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3D stem modelling in tropical forest: towards improved biomass and biomass change estimates / Sébastien Bauwens (2022)
Titre : 3D stem modelling in tropical forest: towards improved biomass and biomass change estimates Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Sébastien Bauwens, Auteur Editeur : Gembloux [Belgique] : Université de Liège - Gembloux Agro-Bio Tech Année de publication : 2022 Importance : 146 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Dissertation originale présentée en vue de l'obtention du grade de Docteur en Sciences Agronomiques et Ingénierie BiologiqueLangues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications photogrammétriques
[Termes IGN] analyse comparative
[Termes IGN] biomasse aérienne
[Termes IGN] cartographie et localisation simultanées
[Termes IGN] Congo
[Termes IGN] diamètre à hauteur de poitrine
[Termes IGN] dioxyde de carbone
[Termes IGN] données lidar
[Termes IGN] écosystème forestier
[Termes IGN] forêt tropicale
[Termes IGN] hauteur des arbres
[Termes IGN] inventaire forestier (techniques et méthodes)
[Termes IGN] lidar mobile
[Termes IGN] modèle de croissance végétale
[Termes IGN] modèle numérique de terrain
[Termes IGN] placette d'échantillonnage
[Termes IGN] puits de carbone
[Termes IGN] semis de points
[Termes IGN] stéréoscopie
[Termes IGN] structure-from-motion
[Termes IGN] télémétrie laser terrestreRésumé : (auteur) Tropical forests are the main contributors of CO2 emissions between the biosphere and the atmosphere in the land use sector. The deforestation and degradation of these forests are the main sources of emissions from this sector, which accounts for 15% of the world's CO2 emissions. The monitoring of CO2 emissions and removals from tropical forests requires fine measurements of their trees. These measurements are then used as inputs in allometric model to predict the tree aboveground biomass and thus indirectly their equivalent in CO2. However, a significant proportion of trees in tropical forests show morphological singularities on the stem such as buttresses or other irregularities. The height (HPOM) of the diameter measured (DPOM) is therefore commonly raised above the buttresses to reach a circular part of the stem. The standard of measuring the diameter at breast height (DBH) is then lost. In this context, this thesis aims to improve the monitoring of tropical trees with stem irregularities by using recent three-dimensional (3D) measurement tools and developing a model-based approach to harmonize height measurements of the diameterdo. First, we evaluated the potential of the close-range terrestrial photogrammetric approach (CRTP) to measure irregular shaped stems. The advantage of this 3D approach is its low cost and ease of implementation as it only requires a camera and targets. Following the convincing results of this approach, we studied the quality of the allometric relationship between variables extracted from the stem cross-section at 1.3 m height and above-ground biomass. We found that the equivalent diameter of the basal area at 1.3 m height (DBH') correlates better with aboveground tree biomass and thus its carbon content than does diameter above buttress (DPOM). Therefore, harmonization of HPOM to 1.3 m height should be further studied to improve biomass estimates. Secondly, we investigated the potential of a hand-held mobile lidar scanner (HMLS) to measure in 3D not only one tree at a time but many trees from forest plots with a 15 m radius in Belgian temperate forest. To assess the HMLS, we compared it to 3D measurements made with a more commonly used static terrestrial laser scanning (TLS) and with conventional forest inventory diameter and position measurements. The HMLS has a better 3D spatial coverage of the stems than the TLS and the precision of the stem diameter measurements is also better with the HMLS. Setting up the plot and scanning it from five locations with the TLS takes three times longer than scanning with HMLS. This pioneering work shows us the potential of using HMLS in tropical forests through its speed of execution and its important spatial coverage at the stem level, an important issue for irregular shaped tree stems. Thirdly, we developed and assessed a model-based approach for harmonizing HPOM to correct the bias induced by irregular stems in the aboveground biomass estimates of forest inventory plots. Following the estimation of DBH' using a taper model proposed in our study, we find that conventional aboveground biomass estimates (i.e. with only DPOM), compared to estimates made with DBH', show an increasing divergence with the increase of irregular stems proportion within plots and going up to -15% in our study. These results show the importance of considering HPOM when estimating aboveground biomass in tropical forests, especially in forests with many irregular stems. Estimates of the evolution of plot above-ground biomass over time should also be revised to better consider the biomass growth of irregular shaped tree stems, which has been underestimated until now. Finally, based on the results of this research, we summarize the 3D measurement tools currently available and describe their advantages and disadvantages in the case of irregular stems. Based on available human and technical resources, we also give recommendations on the harmonization method to use in permanent sampling plots to correct the bias induced by irregular stems. Improved monitoring of these tropical trees may provide a better understanding of some of the residual, i.e. unexplained, terrestrial ecosystem CO2 sink currently noted in IPCC reports. Note de contenu : 1- General introduction
