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3D stem modelling in tropical forest: towards improved biomass and biomass change estimates / Sébastien Bauwens (2022)  

Public 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 Biologique Langues : 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 terrestre Résumé : (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- Discussion Numéro 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

Modelling forest dynamics to assess and improve forest management at a regional scale: an analysis of forest changes in Wallonia (southern Belgium) / Jérôme Perin (2020)  

Public Titre : Modelling forest dynamics to assess and improve forest management at a regional scale: an analysis of forest changes in Wallonia (southern Belgium) Titre original : Modéliser la dynamique forestière pour évaluer et améliorer la soutenabilité de la gestion forestière à l'échelle régionale: une analyse des changement forestiers en Wallonie Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Jérôme Perin, Auteur Editeur : Gembloux [Belgique] : Université de Liège - Gembloux Agro-Bio Tech Année de publication : 2020 Importance : 182 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 biologique Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Termes IGN] capital sur pied [Termes IGN] dynamique de la végétation [Termes IGN] gestion forestière durable [Termes IGN] inventaire forestier étranger (données) [Termes IGN] modèle de croissance végétale [Termes IGN] modèle de simulation [Termes IGN] modélisation de la forêt [Termes IGN] sylviculture [Termes IGN] Wallonie (Belgique) [Vedettes matières IGN] Inventaire forestier Résumé : (auteur) Couvrant un tiers des terres de la planète, les forêts fournissent de nombreuses ressources et services essentiels dont plus de 25% de la population mondiale dépend directement pour sa subsistance. En raison de leur importance dans le cycle du carbone et de l'eau et dans la production de matériaux renouvelables, les forêts sont également l'un des principaux moyens d'atténuer les conséquences du changement climatique mondial actuel et futur. La nécessité d'équilibrer les rôles écologiques, économiques et sociaux pour parvenir à une gestion durable des ressources forestières à toutes les échelles est donc évidente. Des informations précises et actualisées sur la dynamique des forêts sont essentielles pour concevoir et mettre en œuvre des plans de gestion durable. En particulier, l'élaboration de scénarios de gestion personnalisés tenant compte des caractéristiques des peuplements forestiers nécessite des estimations précises de la croissance et de la production qui ne peuvent être obtenues qu'à partir de données d'inventaire forestier permanentes. Cette thèse se concentre sur la pertinence de la modélisation à partir des données d'inventaire forestier permanent pour améliorer l’évaluation des ressources existantes et de leur évolution et aider à concevoir une politique de gestion durable des forêts. La zone d’étude est la Wallonie, la région qui occupe la moitié sud de la Belgique. Les forêts de Wallonie représentent un cas d'étude intéressant car elles sont très fragmentées, hétérogènes dans leur structure et leur composition, soumises à une gestion intensive et subissent des changements rapides pour s'adapter aux nouvelles conditions environnementales et économiques. La première partie de cette thèse qui concerne ainsi la recherche d'une méthodologie de modélisation appropriée pour évaluer le niveau de productivité et l'adéquation essence-station des plantations résineuses. Une méthodologie facilement reproductible s'appuyant sur des données d'analyse de tiges a ainsi été développée pour ajuster des modèles robustes permettant d'estimer le niveau de productivité des plantations en fonction de leur hauteur de sommet et de leur âge. De nouveaux modèles de productivité ont ainsi été calibrés pour les trois principales essences résineuses de plantations de Wallonie : épicéa, douglas et mélèzes. Ils permettent de tenir compte de l’évolution récente de la productivité qui entrainait des biais dans les modèles précédents. Nos travaux suggèrent que cette évolution est due à une récolte plus tardive et à un taux de replantation plus faible des plantations résineuses situées sur des sites moins productifs, des pratiques qui ne sont certainement pas