Centre de documentation
scientifique

Multi-sensor airborne lidar requires intercalibration for consistent estimation of light attenuation and plant area density / Grégoire Vincent in Remote sensing of environment, vol 286 (March 2023)  

Public [article]  inRemote sensing of environment > vol 286 (March 2023) . - n° 113442 Titre : Multi-sensor airborne lidar requires intercalibration for consistent estimation of light attenuation and plant area density Type de document : Article/Communication Auteurs : Grégoire Vincent, Auteur ; Philippe Verley, Auteur ; Benjamin Brede, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2023 Article en page(s) : n° 113442 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Acquisition d'image(s) et de donnée(s) [Termes IGN] canopée [Termes IGN] densité de la végétation [Termes IGN] données lidar [Termes IGN] forêt tropicale [Termes IGN] Guyane (département français) [Termes IGN] image captée par drone [Termes IGN] plan de vol [Termes IGN] rayonnement lumineux [Termes IGN] réflectance végétale [Termes IGN] semis de points [Termes IGN] zone d'intérêt Résumé : (auteur) Leaf area is a key structural characteristic of forest canopies because of the role of leaves in controlling many biological and physical processes occurring at the biosphere-atmosphere transition. High pulse density Airborne Laser Scanning (ALS) holds promise to provide spatially resolved and accurate estimates of plant area density (PAD) in forested landscapes, a key step in understanding forest functioning: phenology, carbon uptake, transpiration, radiative balance etc. Inconsistencies between different ALS sensors is a barrier to generating globally harmonised PAD estimates. The basic assumption on which PAD estimation is based is that light attenuation is proportional to vegetation area density. This study shows that the recorded extinction strongly depends on target detectability which is influenced by laser characteristics (power, sensitivity, wavelength). Three different airborne laser scanners were flown over a wet tropical forest at the Paracou research station in French Guiana. Different sensors, flight heights and transmitted power levels were compared. Light attenuation was retrieved with an open source ray-tracing code (http://amapvox.org). Direct comparison revealed marked differences (up-to 25% difference in profile-averaged light attenuation rate and 50% difference at particular heights) that could only be explained by differences in scanner characteristics. We show how bias which may occur under various acquisition conditions can generally be mitigated by a sensor intercalibration. Alignment of light weight lidar attenuation profiles to ALS reference attenuation profiles is not always satisfactory and we discuss what are the likely sources of discrepancies. Neglecting the dependency of apparent light attenuation on scanner properties may lead to biases in estimated vegetation density commensurate to those affecting light attenuation estimates. Applying intercalibration procedures supports estimation of plant area density independent of acquisition characteristics. Numéro de notice : A2023-169 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : FORET/IMAGERIE Nature : Article DOI : 10.1016/j.rse.2022.113442 Date de publication en ligne : 06/01/2023 En ligne : https://doi.org/10.1016/j.rse.2022.113442 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=102928 [article]

Contributions of multi-temporal airborne LiDAR data to mapping carbon stocks and fluxes in tropical forests / Claudia Milena Huertas Garcia (2022)  

