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Auteur Xavier Briottet
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Affiner la recherche Interroger des sources externesPartial linear NMF-based unmixing methods for detection and area estimation of photovoltaic panels in urban hyperspectral remote sensing data / Moussa Sofiane Karoui in Remote sensing, vol 11 n° 18 (2 September 2019)
Titre : Partial linear NMF-based unmixing methods for detection and area estimation of photovoltaic panels in urban hyperspectral remote sensing data Type de document : Article/Communication Auteurs : Moussa Sofiane Karoui, Auteur ; Fatima Zohra Benhalouche, Auteur ; Yannick Deville, Auteur ; Khelifa Djerriri, Auteur ; Xavier Briottet Année de publication : 2019 Projets : HYEP / Weber, Christiane Note générale : bibliographie
This paper constitutes a substantial extension of: https://doi.org/10.1109/IGARSS.2018.8518204Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Termes descripteurs IGN] analyse des mélanges spectraux
[Termes descripteurs IGN] détection d'objet
[Termes descripteurs IGN] factorisation de matrice non-négative
[Termes descripteurs IGN] image hyperspectrale
[Termes descripteurs IGN] panneau photovoltaïque
[Termes descripteurs IGN] zone urbaineRésumé : (auteur) High-spectral-resolution hyperspectral data are acquired by sensors that gather images from hundreds of narrow and contiguous bands of the electromagnetic spectrum. These data offer unique opportunities for characterization and precise land surface recognition in urban areas. So far, few studies have been conducted with these data to automatically detect and estimate areas of photovoltaic panels, which currently constitute an important part of renewable energy systems in urban areas of developed countries. In this paper, two hyperspectral-unmixing-based methods are proposed to detect and to estimate surfaces of photovoltaic panels. These approaches, related to linear spectral unmixing (LSU) techniques, are based on new nonnegative matrix factorization (NMF) algorithms that exploit known panel spectra, which makes them partial NMF methods. The first approach, called Grd-Part-NMF, is a gradient-based method, whereas the second one, called Multi-Part-NMF, uses multiplicative update rules. To evaluate the performance of these approaches, experiments are conducted on realistic synthetic and real airborne hyperspectral data acquired over an urban region. For the synthetic data, obtained results show that the proposed methods yield much better overall performance than NMF-unmixing-based methods from the literature. For the real data, the obtained detection and area estimation results are first confirmed by using very high-spatial-resolution ortho-images of the same regions. These results are also compared with those obtained by standard NMF-unmixing-based methods and by a one-class-classification-based approach. This comparison shows that the proposed approaches are superior to those considered from the literature. Numéro de notice : A2019-430 Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.3390/rs11182164 date de publication en ligne : 17/09/2019 En ligne : https://doi.org/10.3390/rs11182164 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=93739
in Remote sensing > vol 11 n° 18 (2 September 2019)[article]Documents numériques
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Partial linear NMF-based unmixing methods ... - pdf éditeurAdobe Acrobat PDF
Titre : Detection of individual trees in urban alignment from airborne data and contextual information: A marked point process approach Type de document : Article/Communication Auteurs : Josselin Aval, Auteur ; Jean Demuynck, Auteur ; Emmanuel Zenou, Auteur ; Sophie Fabre, Auteur ; David Sheeren Année de publication : 2018 Article en page(s) : pp 197 - 210 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications photogrammétriques
[Termes descripteurs IGN] arbre urbain
[Termes descripteurs IGN] canopée
[Termes descripteurs IGN] détection d'arbres
[Termes descripteurs IGN] données lidar
[Termes descripteurs IGN] hauteur des arbres
[Termes descripteurs IGN] houppier
[Termes descripteurs IGN] image hyperspectrale
[Termes descripteurs IGN] modèle numérique de surface
[Termes descripteurs IGN] prise en compte du contexte
[Termes descripteurs IGN] processus ponctuel marqué
[Termes descripteurs IGN] système d'information géographique
[Termes descripteurs IGN] Toulouse
[Termes descripteurs IGN] zone urbaineRésumé : (Auteur) With the current expansion of cities, urban trees have an important role for preserving the health of its inhabitants. With their evapotranspiration, they reduce the urban heat island phenomenon, by trapping CO2 emission, improve air quality. In particular, street trees or alignment trees, create shade on the road network, are structuring elements of the cities and decorate the roads. Street trees are also subject to specific conditions as they have little space for growth, are pruned and can be affected by the spread of diseases in single-species plantations. Thus, their detection, identification and monitoring are necessary. In this study, an approach is proposed for mapping these trees that are characteristic of the urban environment. Three areas of the city of Toulouse in the south of France are studied. Airborne hyperspectral data and a Digital Surface Model (DSM) for high vegetation detection are used. Then, contextual information is used to identify the street trees. Indeed, Geographic Information System (GIS) data are considered to detect the vegetation canopies close to the streets. Afterwards, individual street tree crown delineation is carried out by modeling the discriminative contextual features of individual street trees (hypotheses of small angle between the trees and similar heights) based on Marked Point Process (MPP). Compared to a baseline individual tree crown delineation method based on region growing, our method logically provides the best results with F-score values of 91%, 75% and 85% against 70%, 41% and 20% for the three studied areas respectively. Our approach mainly succeeds in identifying the street trees. In addition, the contribution of the angle, the height and the GIS data in the street tree mapping has been studied. The results encourage the use of the angle, the height and the GIS data together. However, with only the angle and the height, the results are similar to those obtained with the inclusion of the GIS data for the first and the second study cases with F-score values of 88%, 79% and 62% against 91%, 75% and 85% for the three study cases respectively. Finally, it is shown that the GIS data only is not sufficient. Numéro de notice : A2018-538 Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1016/j.isprsjprs.2018.09.016 date de publication en ligne : 21/10/2018 En ligne : https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2018.09.016 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=91552
