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Auteur Mauro Dalla Mura |
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Affiner la recherche Interroger des sources externesHyperspectral imagery and urban areas: results of the HYEP project / Christiane Weber in Revue Française de Photogrammétrie et de Télédétection, n° 224 (2022)
Titre : Hyperspectral imagery and urban areas: results of the HYEP project Type de document : Article/Communication Auteurs : Christiane Weber, Auteur ; Xavier Briottet Année de publication : 2022 Projets : HYEP / Weber, Christiane Article en page(s) : pp 75 - 92 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image
[Termes IGN] analyse comparative
[Termes IGN] détection d'objet
[Termes IGN] fusion d'images
[Termes IGN] image hyperspectrale
[Termes IGN] Lituanie
[Termes IGN] milieu urbain
[Termes IGN] panneau photovoltaïque
[Termes IGN] surface imperméable
[Termes IGN] ToulouseRésumé : (Auteur) The HYEP project (ANR HYEP 14-CE22-0016-01 Hyperspectral imagery for Environmental urban Planning - Mobility and Urban Systems Programme - 2014) confirmed the interest of a global approach to the urban environment by remote sensing and in particular by using hyperspectral imaging (HI). The interest of hyperspectral images lies in the range of information provided over wavelengths from 0.4 to 4 μm; they thus provide access to spectral quantities of interest and to chemical or biophysical parameters of the surface. HYEP's objective was to specify this and to propose a panel of methods and treatments taking into account the characteristics of other existing sensors in order to compare their performance. The developments carried out were applied and evaluated on hyperspectral airborne images acquired in Toulouse and Kaunas (Lithuania), also used to synthesize space systems: Sentinel-2, Hypxim/Biodiversity and Pleiades. Among the locks identified were those related to improving the spatial capabilities of the sensors and spatial scale changes, which were partially overcome by fusion and sharpening approaches, which proved to be successful. After a description of our hyperspectral data set acquired over Toulouse, an analysis is conducted on several existing and accessible spectral databases. Then, the chosen methods are presented. They include extraction, fusion and classification methods, which are then applied on our dataset synthetized at different spatial resolution to evaluate the benefits and the complementarity of hyperspectral imagery in comparison with other traditional sensors. Some specific applications are investigated of interest for urban planners: impervious soil map, vegetation species cartography and detection of solar panels. Finally, discussion and perspectives are presented. Numéro de notice : A2022-941 Affiliation des auteurs : UGE-LASTIG+Ext (2020- ) Autre URL associée : Hal Thématique : IMAGERIE/URBANISME Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueNat DOI : 10.52638/rfpt.2022.589 Date de publication en ligne : 22/12/2022 En ligne : https://dx.doi.org/10.52638/rfpt.2022.589 Format de la ressource électronique : URL Article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=102831
in Revue Française de Photogrammétrie et de Télédétection > n° 224 (2022) . - pp 75 - 92[article]Model based signal processing techniques for nonconventional optical imaging systems / Daniele Picone (2021)
Titre : Model based signal processing techniques for nonconventional optical imaging systems Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Daniele Picone, Auteur ; Mauro Dalla Mura, Directeur de thèse Editeur : Grenoble [France] : Université Grenoble Alpes Année de publication : 2021 Importance : 364 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie
Thèse pour obtenir le grade de Docteur de l'Université Grenoble Alpes, spécialité : Signal Image Parole TélécomsLangues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image optique
[Termes IGN] acquisition comprimée
[Termes IGN] fusion d'images
[Termes IGN] image hyperspectrale
[Termes IGN] inférence statistique
[Termes IGN] interférométrie
[Termes IGN] méthode du maximum de vraisemblance (estimation)
[Termes IGN] mosaïque d'images
[Termes IGN] pouvoir de résolution géométrique
[Termes IGN] pouvoir de résolution spectrale
[Termes IGN] problème inverse
[Termes IGN] reconstruction d'image
[Termes IGN] régression non linéaire
[Termes IGN] spectromètre imageur
