on the CNN convolutional layers’ outputs. The local approach relies on the covariance matrices extracted locally on the first layers of a CNN, which are then encoded by the Fisher vectors computed on their log-Euclidean representation, while for the global approach, a single covariance matrix is computed on the feature maps of the CNN deep layers. Moreover, in order to give more importance to the objects of interest present in the images, we proposed to use a covariance matrix weighted by the saliency information. Furthermore, in order to take advantage of both local and global aspects, these two approaches are subsequently combined in an ensemble strategy.On the other hand, the availability of multivariate time series has aroused the interest of the remote sensing community and more generally of machine learning researchers for the development of new learning strategies dedicated to supervised classification. In particular, methods based on the calculation of point-to-point distance between series. Moreover, two series belonging to the same class can evolve in different ways, which can induce temporal distortions (translation, compression, dilation, etc.). To avoid this, warping methods allow to align the time series. In order to extend this approach to time series of covariance matrices, while ensuring invariance to the re-parametrization of the series, we were interested in the TSRVF representation. In the same context, several ensemble methods have been proposed in the literature, including TCK, which relies on similarity computation to classify time series. We have proposed to extend this strategy to covariance matrices by introducing the SO-TCK approach which relies on the log-Euclidean representation of such matrices. Finally, the last axis of this thesis concerns the modeling of temporal trajectories of signals measured by the radar (Sentinel 1) and optical (Sentinel 2) sensors. In particular, we are interested in the forestry problem of the chestnut ink disease in the Montmorency forest. For this purpose, we developed classification and regression models to predict a health status score from the covariance matrix computed on multi-temporal radiometric attributes. Note de contenu : Introduction
1- Riemannian geometry and statistical modeling on the space of Symmetric Positive Definite (SPD) matrices
2- Ensemble learning approaches based on covariance pooling of CNN Features
3- Symmetric positive definite matrix time series classification
4- Forest health monitoring using Sentinel-1 and Sentinel-2 time series
Conclusions and perspectivesNuméro de notice : 28605 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : FORET/IMAGERIE/MATHEMATIQUE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Automatique, Productique, Signal et Image, Ingénierie cognitique : Bordeaux : 2021 Organisme de stage : IMS DOI : sans En ligne : https://tel.hal.science/tel-03484011 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=99446
Titre : Étude de l’évolution du couvert forestier dans le Haut-Béarn Type de document : Mémoire Auteurs : Céline Toussaint, Auteur Editeur : Champs-sur-Marne : Ecole nationale des sciences géographiques ENSG Année de publication : 2021 Importance : 81 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Mémoire de fin d'études, cycle des ingénieurs ENSG 3ème année, Master DDMEG Développement Durable, Management Environnemental et GéomatiqueLangues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection
[Termes IGN] analyse spatio-temporelle
[Termes IGN] BD forêt
[Termes IGN] BD Topo
[Termes IGN] Béarn
[Termes IGN] carte d'Etat-Major
[Termes IGN] carte de Cassini
[Termes IGN] couvert forestier
[Termes IGN] densité de la végétation
[Termes IGN] données vectorielles
[Termes IGN] image aérienne
[Termes IGN] image Landsat
[Termes IGN] image Sentinel-MSI
[Termes IGN] Normalized Difference Vegetation Index
[Termes IGN] orthoimage géoréférencée
[Termes IGN] peuplement forestier
[Termes IGN] QGISIndex. décimale : DDMEG Mémoires du Master Développement Durable, Management Environnemental et Géomatique Résumé : (Auteur) En Asie de l’Est et en Afrique subsaharienne, la superficie de la forêt régresse, tandis qu’en Europe de l’Est, une augmentation de la surface forestière est constatée depuis le XIXe siècle. Dans le Haut-Béarn, zone montagnarde à faible densité urbaine (environ 7 000 habitants pour 100 000 hectares), cette impression d’envahissement par les arbres est forte parmi la population, depuis le début de l’exode rural et le manque de main d’œuvre pour maintenir les paysages ouverts. C’est dans ce cadre que le sujet de stage « étude de l’évolution du couvert forestier dans le Haut-Béarn » a été proposé par l’Institution Patrimoniale du Haut-Béarn. Pour analyser ces changements, il a été question d’utiliser la télédétection, après avoir vectorisé les forêts sur les cartes d’État-Major, sur d’anciennes photographies aériennes (au préalable géoréférencées) sur le logiciel de SIG QGIS. L’utilisation de données forestières vectorielles, telles que les BD Forêt V1 (1992) et V2 (2008), et la BD Topographique (2019) de l’IGN, a permis d’établir qu’une augmentation d’environ 65 % est observable entre le XIXe siècle et 2019 sur le Haut-Béarn. La classification d’images satellites et le calcul de leur NDVI a enrichi la courbe d’évolution de la forêt sur ce territoire, qui a laissé apparaître une accélération de la progression de la forêt ces dernières années. Au cours de ce stage, des travaux annexes ont également pu être réalisés, comme la préparation de cartes pour des héliportages, ou l’utilisation d’algorithmes pour détecter les zones écobuées de 2021, et ont contribué à ma compréhension des enjeux du territoire des valléens. Note de contenu :