2- 3D measurements of irregularly shaped stems
3- 3D stem measurements at the plot level
4- Making tropical forest plots comparable
5- DiscussionNuméro de notice : 24037 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : FORET/IMAGERIE Nature : Thèse étrangère Note de thèse : Thèse de Doctorat : Sciences Agronomiques et Ingénierie Biologique : Liège : 2022 DOI : sans En ligne : https://hdl.handle.net/2268/293900 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=101855
Titre : Deep learning based 3D reconstruction: supervision and representation Type de document : Thèse/HDR Auteurs : François Darmon, Auteur ; Pascal Monasse, Directeur de thèse ; Mathieu Aubry, Directeur de thèse Editeur : Champs-sur-Marne : Ecole des Ponts ParisTech Année de publication : 2022 Importance : 115 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Thèse de doctorat de l'Ecole des Ponts ParisTech, spécialité informatiqueLangues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image optique
[Termes IGN] appariement d'images
[Termes IGN] carte de profondeur
[Termes IGN] classification par réseau neuronal convolutif
[Termes IGN] extraction
[Termes IGN] géométrie épipolaire
[Termes IGN] maillage
[Termes IGN] modèle stéréoscopique
[Termes IGN] point d'intérêt
[Termes IGN] Ransac (algorithme)
[Termes IGN] reconstruction 3D
[Termes IGN] reconstruction d'objet
[Termes IGN] semis de points
[Termes IGN] SIFT (algorithme)
[Termes IGN] structure-from-motion
[Termes IGN] voxelIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) 3D reconstruction is a long standing problem in computer vision. Yet, state-of-the-art methods still struggle when the images used have large illumination changes, many occlusions or limited textures. Deep Learning holds promises of improving 3D reconstruction in such setups, but classical methods still produce the best results. In this thesis we analyse the specificity of deep learning applied to multiview 3D reconstruction and introduce new deep learning based methods.The first contribution of this thesis is an analysis of the possible supervision for training Deep Learning models for sparse image matching. We introduce a two-step algorithm that first computes low resolution matches using deep learning and then matches classical local features inside the matches regions. We analyze several levels of supervision and show that our new epipolar supervision leads to the best results.The second contribution is also a study of supervision for Deep Learning but applied to another scenario: calibrated 3D reconstruction in the wild. We show that existing unsupervised methods do not work on such data and we introduce a new training technique that solves this issue. We then exhaustively compare unsupervised approach and supervised approaches with different network architectures and training data.Finally, our third contribution is about data representation. Neural implicit representation were recently used for image rendering. We adapt this representation to the multiview reconstruction problem and we introduce a new method that, similar to classical 3D reconstruction techniques, optimizes photo-consistency between projections of multiple images. Our approach outperforms state-of-the-art by a large margin. Note de contenu : 1- Introduction
2- Background
3- Deep learning for guiding keypoint matching
4- Deep Learning based Multi-View Stereo in the wild
5- Multi-view reconstruction with implicit surfaces and patch warping
6- ConclusionNuméro de notice : 24085 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE/INFORMATIQUE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Informatique : Ponts ParisTech : 2022 Organisme de stage : Laboratoire d'Informatique Gaspard-Monge LIGM DOI : sans En ligne : https://www.theses.fr/2022ENPC0024 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=102473 Modalités et rythmes d'évolution des falaises des Vaches Noires (Normandie, France) : caractérisation et quantification des dynamiques hydrogravitaires par approches multi-scalaires / Thomas Roulland (2022)
Titre : Modalités et rythmes d'évolution des falaises des Vaches Noires (Normandie, France) : caractérisation et quantification des dynamiques hydrogravitaires par approches multi-scalaires Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Thomas Roulland, Auteur ; Olivier Maquaire, Directeur de thèse ; Stéphane Costa, Directeur de thèse Editeur : Caen [France] : Université de Caen Normandie Année de publication : 2022 Importance : 357 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Thèse pour obtenir le diplôme de Doctorat, préparée au sein de l'Université de Caen Normandie, spécialité GéographieLangues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications photogrammétriques
[Termes IGN] analyse spatio-temporelle