[Termes IGN] traitement du signalIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) There is an increasing demand for images with higher spectral and spatial resolution for applications in several domains such as health, environment, quality checking and natural disasters monitoring. Hyperspectral imagery provides the necessary spectral diversity to recover the composition of materials on site for applications such as the detection of fires, anomalies, chemical agents, targets and changes in the scene.The requirement for cheaper and more compact devices (e.g. to be embarked on low cost satellites and airborne platform) which are capable of capturing this information has led to the development of nonconventional innovative design concepts to overcome the technological limitations of traditional cameras. Data acquired by such novel imaging devices following the computational imaging paradigm are typically not readily exploitable for the final application. A computational phase is hence needed for extracting useful information from the raw acquisitions.This thesis addresses this issue by setting up an inversion problem. The general approach is to characterize the data fidelity term with a physical model, describing the underlying optical transformations performed by the device. The challenge is then shifted on the regularization step to properly characterizes the features of the quantities of interest and improve the accuracy of the estimation, which can be tackled with variational techniques.The analysis is applied to two novel concepts for nonconventional optical devices. The first one is a novel compressed acquisition imaging system based on color filter arrays, which embeds information from sensors with different spatial and spectral characteristics into a single mosaiced product. As opposed to existing compressed sensing based devices, the goal is not to recover the original uncompressed multiresolution sources, but instead to directly recover a synthetic fused image with both high spatial and spectral resolution.The proposed solution relies on the total variation regularization and is the subject of a detailed analysis, comparing its compressive power with straightforward software alternatives, evaluating its performances as the amount of channels changes, and validating its efficiency in comparison to state of the art methods when applied to classical fusion or mosaicing algorithms separately.The second class of devices is based on the ImSPOC patent, a design concept for a low finesse snapshot imaging spectrometer based on the interferometry of Fabry-Pérot. Its ideal behaviour follows the principle of the Fourier Transform Spectroscopy, as its acquisition can be interpreted as a sampled version of an interferogram, arranged across different sub-images distributed on the same focal plane.After defining a physical model based on optical geometry, its validity is evaluated over real acquisitions by setting up a Bayesian inference problem to determine its parameters, with approaches based on maximum likelihood estimators, regular-grid searches and nonlinear regression.A variety of preliminary tests are then carried out on the inversion method, with approaches based on singular value decomposition and sparse-inducing regularizers, accompanied by a analysis of their robustness to model mismatches. Note de contenu : 1- Introduction
2- Inverse problems theory
3- Signal processing of multimodal data
4- Joint fusion and demosaicing of compressed multiresolution acquisitions
5- Optics foundations for the ImSPOC acquisition system
6- Data processing pipeline of ImSPOC acquisitions
7- ConclusionsNuméro de notice : 28691 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Signal Image Parole Télécoms : Grenoble : 2021 Organisme de stage : GIPSA-lab DOI : sans En ligne : https://hal.science/tel-03596486v1 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=100170
Titre : Fusion of 3D point clouds and hyperspectral data for the extraction of geometric and radiometric features of trees Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Eduardo Alejandro Tusa Jumbo, Auteur ; Jocelyn Chanussot, Directeur de thèse ; Jean-Matthieu Monnet, Encadrant ; Mauro Dalla Mura, Encadrant ; Jean-Baptiste Barré, Encadrant Editeur : Grenoble : Université de Grenoble Année de publication : 2020 Importance : 153 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Thèse pour obtenir le grade de docteur de l'Université Grenoble Alpes, Signal image parole TelecomsLangues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications photogrammétriques
[Termes IGN] Alpes (France)
[Termes IGN] données lidar
[Termes IGN] données localisées 3D
[Termes IGN] espèce végétale
[Termes IGN] extraction de la végétation
[Termes IGN] forêt alpestre
[Termes IGN] fusion de données multisource
[Termes IGN] image hyperspectrale
[Termes IGN] inventaire forestier (techniques et méthodes)
[Termes IGN] inventaire forestier local
[Termes IGN] semis de points
[Termes IGN] télédétection par lidar