exclusives à la Wallonie. La seconde partie de ce travail concerne le développement de modèles permettant d'estimer avec précision l'effet de scénarios de gestion originaux sur l'évolution des ressources forestières. Des modèles de croissance harmonisés pour les peuplements purs équiennes d'épicéas, de douglas et de mélèzes ont ainsi été développés sur base de nos nouveaux modèles de productivité et de milliers de données issues de dispositifs expérimentaux. Ces nouveaux modèles ont une validité plus large que ce qui est possible avec des données régionales. Ils mettent en évidence l'effet très significatif de la densité et du statut social sur la croissance des arbres individuels et démontrent un effet durable des éclaircies sélectives précoces sur la croissance qui ne décline pas aussi rapidement avec l'âge qu'on le pensait auparavant. Nous avons également constaté que dans des conditions de croissance similaires, la production du douglas est supérieure d'un tiers à celle de l'épicéa et du mélèze. Une analyse économique de l'évolution des revenus issus des prélèvements dans les plantations d'épicéas de Norvège et de douglas montre également que, bien que la valeur actualisée des récoltes finales culmine à environ 60 ans, les éclaircies sélectives peuvent longtemps continuer à fournir un revenu régulier. La partie finale de cette thèse concerne la conception d'une méthodologie de modélisation forestière pour A) fournir des estimations détaillées sur le stock, la croissance, la production et les volumes récoltés, B) permettre une utilisation directe des données d'inventaire forestier permanent pour le calibrage et le lancement de la simulation, et C) être compatible avec une application à l’échelle régionale. Elle a abouti à l'élaboration de SIMREG, un simulateur « arbre » indépendant des distances basé sur les données permanentes de l'Inventaire forestier permanent de Wallonie (IPRFW). Cette approche a permis d'identifier plusieurs incohérences dans les estimations précédentes de l'IPRFW. En particulier, nous concluons que la capitalisation du stock sur pied entre le premier et le deuxième cycle de l'IPRFW était auparavant surestimée de plusieurs millions de m³ alors que la production totale était sous-estimée d'environ 25%. Ces différences résultent de la prise en compte par SIMREG de ressources forestières jusqu'alors non mesurées et de changements méthodologiques importants entre les deux cycles de l'IPRFW. Nos simulations confirment également le déclin rapide de l'épicéa au profit du douglas et de diverses essences feuillues. Elles suggèrent néanmoins que la production plus élevée du douglas et le renouvellement des pessières vieillissantes et peu productives pourraient en grande partie compenser le déclin net des surfaces enrésinées. Nous concluons que, dans l'ensemble, le stock sur pied des forêts wallonnes est géré durablement, mais pas pour chaque espèce. Le déclin des plantations d'épicéas est certainement justifié par de nombreuses raisons pertinentes telles que sa présence dans des stations inadaptées, sa sensibilité à la sécheresse, aux dommages causés par les scolytes et les chablis, la production plus élevée du douglas, etc. L’épicéa reste néanmoins toujours la principale essence de production en Wallonie et nos travaux ont abouti à plusieurs nouvelles recommandations pour améliorer sa gestion et celle du douglas qui est sa principale essence de substitution. La modélisation et la simulation forestière est une question d'actualité et des travaux similaires sont actuellement menés dans le monde entier. Bien que notre étude se soit concentrée sur la Wallonie, nos méthodes de modélisation ont été conçues pour ne nécessiter que des données collectées par la plupart des inventaires forestiers nationaux permanents. Par exemple, SIMREG a été adapté avec succès aux inventaires flamands et bruxellois afin d'élaborer le National Forest Accounting Plan de la Belgique. Nous sommes donc convaincus que nos méthodes et nos modèles sont généralisables à d'autres pays. Numéro de notice : 17653 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : FORET Nature : Thèse étrangère Note de thèse : PhD : sciences agronomiques et ingénierie biologique : Liège : 2020 En ligne : https://orbi.uliege.be/bitstream/2268/252139/1/PhD_Thesis_JPerin_2020.pdf Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=97911