Introduction
1. Présentation et contexte
2. La caractérisation des forêts dans le Haut-Béarn au cours du temps
3. Les résultats et leurs enseignements
4. Travaux annexes principaux réalisés pendant le stage
ConclusionNuméro de notice : 26663 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : FORET/GEOMATIQUE/IMAGERIE Nature : Mémoire de fin d'études IT Organisme de stage : Institution Patrimoniale du Haut-Béarn Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=98873 Documents numériques
peut être téléchargé
Étude de l’évolution du couvert forestier dans le Haut-Béarn - pdf auteurAdobe Acrobat PDFÉvaluation de l'évapotranspiration des zones irriguées en piémont du Haut Atlas, Maroc / Jamal Elfarkh (2021)
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Titre : Évaluation de l'évapotranspiration des zones irriguées en piémont du Haut Atlas, Maroc : modélisation, mesures micro-météorologiques et télédétection spatiale Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Jamal Elfarkh, Auteur Editeur : Toulouse : Université de Toulouse 3 Paul Sabatier Année de publication : 2021 Importance : 107 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Thèse pour obtenir le doctorat de l'Université de Toulouse, Spécialité Surfaces et interfaces continentales, HydrologieLangues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection
[Termes IGN] Atlas marocain
[Termes IGN] bilan hydrique
[Termes IGN] cultures irriguées
[Termes IGN] évapotranspiration
[Termes IGN] flux de rayonnement
[Termes IGN] image Landsat
[Termes IGN] image Landsat-8
[Termes IGN] image Sentinel-MSI
[Termes IGN] image Terra-MODIS
[Termes IGN] Normalized Difference Vegetation IndexIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) Une évaluation précise de l'évapotranspiration (ET) est indispensable à l'échelle du bassin pour étudier les processus hydrologiques et le bilan hydrique, en particulier de l'amont vers l'aval. Dans les montagnes, ce terme est mal connu en raison de divers défis, notamment la diversité de la végétation, la variabilité topographique, le manque de données disponibles et la difficulté d'effectuer des mesures sur ces terrain complexe. Dans ce contexte, l'objectif principal de cette thèse est d'étudier le potentiel de différents modèles basés sur la télédétection, à savoir TSEB (Two-Source-Energy-Balance model), SPARSE (Soil Plant Atmosphere and Remote Sensing Evapotranspiration), Shuttleworth-Wallace (SW) and SAMIR (SAtellite Monitoring of IRrigation), pour estimer l'ET sur une région du piémont du montagne. Premièrement, les modèles ont été testés à l'échelle locale en comparant avec les mesures de deux systèmes d'Eddy covariance (EC). Deuxièmement, la performance des modèles à l'échelle de la zone d'étude a été évaluée en pondérant les estimations par le footprint d'un scintillomètre à grande ouverture (LAS) et en les comparant aux mesures. D'abord TSEB basé sur les données de télédétection, MODIS et Landsat, a été testé à l'échelle locale en comparant ses estimations aux mesures EC. Quant à l'échelle locale, les résultats de comparaison des flux de chaleur latente simulés par TSEB basé sur les données Landsat sont très encourageants en comparant aux mesurés LAS, tandis qu'une dispersion plus importante a été observée lors de l'utilisation des produits MODIS. Ensuite, SW a été testé à l'échelle locale et de bons accords avec la mesure ont été démontrés. Cependant, ce modèle a besoin de nombreuses variables d'entrée pour calculer les résistances du sol (rss) et de la végétation (rsv), qui sont souvent difficiles à estimer à grande échelle, en particulier l'humidité du sol. Pour ce fait, une nouvelle approche pour spatialiser rss et rsv basée sur deux proxys de variables thermiques a été proposée. La comparaison entre les valeurs ET estimées par la nouvelle approche et mesurées confirme la capacité de l'approche proposée à fournir des cartes ET satisfaisantes. SPARSE a montré des performances acceptables pour l'estimation des flux de chaleur latente et sensible. Cependant, il est limité par plusieurs hypothèses et incertitudes. Notamment, la fiabilité des données de température de surface. De plus, le fait de prendre des paramètres calibrés constants sur toute l'année dans différentes conditions de végétation et d'environnement n'est pas représentatif d'une surface aussi complexe, en particulier la résistance stomatique minimale (rstmin). Le modèle SAMIR (Satellite Monitoring of Irrigation), est utilisé pour effectuer un suivi journalier du bilan hydrique de la zone étudiée. SAMIR a montré une très bonne performance pour la prévision de l'ET.[...] Note de contenu : Introduction générale
