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Partial 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 (September 2019)  

Public [article]  inRemote sensing > vol 11 n° 18 (September 2019) . - n° 2164 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 , Auteur ; Thomas Houet, Auteur ; Arnaud Le Bris , Auteur ; Christiane Weber, Auteur Année de publication : 2019 Projets : HYEP / Weber, Christiane Article en page(s) : n° 2164 Note générale : bibliographie This paper constitutes a substantial extension of: https://doi.org/10.1109/IGARSS.2018.8518204 Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image optique [Termes IGN] analyse des mélanges spectraux [Termes IGN] détection d'objet [Termes IGN] factorisation de matrice non-négative [Termes IGN] image hyperspectrale [Termes IGN] panneau photovoltaïque [Termes IGN] zone urbaine Résumé : (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 Affiliation des auteurs : LASTIG MATIS+Ext (2012-2019) 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 [article]

Geographic Information Systems in Geospatial Intelligence, ch. 5. Spectral optimization of airborne multispectral camera for land cover classification: automatic feature selection and spectral band clustering / Arnaud Le Bris (2019)  

Public Titre de série : Geographic Information Systems in Geospatial Intelligence, ch. 5 Titre : Spectral optimization of airborne multispectral camera for land cover classification: automatic feature selection and spectral band clustering Type de document : Chapitre/Contribution Auteurs : Arnaud Le Bris , Auteur ; Nesrine Chehata , Auteur ; Xavier Briottet , Auteur ; Nicolas Paparoditis , Auteur Editeur : London [UK] : IntechOpen Année de publication : 2019 Projets : 1-Pas de projet / Weber, Christiane Importance : 4 p. Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image optique [Termes IGN] bande spectrale [Termes IGN] carte d'occupation du sol [Termes IGN] classification multibande [Termes IGN] image hyperspectrale [Termes IGN] optimisation (mathématiques) Résumé : (auteur) Hyperspectral imagery consists of hundreds of contiguous spectral bands. However, most of them are redundant. Thus a subset of well-chosen bands is generally sufficient for a specific problem, enabling to design adapted superspectral sensors dedicated to specific land cover classification. Related both to feature selection and extraction, spectral optimization identifies the most relevant band subset for specific applications, involving a band subset relevance score as well as a method to optimize it. This study first focuses on the choice of such relevance score. Several criteria are compared through both quantitative and qualitative analyses. To have a fair comparison, all tested criteria are compared to classic hyperspectral data sets using the same optimization heuristics: an incremental one to assess the impact of the number of selected bands and a stochastic one to obtain several possible good band subsets and to derive band importance measures out of intermediate good band subsets. Last, a specific approach is proposed to cope with the optimization of bandwidth. It consists in building a hierarchy of groups of adjacent bands, according to a score to decide which adjacent bands must be merged, before band selection is performed at the different levels of this hierarchy. Numéro de notice : H2019-008 Affiliation des auteurs : LASTIG MATIS+Ext (2012-2019) Thématique : IMAGERIE Nature : Chapître / contribution nature-HAL : ChOuvrScient DOI : 10.5772/intechopen.88507 Date de publication en ligne : 20/12/2019 En ligne : http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.88507 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=95734

HYEP, HYperspectral imagery for Environmental urban Planning : principaux résultats / Christiane Weber (2019)

Public 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 , Auteur ; Clément Mallet , Auteur ; Arnaud Le Bris , Auteur 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 Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=95422

Innovative Methods and Products of the " Urbanization and Artificialization" Scientific Expertise Centre / Anne Puissant (2019)  