in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing > vol 146 (December 2018) . - pp 197 - 210[article]Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 081-2018131 SL Revue Centre de documentation Revues en salle Disponible 081-2018133 DEP-EXM Revue MATIS Dépôt en unité Exclu du prêt 081-2018132 DEP-EAF Revue Nancy Dépôt en unité Exclu du prêt
Titre : ICARE-VEG: A 3D physics-based atmospheric correction method for tree shadows in urban areas Type de document : Article/Communication Auteurs : Karine R.M. Adeline, Auteur ; Xavier Briottet Année de publication : 2018 Article en page(s) : pp 311 - 327 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image
[Termes descripteurs IGN] arbre (flore)
[Termes descripteurs IGN] correction atmosphérique
[Termes descripteurs IGN] détection d'ombre
[Termes descripteurs IGN] houppier
[Termes descripteurs IGN] image à très haute résolution
[Termes descripteurs IGN] image hyperspectrale
[Termes descripteurs IGN] Leaf Area Index
[Termes descripteurs IGN] logiciel de traitement d'image
[Termes descripteurs IGN] modèle de transfert radiatif
[Termes descripteurs IGN] modélisation 3D
[Termes descripteurs IGN] réflectance végétale
[Termes descripteurs IGN] zone urbaineRésumé : (Auteur) Many applications dedicated to urban areas (e.g. land cover mapping and biophysical properties estimation) using high spatial resolution remote sensing images require the use of 3D atmospheric correction methods, able to model complex light interactions within urban topography such as buildings and trees. Currently, one major drawback of these methods is their lack in modeling the radiative signature of trees (e.g. the light transmitted through the tree crown), which leads to an over-estimation of ground reflectance at tree shadows. No study has been carried out to take into account both optical and structural properties of trees in the correction provided by these methods. The aim of this work is to improve an existing 3D atmospheric correction method, ICARE (Inversion Code for urban Areas Reflectance Extraction), to account for trees in its new version, ICARE-VEG (ICARE with VEGetation). After the execution of ICARE, the methodology of ICARE-VEG consists in tree crown delineation and tree shadow detection, and then the application of a physics-based correction factor in order to perform a tree-specific local correction for each pixel in tree shadow. A sensitivity analysis with a design of experiments performed with a 3D canopy radiative transfer code, DART (Discrete Anisotropic Radiative Transfer), results in fixing the two most critical variables contributing to the impact of an isolated tree crown on the radiative energy budget at tree shadow: the solar zenith angle and the tree leaf area index (LAI). Thus, the approach to determine the correction factor relies on an empirical statistical regression and the addition of a geometric scaling factor to account for the tree crown occultation from ground. ICARE-VEG and ICARE performance were compared and validated in the Visible-Near Infrared Region (V-NIR: 0.4–1.0 µm) with hyperspectral airborne data at 0.8 m resolution on three ground materials types, grass, asphalt and water. Results show that (i) ICARE-VEG improves the mean absolute error in retrieved reflectances compared to ICARE in tree shadows by a multiplicative factor ranging between 4.2 and 18.8, and (ii) reduces the spectral bias in reflectance from visible to NIR (due to light transmission through the tree crown) by a multiplicative factor between 1.0 and 1.4 in terms of spectral angle mapper performance. ICARE-VEG opens the way to a complete interpretation of remote sensing images (sunlit, shade cast by both buildings and trees) and the derivation of scientific value-added products over all the entire image without the preliminary step of shadow masking. Numéro de notice : A2018-296 Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1016/j.isprsjprs.2018.05.015 date de publication en ligne : 01/08/2018 En ligne : https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2018.05.015 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=90415
in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing > vol 142 (August 2018) . - pp 311 - 327[article]Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 081-2018081 RAB Revue Centre de documentation En réserve 3L Disponible 081-2018083 DEP-EXM Revue MATIS Dépôt en unité Exclu du prêt 081-2018082 DEP-EAF Revue Nancy Dépôt en unité Exclu du prêt ANR HYEP ANR 14-CE22-0016-01 Hyperspectral imagery for Environmental urban Planning, Hyep, Programme Mobilité et systèmes urbains 2014 / Christiane Weber (2018)
Titre : ANR HYEP ANR 14-CE22-0016-01 Hyperspectral imagery for Environmental urban Planning, Hyep, Programme Mobilité et systèmes urbains 2014 : Compte-rendu de fin de projet Type de document : Rapport Auteurs : Christiane Weber, Auteur ; Thomas Houet, Auteur ; Sébastien Gadal, Auteur ; Rahim Aguejdad, Auteur ; Grzegorz Skupinski, Auteur ; Aziz Serradj, Auteur ; Yannick Deville, Auteur ; Jocelyn Chanussot, Auteur ; Mauro Dalla Mura, Auteur ; Xavier Briottet Editeur : Paris : Centre national de la recherche scientifique CNRS Année de publication : 2018 Projets : HYEP / Weber, Christiane Langues : Français (fre) Résumé : (auteur) Enjeux et objectifs : 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.