Chapitre I : Etat de l’art sur la mesure et la modélisation des transferts sol-végétation-atmosphère, notions et définitions
1.1 Introduction
1.2 Les échanges énergétiques au niveau de l’interface Sol-Végétation-Atmosphère (SVA)
1.3 Bilan hydrique à l’interface SVA
1.4 Utilisation de la télédétection pour la caractérisation des propriétés radiatives de surface
1.5 Présentation des différentes approches de modélisation de l’ET
1.6 Conclusion
Chapitre 2 : Site d’étude, données expérimentales et algorithmes des modèles
2.1 Introduction
2.2 Présentation du site
2.3 Matériels : description et bases physiques
2.4 Données satellitaires
2.5 Description et implémentation des modèles étudiés
2.6 Extrapolation des valeurs instantanées aux journalières
2.7 Conclusion
Chapitre 3 : Mesure et estimation des flux turbulents à l’échelle de la parcelle
3.1. Introduction
3.2. Traitement et analyse des mesures
3.3. Evaluation des données satellitaires
3.4. Validation des estimations des modèles à l’échelle locale par les mesures d’Eddy covariance
3.5. Conclusion
Chapitre 4 : Spatialisation de l’évapotranspiration et inter-comparaison des modèles
4.1. Introduction
4.2. Validation des estimations des modèles à l’échelle régionale par les mesures du scintillomètre 4.3. Comparaison des performances des modèles
ConclusionNuméro de notice : 26532 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Surfaces et interfaces continentales, Hydrologie : Toulouse : 2021 Organisme de stage : Centre d'Etudes Spatiales de la BIOsphère CESBIO nature-HAL : Thèse Date de publication en ligne : 27/04/2021 En ligne : https://tel.hal.science/tel-03208563/ Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=97626 Evaluation of Sentinel-1 & 2 time series for the identification and characterization of ecological continuities, from wooded to crop-dominated landscapes / Audrey Mercier (2021)
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Titre : Evaluation of Sentinel-1 & 2 time series for the identification and characterization of ecological continuities, from wooded to crop-dominated landscapes Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Audrey Mercier, Auteur ; Laurence Hubert-Moy, Directeur de thèse ; Jacques Baudry, Directeur de thèse Editeur : Rennes : Université de Rennes 2 Année de publication : 2021 Importance : 305 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Thèse de Doctorat présentée à l'Université de Rennes 2, Spécialité GéomatiqueLangues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image mixte
[Termes IGN] caractérisation
[Termes IGN] continuité écologique
[Termes IGN] cultures
[Termes IGN] données polarimétriques
[Termes IGN] forêt
[Termes IGN] habitat (nature)
[Termes IGN] image Sentinel-MSI
[Termes IGN] image Sentinel-SAR
[Termes IGN] occupation du sol
[Termes IGN] paysage agricole
[Termes IGN] précision de la classification
[Termes IGN] série temporelle
[Termes IGN] utilisation du solIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) Habitat loss is now considered one of the most serious threats to biodiversity. While many studies have focused on the circulation role of woodland features, very few have focused on the role of ecological continuities within agricultural mosaics. The objectives of this thesis were (1) to assess the combined use of Sentinel 1 and 2 time series to identify and characterize the elements of ecological continuities through land cover classifications and crop characterization in wooded and crop-dominated landscapes and (2) to estimate the impact of the spatio-temporal structuring of these landscape on biodiversity using metrics derived from Sentinel time series. The results showed that although S-2 data are more adapted than S-1 data to discriminate between land cover/land use types in wooded landscapes and phenological stages of wheat and rapeseed in crop-dominated landscapes, the combined use of S-2 and S-1 data improves their accuracy of the classifications, with S-1 data also showing a strong interest in cloudy areas. They also showed the interest of polarimetric indicators derived from S-1 data to characterize wheat and rapeseed crops. Finally, they highlighted the interest of the biophysical heterogeneity metrics derived from S-2 data to accurately estimate the distribution of carabid beetle species. The use of this metric, calculated with free images available everywhere on Earth, continuous and consistent from one site to another and from one type of crop to another,
should contribute to the study of the impact of ecological continuities on biodiversity.Note de contenu : General introduction
1. Ecological continuities from wooded to crop-dominated landscapes
2. The use of remote sensing imagery for the identification and characterization of ecological continuities
3. Study areas and data
4. Evaluation of Sentinel-1 and 2 time Series for land cover classification of forest–agriculture mosaics in temperate and tropical landscapes