[Termes IGN] Calvados (14)
[Termes IGN] carte géomorphologique
[Termes IGN] cartographie des risques
[Termes IGN] données lidar
[Termes IGN] données spatiotemporelles
[Termes IGN] effondrement de terrain
[Termes IGN] érosion hydrique
[Termes IGN] falaise
[Termes IGN] modèle numérique de terrain
[Termes IGN] mouvement de terrain
[Termes IGN] structure-from-motion
[Termes IGN] trait de côteIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) Parmi les côtes rocheuses sédimentaires à recul rapide du littoral normand, les falaises des Vaches Noires constituent un secteur original à la morphologie de badlands, affecté par des processus hydrogravitaires de diverses natures (coulées de boue, glissements de terrain, chutes de blocs calcaires et crayeux, ravinement, …) emboités dans le temps et dans l’espace. Ce travail de thèse vise à améliorer les connaissances sur le fonctionnement et les modalités d’évolution passée et présente des falaises des Vaches Noires. En cela, l’étude a porté sur la caractérisation et la formalisation des relais des processus hydrogravitaires, sur la détermination des modalités et vitesses/rythmes d’évolution des différents compartiments des falaises, puis sur la définition des forçages hydro-météo-marins responsables du déclenchement. Par approche systémique, une analyse multi-méthodes a été mise en place en emboitant les échelles spatiales et temporelles (1) de la plus globale (sur l’intégralité du linéaire côtier) à des pas de temps historiques (1759 et 2016), mais également récents (1947/1955 et 2016) en comparant divers documents géo-spatiaux et d’archives afin d’analyser les dynamiques de mobilité de trois marqueurs morphologiques (escarpement principal, escarpement secondaire, escarpement basal), puis d’élaborer un inventaire des mouvements de terrain couplé à une analyse diachronique de l’occupation du sol pour formaliser les trajectoires d’évolution des falaises sur la base de cartes morphodynamiques ; (2) à la plus locale (comprenant une bande de 200 m correspondant à un site SNO DYNALIT entre 2014 et 2019) afin de suivre les déformations et déplacements de surface par scanner laser terrestre (TLS), photogrammétrie « structure from motion » (SfM), et suivi en continu à l’aide de capteurs GNSS Géocube à des pas de temps pluriannuels, saisonniers et journaliers. Note de contenu : Introduction générale
1- Contexte morpho-structural et processus hydrogravitaires des falaises des Vaches Noires
2- Les facteurs de déclenchement des mouvements gravitaires : les conditions météo-marines et hydrogéologiques
3- Analyse des vitesses d’évolution à échelle historique (257 ans) et récente (69 ans)
4- État d’activité et trajectoire d’évolution des versants à échelle récente (1955 – 2016) : mobilisation de la cartographie morphodynamique
5- Quantification des dynamiques hydrogravitaires saisonnières des ravines par suivi TLS
6- Analyse des dynamiques hydrogravitaires par la photogrammétrie « SfM » terrestre
7- Les cinématiques de versant à échelle journalière et détermination de seuils de déclenchement
Conclusion généraleNuméro de notice : 24075 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : GEOMATIQUE/IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Géographie : Caen : 2022 Organisme de stage : IDEES DOI : sans En ligne : https://theses.hal.science/tel-03827251 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=102198 Forest structural complexity tool: An open source, fully-automated tool for measuring forest point clouds / Sean Krisanski in Remote sensing, vol 13 n° 22 (November-2 2021)
[article]
Titre : Forest structural complexity tool: An open source, fully-automated tool for measuring forest point clouds Type de document : Article/Communication Auteurs : Sean Krisanski, Auteur ; Mohammad Sadegh Taskhiri, Auteur ; Susana Gonzalez Aracil, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : n° 4677 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Lasergrammétrie
[Termes IGN] diamètre à hauteur de poitrine
[Termes IGN] données lidar
[Termes IGN] données localisées 3D
[Termes IGN] édition en libre accès
[Termes IGN] logiciel libre
[Termes IGN] modèle numérique de terrain
[Termes IGN] Python (langage de programmation)
[Termes IGN] segmentation
[Termes IGN] semis de points
[Termes IGN] squelettisation
[Termes IGN] structure-from-motion
[Termes IGN] télédétection par lidarRésumé : (auteur) Forest mensuration remains critical in managing our forests sustainably, however, capturing such measurements remains costly, time-consuming and provides minimal amounts of information such as diameter at breast height (DBH), location, and height. Plot scale remote sensing techniques show great promise in extracting detailed forest measurements rapidly and cheaply, however, they have been held back from large-scale implementation due to the complex and time-consuming workflows required to utilize them. This work is focused on describing and evaluating an approach to create a robust, sensor-agnostic and fully automated forest point cloud measurement tool called the Forest Structural Complexity Tool (FSCT). The performance of FSCT is evaluated using 49 forest plots of terrestrial laser scanned (TLS) point clouds and 7022 