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 de classification 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 marquants :
- 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 : Dépôt sur la plateforme ouverte : http://openremotesensing.net/
et des outils de fusion PAN-hyperspectrale
- Un résultat particulièrement intéressant porte sur l’extraction et l’identification des panneaux solaires. Une validation a été réalisée par le calcul des surfaces des panneaux. Ce développement est une des réussites du projet HYEP.
- Ecole thématique CNRS en 2017
Productions scientifiques : Présentation des travaux à ISPRS Geospatial Week 2015, JURSE 2017, IGARSS 2017-2018, WHISPERS 2016-2018, GeoHyper (2015), aux ateliers TEMU, AFIGEO, dans des sessions de GDRs (Madics et ISIS) ou dans le cadre de la mission Hypxim. Elle a organisé des sessions de conférences nationales SFPT hyperspectral (2016) et 2 à l’international en 2018 IGARSS, WHISPERS. Elle a monté une école thématique CNRS (28 Août - 1 Septembre 2017-25 participants). 10 publications et 38 communications avec actes, 3 chapitres de livre, 1 numéro spécial dans la revue « Remote Sensing - Hyperspectral Imagery for Urban Environement » ont été produites.Numéro de notice : 17554 Thématique : IMAGERIE Nature : Rapport de recherche nature-HAL : RappRech date de publication en ligne : 04/10/2018 En ligne : https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01888126 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=91391 Documents numériques
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Rapport final HYEP - pdf auteurAdobe Acrobat PDF
Titre : Detection and area estimation for photovoltaic panels in urban hyperspectral remote sensing data by an original NMF-based unmixing method Type de document : Article/Communication Auteurs : Moussa Sofiane Karoui, Auteur ; Fatima Zohra Benhalouche, Auteur ; Yannick Deville, Auteur ; Khelifa Djerriri, Auteur ; Xavier Briottet Congrès : Congrès: IGARSS 2018, IEEE International Geoscience And Remote Sensing Symposium observing, understanding and forecasting the dynamics of our planet (22 - 27 juillet 2018; Valencia, Espagne) Editeur : New York : Institute of Electrical and Electronics Engineers IEEE Année de publication : 2018 Projets : HYEP / Weber, Christiane Importance : pp 1640 - 1643 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Photogrammétrie numérique
[Termes descripteurs IGN] analyse des mélanges spectraux
[Termes descripteurs IGN] détection de contours
[Termes descripteurs IGN] factorisation de matrice non-négative
[Termes descripteurs IGN] image hyperspectrale
[Termes descripteurs IGN] panneau photovoltaïque
[Termes descripteurs IGN] zone urbaineRésumé : (auteur) Hyperspectral remote sensing data offer unique opportunities for the characterization of land surface in urban areas. However, no hyperspectral-unmixing based studies have been conducted to automatically detect photovoltaic panels, which represent one of the important components of energy systems in such areas. In this paper, a hyperspectral-unmixing based method is proposed to detect photovoltaic panels and to estimate their areas. This approach is based on an original multiplicative nonnegative matrix factorization (NMF) algorithm with some known photovoltaic panel spectra. The proposed method can be considered as a partial/informed NMF approach. Experiments are conducted on realistic synthetic and real data to evaluate the performance of the proposed approach. In both cases, obtained results show that the proposed method yields much better overall performance than a method from the literature. Numéro de notice : C2018-047 Thématique : IMAGERIE Nature : Communication nature-HAL : ComAvecCL&ActesPubliésIntl DOI : 10.1109/IGARSS.2018.8518204 date de publication en ligne : 05/11/2018 En ligne : https://doi.org/10.1109/IGARSS.2018.8518204 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=91270 PermalinkPermalinkTélédétection pour l'observation des surfaces continentales, ch. 1. Application de l'optique aux milieux urbains / Xavier Briottet (2017)
PermalinkPermalinkPermalinkFusion of hyperspectral and panchromatic images with very high spatial resolution / Laetitia Loncan (2016)
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