Public Titre : Contributions of multi-temporal airborne LiDAR data to mapping carbon stocks and fluxes in tropical forests Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Claudia Milena Huertas Garcia, Auteur ; Grégoire Vincent, Directeur de thèse ; Raphaël Pélissier, Directeur de thèse Editeur : Montpellier : Université de Montpellier Année de publication : 2022 Importance : 155 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie Thèse présentée pour l'obtention du Doctorat de l'Université de Montpellier, Spécialité Ecologie et Biodiversité Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Lasergrammétrie [Termes IGN] allométrie [Termes IGN] biomasse forestière [Termes IGN] capteur aérien [Termes IGN] cartographie écologique [Termes IGN] données de terrain [Termes IGN] données lidar [Termes IGN] données localisées 3D [Termes IGN] données multitemporelles [Termes IGN] dynamique de la végétation [Termes IGN] forêt tropicale [Termes IGN] Guyane française [Termes IGN] modèle numérique de surface de la canopée [Termes IGN] productivité biologique [Termes IGN] puits de carbone Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) Le changement climatique actuel affecte le fonctionnement des forêts tropicales de nombreuses façons et pourrait mettre en péril leur rôle de puits de carbone mondial. La documentation précise des flux de carbone forestier à une échelle significative est donc un défi urgent. Le LIDAR aéroporté, qui peut fournir une description fine de la structure et de la dynamique de la canopée, a un grand potentiel à cet égard. Cette thèse explore les capacités et les limites du LiDAR multitemporel aéroporté (ALS) pour cartographier les modèles de flux de carbone (mortalité et productivité) dans l'espace et le temps afin de réduire l'incertitude des modèles globaux de stocks et de flux de carbone dans les forêts tropicales. Nous nous sommes appuyés sur la combinaison de survols ALS répétés sur une période de 10 ans d'une part et d'un large réseau de parcelles totalisant plus de 1,2 km2 d'inventaires de terrain réalisés à la Station Permanente de Recherche de Paracou (Guyane française) d'autre part. Trois chapitres principaux sont présentés sous forme d'articles scientifiques. Le premier chapitre (Q1. Modélisation de l'efflux - Mortalité) traite de la possibilité de développer des estimations fiables de la perte de biomasse, de surface terrière et de nombre de tiges (efflux) à partir des changements observés de la hauteur de la canopée lors de survols répétés de la SLA et évalue en outre si ces modèles de perte sont liés à la hauteur de la canopée locale et à la topographie locale. Le deuxième chapitre (Q2. Allométrie et stock de carbone) quantifie la réduction de l'erreur obtenue dans les estimations de l'AGB au niveau de la parcelle en utilisant des allométries Hauteur-Diamètre ajustées localement. Ces allométries sont établies en fusionnant les inventaires de terrain et les modèles de hauteur de canopée dérivés de l'ALS et en incorporant la hauteur de canopée locale et l'identité des espèces comme prédicteurs. Le troisième chapitre (Q3. Modélisation de l'afflux - Productivité) examine si le gain de hauteur de canopée dérivé de l'ALS répété peut être utilisé pour cartographier la productivité primaire nette ligneuse aérienne (AWNPP) sur un site présentant différentes caractéristiques de structure et de dynamique dans des parcelles non perturbées et perturbées comme Paracou. Un dernier chapitre synthétise les principales conclusions des trois premiers articles, et développe une réflexion critique sur les travaux menés pendant ces trois années et demie. Note de contenu : Introduction - General introduction - Materials and methods: Site and LiDAR data characteristics 1. Mapping tree mortality rate in a tropical moist forest using multi-temporal LiDAR 1.1 Introduction 1.2 Methodology 1.3 Results 1.4 Discussion 1.5 Conclusions 2. Reducing bias and uncertainty in plot-level AGB by combining ground inventories and ALS 2.1 Introduction 2.2 Methodology & Materials 2.3 Height modeling 2.4 Results 2.5 Discussion 2.6 Conclusions 3. Can multitemporal airborne LiDAR data predict primary productivity in dense tropical forests? 3.1 Introduction 3.2 Materials and Methods 3.3 Results 3.4 Discussion 3.5. Conclusions - Synthesis and perspectives Numéro de notice : 26939 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : FORET/IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Ecologie et Biodiversité : Montpellier : 2022 Organisme de stage : Institut de Recherche pour le Développement nature-HAL : Thèse DOI : sans Date de publication en ligne : 17/11/2022 En ligne : https://hal.inrae.fr/tel-03850769/document Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=102079

Reconnaissance spécifique et cartographie des arbres de la canopée en forêt tropicale en Guyane française par fusion de données lidar et hyperspectrales appliquées aux besoins de la gestion forestière / Anthony Laybros (2021)  