5. Evaluation of Sentinel-1 and 2 time series for predicting wheat and rapeseed phenological stages
6. Evaluation of Sentinel-1 and 2 time series for estimating LAI and biomass of wheat and rapeseed crop types
7. Sentinel-2 images bring out functional biophysical heterogeneities in crop mosaics
General conclusion and perspectivesNuméro de notice : 26708 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : BIODIVERSITE/FORET/IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Géomatique : Rennes 2 : 2021 Organisme de stage : Littoral, Environnement, Télédétection, Géomatique LETG nature-HAL : Thèse DOI : sans Date de publication en ligne : 14/10/2021 En ligne : https://tel.hal.science/tel-03377565 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=99456 Examining the effectiveness of Sentinel-1 and 2 imagery for commercial forest species mapping / Mthembeni Mngadi in Geocarto international, vol 36 n° 1 ([01/01/2021])
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[article]
Titre : Examining the effectiveness of Sentinel-1 and 2 imagery for commercial forest species mapping Type de document : Article/Communication Auteurs : Mthembeni Mngadi, Auteur ; John Odindi, Auteur ; Kabir Peerbhay, Auteur ; Onisimo Mutanga, Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : pp 1 - 12 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image mixte
[Termes IGN] analyse discriminante
[Termes IGN] carte forestière
[Termes IGN] Eucalyptus (genre)
[Termes IGN] image Sentinel-MSI
[Termes IGN] image Sentinel-SAR
[Termes IGN] KwaZulu-Natal (Afrique du Sud)
[Termes IGN] Pinus (genre)
[Termes IGN] télédétection spatialeRésumé : (Auteur) The successful launch and operation of the Sentinel satellite platform has provided access to freely available remotely sensed data useful for commercial forest species discrimination. Sentinel – 1 (S1) with a synthetic aperture radar (SAR) sensor and Sentinel – 2 (S2) multi-spectral sensor with additional and strategically positioned bands offer great potential for providing reliable information for discriminating and mapping commercial forest species. In this study, we sought to determine the value of S1 and S2 data characteristics in discriminating and mapping commercial forest species. Using linear discriminant analysis (LDA) algorithm, S2 multi-spectral imagery showed an overall classification accuracy of 84% (kappa = 0.81), with bands such as the red-edge (703.9–740.2 nm), narrow near infrared (835.1–864.8 nm), and short wave infrared (1613.7–2202.4 nm) particularly influential in discriminating individual forest species stands. When Sentinel 2’s spectral wavebands were fused with Sentinel 1’s (SAR) VV and VH polarimetric modes, overall classification accuracies improved to 87% (kappa = 0.83) and 88% (kappa = 0.85), respectively. These findings demonstrate the value of combining Sentinel’s multispectral and SAR structural information characteristics in improving commercial forest species discrimination. These, in addition to the sensors free availability, higher spatial resolution and larger swath width, offer unprecedented opportunities for improved local and large scale commercial forest species discrimination and mapping. Numéro de notice : A2021-050 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : FORET/IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1080/10106049.2019.1585483 Date de publication en ligne : 10/06/2019 En ligne : https://doi.org/10.1080/10106049.2019.1585483 Format de la ressource électronique : URL Article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=96719
in Geocarto international > vol 36 n° 1 [01/01/2021] . - pp 1 - 12[article]Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 059-2021011 RAB Revue Centre de documentation En réserve L003 Disponible Flood mapping from radar remote sensing using automated image classification techniques / Lisa Landuyt (2021)
PermalinkPermalinkFrom local to global: A transfer learning-based approach for mapping poplar plantations at national scale using Sentinel-2 / Yousra Hamrouni in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, vol 171 (January 2021)
PermalinkGeomorphic analysis of Xiadian buried fault zone in Eastern Beijing plain based on SPOT image and unmanned aerial vehicle (UAV) data / Yanping Wang in Geomatics, Natural Hazards and Risk, vol 12 n° 1 (2021)
PermalinkGeospatial analysis of September, 2019 floods in the lower gangetic plains of Bihar using multi-temporal satellites and river gauge data / C.M. Bhatt in Geomatics, Natural Hazards and Risk, vol 12 n° 1 (2021)
PermalinkPermalinkPermalinkImpact of forest disturbance on InSAR surface displacement time series / Paula M. Bürgi in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 59 n° 1 (January 2021)
PermalinkInvestigation of Sentinel-1 time series for sensitivity to fern vegetation in an European temperate forest / Marlin Mueller (2021)
PermalinkLearning disentangled representations of satellite image time series in a weakly supervised manner / Eduardo Hugo Sanchez (2021)
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