[Termes IGN] télédétection spatialeIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) Mountain forests provide environmental ecosystem services (EES) to communities: supplying of recreational landscapes, protection against natural hazards, supporting biodiversity conservation, among others. The preservation of these EES through space and time requires a good characterization of the resources. Especially in mountains, stands are very heterogeneous and timber harvesting is economically possible thanks to trees of higher value. This is why we want to be able to map each tree and estimate its characteristics, including quality, which is related to its shape and growth conditions. Field inventories are not able to provide a wall to wall cover of detailed tree-level information on a large scale. On the other hand, remote sensing tools seem to be a promising technology because of the time efficient and the affordable costs for studying forest areas. LiDAR data provide detailed information from the vertical distribution and location of the trees, but it is limited for mapping species. Hyperspectral data are associated to absorption features in the canopy reflectance spectrum, but is not effective for characterizing tree geometry. Hyperspectral and LiDAR systems provide independent and complementary data that are relevant for the assessment of biophysical and biochemical attributes of forest areas. This PhD thesis deals with the fusion of LiDAR and hyperspectral data to characterize individual forest trees. The leading idea is to improve methods to derive forest information at tree-level by extracting geometric and radiometric features. The contributions of this research work relies on: i) an updated review of data fusion methods of LiDAR and hyperspectral data for forest monitoring, ii) an improved 3D segmentation algorithm for delineating individual tree crowns based on Adaptive Mean Shift (AMS3D) and an ellipsoid crown shape model, iii) a criterion for feature selection based on random forests score, 5-fold cross validation and a cumulative error function for forest tree species classification. The two main methods used to derive forest information at tree level are tested with remote sensing data acquired in the French Alps. Note de contenu : 1 Introduction
1.1 Forest
1.2 Principles of remote sensing
1.3 Motivation
1.4 Objectives
1.5 Thesis structure
2. Data Fusion 15
2.1 Principles of fusion
2.2 Low-level
2.3 Medium-level
2.4 High-level
2.5 Applications
3. Material 32
3.1 Field data
3.2 Study areas
3.3 ALS and hyperspectral data
4 ITC Delineation
4.1 Introduction
4.2 MS segmentation
4.3 AMS3D based on crown shape model
4.4 Experimental analysis
4.5 Conclusion
5. Tree Species Classification
5.1 Introduction
5.2 Study area
5.3 Methodology
5.4 Results and discussion
5.5 Conclusions
6. Conclusion and work perspectives
6.1 How data processing methods are applied in each level of data fusion for forest monitoring?
6.2 How a crown shape model can improve the segmentation of individual tree crowns?
6.3 Which feature combination contribute to characterize the forest tree species composition?Numéro de notice : 26582 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : FORET/IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Signal image parole Telecoms : Grenoble : 2020 Organisme de stage : Grenoble Images Parole Signal Automatique GIPSA-lab nature-HAL : Thèse DOI : sans Date de publication en ligne : 30/07/2021 En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03212453/document Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=98403
Titre : Sentinel-2 sharpening using a reduced-rank method Type de document : Article/Communication Auteurs : Magnus Orn Ulfarsson, Auteur ; Frosti Palsson, Auteur ; Mauro Dalla Mura, Auteur ; Johannes R. Sveinsson, Auteur Année de publication : 2019 Article en page(s) : pp 6408 - 6420 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image optique
[Termes IGN] affinage d'image
[Termes IGN] ajustement de paramètres
[Termes IGN] estimation bayesienne
[Termes IGN] fusion de données
[Termes IGN] image à haute résolution
[Termes IGN] image multibande
[Termes IGN] image Sentinel-MSI