Application des techniques de photogrammétrie par drone à la caractérisation des ressources forestières / Jonathan Lisein (2016)  

Public Titre : Application des techniques de photogrammétrie par drone à la caractérisation des ressources forestières Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Jonathan Lisein , Auteur ; Philippe Lejeune ; Marc Pierrot-Deseilligny , Directeur de thèse ; Philippe Lejeune, Directeur de thèse Editeur : Gembloux [Belgique] : Université de Liège - Gembloux Agro-Bio Tech Année de publication : 2016 Autre Editeur : Champs/Marne : Université Paris-Est Importance : 96 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie Thèse de doctorat en vue de l'obtention du grade de docteur en sciences agronomiques et ingénierie biologique, en co-tutelle Université de Liège - Gembloux Agro-Bio Tech et Université Paris-Est Langues : Français (fre) Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications photogrammétriques [Termes IGN] Acer pseudoplatanus [Termes IGN] Betula (genre) [Termes IGN] caractérisation [Termes IGN] classification par forêts d'arbres décisionnels [Termes IGN] drone [Termes IGN] forêt tempérée [Termes IGN] Fraxinus excelsior [Termes IGN] hauteur des arbres [Termes IGN] houppier [Termes IGN] modèle numérique de surface de la canopée [Termes IGN] orthophotoplan numérique [Termes IGN] peuplement forestier [Termes IGN] Populus (genre) [Termes IGN] Quercus pedunculata Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) […] Nous explorons les possibilités d'utilisation de mini-drones pour la caractérisation quantitative et qualitative de la ressource forestière. Nous nous intéressons en particulier à l'estimation de la hauteur des arbres et à la caractérisation de la composition spécifique au sein de peuplements forestiers. La hauteur de la canopée est une variable dendrométrique de première importance : elle est un bon indicateur du stade de développement des peuplements et intervient notamment dans les estimations de biomasse ou de niveau de productivité. La composition spécifique est une information essentielle en regard des principales fonctions que remplit la forêt (conservation, production, récréation, etc.). Nous avons comparé l'estimation de la hauteur des peuplements à partir de mesures LiDAR et celle obtenue par photogrammétrie. Bien que permettant une mesure de hauteur individuelle avec une incertitude de l'ordre de 1.04 m (RMSE) en feuillus, la photogrammétrie par drone sur des zones forestières est systématiquement moins précise que les mesures par LiDAR (RMSE de 0.83 m). Ces résultats sont cependant prometteurs, étant donné que la mesure sur terrain de la hauteur totale des arbres est également sujette à une importante imprécision. De plus, la grande flexibilité que confèrent les petits drones permet d'acquérir, au moment propice du stade de végétation, et l'information de relief de la canopée, et l'information spectrale. La période de fin de feuillaison, au début du mois de juin, s'est avérée le moment le plus propice à une discrimination automatique de cinq groupes d'essences feuillues (le chêne pédonculé, les bouleaux, l'érable sycomore, le frêne commun et les peupliers). Une erreur globale de classification des houppiers de 16% est obtenue avec des acquisitions monotemporelles, alors que l'utilisation d'images acquises à différentes dates permet encore d'améliorer cette classification (erreur globale de classification de 9% pour la meilleure combinaison de 3 dates). Les contraintes de la législation régissant l'utilisation des aéronefs sans pilote à bord restreignent le champ d'action des drones civils. Ainsi, afin d'assurer une sécurité pour tous les usagers de l'espace aérien, les opérations avec un drone sont limitées sous un seuil d'altitude et à une distance maximale du télépilote, ce qui ne permet pas une utilisation optimale de cette technologie pour la couverture de grands domaines forestiers (plusieurs milliers d'hectares). De plus, d'autres outils de télédétection utilisés en foresterie, tels que le LiDAR et l'imagerie satellite et aéroportée, sont plus compétitifs que les drones dès qu'il s'agit de couvrir de grandes surfaces (plusieurs milliers d'hectare). C'est pourquoi nous pensons que les drones resterons un outil d'analyse de petites surfaces (dizaines voire centaines d'hectares), plus utiles à des fins de recherches scientifiques qu'à une utilisation en gestion forestière. Note de contenu : 1 Introduction 2 A photogrammetric workflow for the creation of a forest canopy height model from small unmanned aerial system imagery 3 Modélisation de la canopée forestière par photogrammétrie depuis des images acquises par drone 4 Discrimination of deciduous tree species from time series of unmanned aerial system imagery 5 Conclusion et perspectives Numéro de notice : 17355 Affiliation des auteurs : LASTIG MATIS (2012-2019) Thématique : FORET/IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : thèse de doctorat : sciences agronomiques et ingénierie biologique : Université Paris-Est : 2016 Organisme de stage : ENSG (IGN) nature-HAL : Thèse DOI : sans En ligne : https://theses.hal.science/tel-01539627v1 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=83787

Les inventaires forestiers nationaux, observatoires et tableaux de bord permanent des espaces boisés, journée d'étude, 12 mai 2010, Gembloux, Belgique / Jacques Rondeux (2010)

Public Titre : Les inventaires forestiers nationaux, observatoires et tableaux de bord permanent des espaces boisés, journée d'étude, 12 mai 2010, Gembloux, Belgique : [abstracts and posters] Type de document : Actes de congrès Auteurs : Jacques Rondeux, Éditeur scientifique Editeur : Gembloux [Belgique] : Université de Liège - Gembloux Agro-Bio Tech Année de publication : 2010 Conférence : Journée d'étude 2010, Les inventaires forestiers nationaux, observatoires et tableaux de bord permanent des espaces boisés 12/05/2010 Gembloux Belgique Importance : 76 p. Format : 21 x 30 cm Langues : Français (fre) Descripteur : [Termes IGN] carbone [Termes IGN] harmonisation des données [Termes IGN] inventaire forestier (techniques et méthodes) [Termes IGN] inventaire forestier étranger (données) [Termes IGN] inventaire forestier national (données France) [Termes IGN] Luxembourg [Termes IGN] ressources forestières [Termes IGN] Suisse [Termes IGN] Wallonie (Belgique) [Vedettes matières IGN] Inventaire forestier Index. décimale : 413 Inventaire - Méthodes, techniques et procédures Numéro de notice : 25264 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : FORET Nature : Actes DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=67174

Exemplaires(1)

Code-barres	Cote	Support	Localisation	Section	Disponibilité
IFN-001-000597	413 UNI	Plaquette	Nogent-sur-Vernisson	Bibliothèque Nogent IFN	Exclu du prêt