Public Titre : Innovative Methods and Products of the " Urbanization and Artificialization" Scientific Expertise Centre Type de document : Article/Communication Auteurs : Anne Puissant, Auteur ; Arnaud Le Bris , Auteur ; Vincent Thieron, Auteur ; Thomas Corpetti, Auteur ; Thibault Catry, Auteur ; Sébastien Gadal, Auteur ; Xavier Briottet , Auteur ; Remy Cression, Auteur ; Nicolas Baghdadi, Auteur ; Arnaud Sellé, Auteur Editeur : Paris : HAL Année de publication : 2019 Conférence : LPS 2019, ESA Living Planet Symposium 13/05/2019 17/05/2019 Milan Italie programme sans actes Importance : 2 p. Format : 21 x 30 cm Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Infrastructure de données [Termes IGN] données localisées [Termes IGN] empreinte écologique [Termes IGN] information scientifique et technique [Termes IGN] télédétection [Termes IGN] urbanisation [Termes IGN] utilisation du sol Résumé : (auteur) he THEIA Land Data and Services Centre (www.theia-land.fr) is a consortium of 12 French public institutions involved in Earth observation and environmental sciences (CEA, CEREMA, CIRAD, CNES, IGN, INRA, CNRS, IRD, Irstea, Météo France, AgroParisTech, and ONERA). THEIA has been initiated in 2012 with the objective of increasing the use of space data by the scientific community and the public actors. THEIA structured the French scientific community 1) through a mutualized Service and Data Infrastructure (SDI) distributed between several centers, allowing access to a variety of products; 2) through the setup of Regional Animation Networks (RAN) to federate and animate users (scientists and public / private actors) and 3) through Scientific Expertise Centres (SEC) clustering virtual research groups on a thematic domain. One of this SEC is the "Urbanization and Artificialization” Centre clustering experts in multi-sensor urban remote sensing. THEIA in collaboration with ODATIS (Data and Service for the Ocean), ForM@Ter (Data and Service for the Solid Earth), and AERIS (Data and Service for the Atmosphere) form the "Earth System" Research Infrastructure. The objective of this poster is to present recent (>2016) innovations of the URBAN SEC in terms of (1) development of algorithms useful for urban remote sensing using optical and SAR sensors, (2) validation of the urban products provided by the THEIA Land Service and Data Infrastructure, and (3) demonstration of user-tailored applications for urban studies. The Urban Expert Centre brings together researchers and engineers from several institutes: LIVE - Strasbourg, IGN-LaSTIG - Univ. Paris Est, CESBIO – Toulouse, LETG - Rennes, Irstea – Montpellier, TETIS - Montpellier, INP Bordeaux, IRD, ESPACE-DEV - Montpellier, ESPACE - Nice, ONERA. Research results and methods linked to (1) the detection and mapping of the urban footprint at an annual frequency; (2) the identification of urban fabrics, (3) the mapping of green networks within the cities. In parallel, the group proposes to summarize and identify relevant indicators (parameters) dedicated to urban planning and management. Numéro de notice : C2019-046 Affiliation des auteurs : LASTIG MATIS+Ext (2012-2019) Thématique : IMAGERIE Nature : Poster nature-HAL : ComSansActesPubliés-Unpublished DOI : sans En ligne : https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02135846 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=95429

Detection of individual trees in urban alignment from airborne data and contextual information: A marked point process approach / Josselin Aval in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, vol 146 (December 2018)  

Public [article]  inISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing > vol 146 (December 2018) . - pp 197 - 210 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 , Auteur ; Mathieu Fauvel, Auteur ; Karine R.M. Adeline, Auteur ; Xavier Briottet , Auteur Année de publication : 2018 Article en page(s) : pp 197 - 210 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications photogrammétriques [Termes IGN] arbre urbain [Termes IGN] canopée [Termes IGN] détection d'arbres [Termes IGN] données lidar [Termes IGN] hauteur des arbres [Termes IGN] houppier [Termes IGN] image hyperspectrale [Termes IGN] modèle numérique de surface [Termes IGN] prise en compte du contexte [Termes IGN] processus ponctuel marqué [Termes IGN] système d'information géographique [Termes IGN] Toulouse [Termes IGN] zone urbaine Résumé : (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 Affiliation des auteurs : non IGN 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 [article]

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ICARE-VEG: A 3D physics-based atmospheric correction method for tree shadows in urban areas / Karine R.M. Adeline in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, vol 142 (August 2018)  

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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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Detection and area estimation for photovoltaic panels in urban hyperspectral remote sensing data by an original NMF-based unmixing method / Moussa Sofiane Karoui (2018)  

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Hyperspectral imagery for environmental urban planning / Christiane Weber (2018)    

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Hierarchically exploring the width of spectral bands for urban material classification / Arnaud Le Bris (2017)  

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Télédétection pour l'observation des surfaces continentales, ch. 1. Application de l'optique aux milieux urbains / Xavier Briottet (2017)

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Spectral band selection for urban material classification using hyperspectral libraries / Arnaud Le Bris in ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, III-7 (July 2016)  

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Apport de l’imagerie hyperspectrale pour la planification urbaine / Christiane Weber (2016) 

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Fusion of hyperspectral and panchromatic images with very high spatial resolution / Laetitia Loncan (2016)  

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Land Surface Remote Sensing in Urban and Coastal Areas, 1. Optical remote sensing in urban environments / Xavier Briottet (2016)  

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