Public Titre : Reconnaissance spécifique et cartographie des arbres de la canopée en forêt tropicale en Guyane française par fusion de données lidar et hyperspectrales appliquées aux besoins de la gestion forestière Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Anthony Laybros, Auteur ; Grégoire Vincent, Directeur de thèse Editeur : Montpellier : Université de Montpellier Année de publication : 2021 Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie Thèse pour obtenir le doctorat de l'Université de Montpellier, Spécialité Biologie et Biodiversité Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection [Termes IGN] canopée [Termes IGN] détection d'ombre [Termes IGN] données lidar [Termes IGN] données localisées 3D [Termes IGN] forêt tropicale [Termes IGN] fusion d'images [Termes IGN] fusion de données multisource [Termes IGN] gestion forestière [Termes IGN] Guyane (département français) [Termes IGN] image hyperspectrale [Termes IGN] lissage de données Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) L'Office National des Forêts (ONF) est chargé de la conservation et de la gestion de 6 millions d'hectares de forêts privé en Guyane française. La possibilité de cartographier les espèces dans la canopée par télédétection est d'un intérêt évident, tant appliquées que scientifique. Les inventaires spatialisés à l'échelle du paysage contribueraient à faire progresser les connaissances fondamentales de ce biome complexe et menacé et aiderait à sa gestion durable. Les cartes de distribution d’espèces peuvent être croisées avec les facteurs environnementaux et fournir ainsi des clés d’interprétation des schémas d’organisation des peuplements forestiers. Du point de vue de la gestion, les cartes de distribution des espèces offrent une rationalisation de l'exploitation forestière. La cartographie des espèces commerciales pourrait favoriser des pratiques forestières minimisant l'impact environnemental de l'exploitation. L'identification des espèces permettrait de prioriser les zones particulièrement riches en espèces commerciales, tout en évitant d'ouvrir des pistes d'exploitation dans les zones à faible niveau de ressources exploitables. La télédétection offre également la possibilité de surveiller l’extension des espèces proliférantes, telles que les lianes. Des capteurs hyperspectraux et LiDAR ont été utilisés à bord d’un avion pour identifier les espèces dans les forêts tropicales guyanaises. Une large gamme spectrale issue des capteurs hyperspectraux (400–2500 nm) est mesurée permettant d'avoir de nombreux descripteurs. Le LiDAR embarqué offre une description fine de la structure du couvert, facilitant la segmentation des houppiers. La fusion de ces deux informations améliore la caractérisation de la ressource. Afin de tirer le meilleur parti des données hyperspectrales, différents prétraitements radiométriques ont été évalués. Le lissage spatial et le filtrage des ombres sont les principaux facteurs qui améliorent la discrimination des espèces. L'utilisation de la gamme spectrale complète est également bénéfique. Ces résultats de classification ont été obtenus sur un groupe 20 espèces abondantes. L’identification de ces mêmes espèces en mélange au sein d’un peuplement hyperdiverse a constitué la deuxième étape de ce travail. Nous avons évalué le niveau d'information nécessaire et le degré de confusion tolérable dans les données d’apprentissage afin de retrouver une espèce cible dans une canopée hyperdiverse. Une méthode de classification spécifique a été mise en œuvre pour être insensible à la contamination entre classes focales/non focales. Même dans le cas où la classe non focale contient jusqu’à 5% de pixels de la classe focale (espèce à identifier), les classifieurs se sont révélés efficaces. La troisième étape aborde le problème de la transposabilité des classifieurs d’une acquisition à une autre. La caractérisation des conditions d’acquisition et la prise en compte de leurs effets sont nécessaires pour convertir les données de radiance en réflectance de surface. Cependant cette opération de standardisation reste une étape extrêmement délicate au vue des nombreuses sources de variabilité : état de l’atmosphère, géométrie soleil-capteur et conditions d'éclairement. Nous évaluons en comparant des vols répétés sur le même site, la contribution des diverses caractéristiques d’acquisition à la divergence spectrale entre dates. Ce travail vise à proposer des pistes pour développer des méthodes de reconnaissance d'espèces qui soient plus robustes aux variations des caractéristiques d'acquisition. Note de contenu : ATTENTE DE DIFFUSION DU TEXTE SUR HAL Numéro de notice : 26528 Affiliation des auteurs : non IGN Autre URL associée : vers diaporama 2018 Thématique : FORET/IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Biologie et Biodiversité : Montpellier : 2021 Organisme de stage : UMR AMAP nature-HAL : Thèse DOI : sans Date de publication en ligne : 02/04/2021 En ligne : https://tel.hal.science/tel-03188125 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=97558

BRDF-corrected vegetation indices confirm seasonal pattern in greening of French Guiana's forests / Emil A. Cherrington in Revue Française de Photogrammétrie et de Télédétection, n° 211 - 212 (juillet - décembre 2015)  

Public [article]  inRevue Française de Photogrammétrie et de Télédétection > n° 211 - 212 (juillet - décembre 2015) . - pp 3 - 9 Titre : BRDF-corrected vegetation indices confirm seasonal pattern in greening of French Guiana's forests Type de document : Article/Communication Auteurs : Emil A. Cherrington, Auteur ; Grégoire Vincent, Auteur ; Daniel Sabatier, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2015 Article en page(s) : pp 3 - 9 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection [Termes IGN] distribution du coefficient de réflexion bidirectionnelle BRDF [Termes IGN] forêt tropicale [Termes IGN] Guyane (département français) [Termes IGN] image SPOT-Végétation [Termes IGN] image Terra-MODIS [Termes IGN] indice de végétation [Termes IGN] phénologie [Termes IGN] surveillance forestière [Termes IGN] variation saisonnière Résumé : (auteur) Remote sensing is a useful tool set for monitoring changes in forest ecosystems, particularly remote and otherwise inaccessible tracts of tropical forest. To revisit findings of earlier satellite-based studies of phenological variation in Amazonian forests, the current study focused on the variation of vegetation indices (Vis) of French Guiana. Specifically, 12 years of VI data which had been treated for bi-directional effects were extracted from the archives of 2 particular satellite sensors: the SPOT VEGETATION instrument, and MODIS (the MODerate resolution Imaging Spectroradiometer). At the scale of the entire territory of French Guiana, as well as at 4 sites across the territory, VI data displayed strong seasonal patterns, with the dry season months having significantly higher VI estimates than the wet season months. As Vls are considered proxies for photosynthetic activity, those seasonal variations would seem to indicate leaf-Flushing across French Guiana's forests during the dry season months of September to October. Numéro de notice : A2015-900 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : FORET/IMAGERIE Nature : Article DOI : 10.52638/rfpt.2015.536 Date de publication en ligne : 30/12/2020 En ligne : https://doi.org/10.52638/rfpt.2015.536 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=79555 [article]