destructively sampled manual diameter measurements of the stems. FSCT was able to match 5141 of the reference diameter measurements fully automatically with mean, median and root mean squared errors (RMSE) of 0.032 m, 0.02 m, and 0.103 m respectively. A video demonstration is also provided to qualitatively demonstrate the diversity of point cloud datasets that the tool is capable of measuring. FSCT is provided as open source, with the goal of enabling plot scale remote sensing techniques to replace most structural forest mensuration in research and industry. Future work on this project will seek to make incremental improvements to this methodology to further improve the reliability and accuracy of this tool in most high-resolution forest point clouds. Numéro de notice : A2021-861 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : FORET/IMAGERIE Nature : Article DOI : 10.3390/rs13224677 Date de publication en ligne : 19/11/2021 En ligne : https://doi.org/10.3390/rs13224677 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=99075
in Remote sensing > vol 13 n° 22 (November-2 2021) . - n° 4677[article]Accuracy assessment of RTK-GNSS equipped UAV conducted as-built surveys for construction site modelling / Sander Varbla in Survey review, Vol 53 n° 381 (November 2021)
[article]
Titre : Accuracy assessment of RTK-GNSS equipped UAV conducted as-built surveys for construction site modelling Type de document : Article/Communication Auteurs : Sander Varbla, Auteur ; Raido Puust, Auteur ; Artu Ellmann, Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : pp 477 - 492 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications photogrammétriques
[Termes IGN] données localisées 3D
[Termes IGN] géoréférencement direct
[Termes IGN] image captée par drone
[Termes IGN] modèle 3D de l'espace urbain
[Termes IGN] modélisation 3D du bâti BIM
[Termes IGN] photogrammétrie aérienne
[Termes IGN] point d'appui
[Termes IGN] positionnement cinématique en temps réel
[Termes IGN] précision centimétrique
[Termes IGN] structure-from-motionRésumé : (Auteur) Regular as-built surveys have become a necessary input for building information modelling. Such large-scale 3D data capturing can be conducted effectively by combining structure-from-motion and unmanned aerial vehicles (UAV). Using a RTK-GNSS equipped UAV, 22 repeated weekly campaigns were conducted at two altitudes in various conditions. The photogrammetric approach yielded 3D models, which were compared to the terrestrial laser scanning based ground truth. Better than 2.8 cm geometry RMSE was consistently achieved using integrated georeferencing. It is concluded that the RTK-GNSS based georeferencing enables reaching better than 5 cm geometry accuracy by utilising at least one ground control point. Numéro de notice : A2021-912 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE/URBANISME Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1080/00396265.2020.1830544 Date de publication en ligne : 15/10/2020 En ligne : https://doi.org/10.1080/00396265.2020.1830544 Format de la ressource électronique : URL Article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=99310
in Survey review > Vol 53 n° 381 (November 2021) . - pp 477 - 492[article]Fully automated pose estimation of historical images in the context of 4D geographic information systems utilizing machine learning methods / Ferdinand Maiwald in ISPRS International journal of geo-information, vol 10 n° 11 (November 2021)PermalinkRobust registration of aerial images and LiDAR data using spatial constraints and Gabor structural features / Bai Zhu in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, Vol 181 (November 2021)PermalinkGeomorphological mapping and anthropogenic landform change in an urbanizing watershed using structure-from-motion photogrammetry and geospatial modeling techniques / Peter G. Chirico in Journal of maps, vol 17 n° 4 (October 2021)PermalinkAerial and UAV images for photogrammetric analysis of Belvedere Glacier evolution in the period 1977–2019 / Carlo Lapige De Gaetani in Remote sensing, vol 13 n° 18 (September-2 2021)PermalinkMapping canopy heights in dense tropical forests using low-cost UAV-derived photogrammetric point clouds and machine learning approaches / He Zhang in Remote sensing, vol 13 n° 18 (September-2 2021)PermalinkDetermining optimal photogrammetric adjustment of images obtained from a fixed-wing UAV / Karolina Pargiela in Photogrammetric record, Vol 36 n° 175 (September 2021)PermalinkMathematically optimized trajectory for terrestrial close-range photogrammetric 3D reconstruction of forest stands / Karel Kuželka in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, vol 178 (August 2021)PermalinkAn automatic workflow for orientation of historical images with large radiometric and geometric differences / Ferdinand Maiwald in Photogrammetric record, vol 36 n° 174 (June 2021)PermalinkAutomated calibration of smartphone cameras for 3D reconstruction of mechanical pipes / Reza Maalek in Photogrammetric record, vol 36 n° 174 (June 2021)PermalinkDigital terrain models generated with low-cost UAV photogrammetry: Methodology and accuracy / Sergio Jiménez-Jiménez in ISPRS International journal of geo-information, vol 10 n° 5 (May 2021)Permalink