[Termes IGN] largeur de bandeRésumé : (auteur) Recently, the Sentinel-2 (S2) satellite constellation was deployed for mapping and monitoring the Earth environment. Images acquired by the sensors mounted on the S2 platforms have three levels of spatial resolution: 10, 20, and 60 m. In many remote sensing applications, the availability of images at the highest spatial resolution (i.e., 10 m for S2) is often desirable. This can be achieved by generating a synthetic high-resolution image through data fusion. To this end, researchers have proposed techniques exploiting the spectral/spatial correlation inherent in multispectral data to sharpen the lower resolution S2 bands to 10 m. In this paper, we propose a novel method that formulates the sharpening process as a solution to an inverse problem. We develop a cyclic descent algorithm called S2Sharp and an associated tuning parameter selection algorithm based on generalized cross validation and Bayesian optimization. The tuning parameter selection method is evaluated on a simulated data set. The effectiveness of S2Sharp is assessed experimentally by comparisons to state-of-the-art methods using both simulated and real data sets. Numéro de notice : A2019-340 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1109/TGRS.2019.2906048 Date de publication en ligne : 22/04/2019 En ligne : http://doi.org/10.1109/TGRS.2019.2906048 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=93377
in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing > vol 57 n° 9 (September 2019) . - pp 6408 - 6420[article]
Titre : HYEP, HYperspectral imagery for Environmental urban Planning : principaux résultats Type de document : Article/Communication Auteurs : Christiane Weber, Auteur ; Thomas Houet, Auteur ; Sébastien Gadal, Auteur ; Rahim Aguejdad, Auteur ; Grzegorz Skupinski, Auteur ; Yannick Deville, Auteur ; Jocelyn Chanussot, Auteur ; Mauro Dalla Mura, Auteur ; Xavier Briottet Editeur : Aix-en-Provence : Université d'Aix-Marseille Année de publication : 2019 Projets : HYEP / Weber, Christiane Conférence : SFPT 2019, 7ème colloque scientifique du Groupe Hyperspectral 09/07/2019 10/07/2019 Toulouse France programme sans actes Note générale : bibliographie Langues : Français (fre) Résumé : (auteur) L'imagerie hyperspectrale (IH) est à l’heure actuelle encore trop peu considérée, pourtant ses spécificités en font un auxiliaire de poids pour le suivi des éléments du milieu urbain. Le projet HYEP a pour objectif de proposer un panel de méthodes et de traitements appliqués à l’imagerie hyperspectrale tout en comparant à celles d’autres capteurs existants. Si l’IH est complémentaire aux capteurs actuels car plus riche spectralement, elle permet d'identifier et de caractériser autrement les éléments naturels ou anthropiques. Pour ce faire les méthodes d'extraction d'information doivent être adaptées, voire créées. Le volet méthodologique du projet est ancré à la fois dans la solidification des approches actuelles et le test de méthodes ou adaptées ou nouvelles. Nos résultats ont été présentés tout au long du projet à la communauté scientifique et aux collectivités territoriales. Un des intérêts des travaux a été la comparaison des résultats à différentes résolutions spatiales pour préciser le gain d’un tel capteur hyperspectral par rapport à ceux existants ou à venir. Données et Méthodes : Utilisation et adaptation de méthodes courantes en télédétection 1200. Les méthodes déployées ont été choisies parmi l’ensemble des méthodes existantes en les adaptant au type de signal, au nombre de bandes spectrales et aux caractéristiques du milieu. Ainsi les données étant issues de survol aérien les premiers développements ont été réalisés pour s’affranchir des effets de l’atmosphère (correction atmosphérique des images hyperspectrales– 3 méthodes testées) et une base de données de signatures morphospectrales pour divers éléments d'occupation du sol en ville (toits, routes, la végétation etc.) permettant de mieux cerner les valeurs spectrales des matériaux a été établie. Elle comprend des données de littérature, des mesures in situ et en laboratoire. Ses apports dans différents traitements declassification ont été testés. Des méthodes d’extraction, de fusion ou de classification ont été utilisées à différentes résolutions spatiales et spectrales afin de spécifier les gains par rapport à d’autres capteurs. Des méthodes de classifications et de démélange ont été adaptées. Des indices de forme facilitant la classification d’image en milieux urbain ont été testés et/ou développés. Résultats majeurs et faits marquant - 3 méthodes de correction atmosphériques développées et comparées en fonction de la résolution spatiale ; - Adaptation de méthodes de fusion (pan ou multi sharpening) et de démélange. - Transfert : Mise en place à Kaunas (Lituanie) du développement complet de l’approche. - Algorithmes Numéro de notice : C2019-043 Affiliation des auteurs : LASTIG MATIS+Ext (2012-2019) Nature : Communication nature-HAL : ComSansActesPubliés-Unpublished DOI : sans En ligne : https://hal.science/hal-02281003v1 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=95422 ANR HYEP ANR 14-CE22-0016-01 Hyperspectral imagery for Environmental urban Planning, Hyep, Programme Mobilité et systèmes urbains 2014 / Christiane Weber (2018)
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