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Auteur Sylvie Durrieu
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PhD - HdR - Researcher at French National Institute for Agriculture, Food, and Environment (INRAE)
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Titre : Modelling forest volume with small area estimation of forest inventory using GEDI footprints as auxiliary information Type de document : Article/Communication Auteurs : Shaohui Zhang, Auteur ; Cédric Vega Année de publication : 2022 Article en page(s) : n° 103072 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications photogrammétriques
[Termes IGN] données lidar
[Termes IGN] empreinte
[Termes IGN] gestion forestière
[Termes IGN] Global Ecosystem Dynamics Investigation lidar
[Termes IGN] inventaire forestier (techniques et méthodes)
[Termes IGN] inventaire forestier local
[Termes IGN] inventaire forestier national (données France)
[Termes IGN] modèle numérique de terrain
[Termes IGN] modélisation de la forêt
[Termes IGN] placette d'échantillonnage
[Termes IGN] Sologne (France)
[Termes IGN] variogramme
[Termes IGN] volume en boisRésumé : (auteur) The French National Forest Inventory provides detailed forest information up to large national and regional scales. Forest inventory for small areas of interest within a large population is equally important for decision making, such as for local forest planning and management purposes. However, sampling these small areas with sufficient ground plots is often not cost efficient. In response, small area estimation has gained increasing popularity in forest inventory. It consists of a set of techniques that enables predictions of forest attributes of subpopulation with the help of auxiliary information that compensates for the small field samples. Common sources of auxiliary information usually come from remote sensing technology, such as airborne laser scanning and satellite imagery. The newly launched NASA’s Global Ecosystem Dynamics Investigation (GEDI), a full waveform Lidar instrument, provides an unprecedented opportunity of collecting large-scale and dense forest sample plots given its sampling frequency and spatial coverage. However, the geolocation uncertainty associated with GEDI footprints create important challenges for their use for small area estimations. In this study, we designed a process that provides NFI measurements at plot level with GEDI auxiliary information from nearby footprints. We demonstrated that GEDI RH98 is equivalent to NFI dominant height at plot level. We stressed the importance of pairing NFI plots with nearby GEDI footprints, based on not only the distance in between but also their similarities, i.e., forest heights and forest types. Subsequently, these NFI-GEDI pairs were used for small area estimations following a two-phase sampling scheme. We showcased that, with an adequate sample size, small area estimation with GEDI auxiliary data can improve the accuracy of forest volume estimates. Numéro de notice : A2022-786 Affiliation des auteurs : LIF+Ext (2020- ) Thématique : FORET/IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1016/j.jag.2022.103072 Date de publication en ligne : 22/10/2022 En ligne : https://doi.org/10.1016/j.jag.2022.103072 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=101890
in International journal of applied Earth observation and geoinformation > vol 114 (November 2022) . - n° 103072[article]Developing the potential of airborne lidar systems for the sustainable management of forests / Karun Dayal (2022)
Titre : Developing the potential of airborne lidar systems for the sustainable management of forests : accounting for and managing the impacts of lidar scan angle on ABA model predictions of forest attributes Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Karun Dayal, Auteur ; Sylvie Durrieu, Directeur de thèse ; Marc Bouvier, Directeur de thèse Editeur : Paris, Nancy, ... : AgroParisTech Année de publication : 2022 Note générale : Bibliographie
Thèse pour obtenir le grade de Docteur de l’Institut national des sciences et industries du vivant et de l'environnement - AgroParisTech, Spécialité GéomatiqueLangues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Acquisition d'image(s) et de donnée(s)
[Termes IGN] analyse comparative
[Termes IGN] angle de visée
[Termes IGN] données lidar
[Termes IGN] données localisées 3D
[Termes IGN] forêt alpestre
[Termes IGN] forêt ripicole
[Termes IGN] gestion durable
[Termes IGN] inventaire forestier national (données France)
[Termes IGN] jeu de données localisées
[Termes IGN] ligne de visée
[Termes IGN] modèle numérique de surface de la canopée
[Termes IGN] peuplement forestier
[Termes IGN] précision géométrique (imagerie)
[Termes IGN] prédiction
[Termes IGN] réseau neuronal artificiel
[Termes IGN] télémètre laser à balayage
[Termes IGN] télémètre laser aéroportéIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) L’information mesurée par Lidar aéroporté dépend de la végétation observée et de la géométrie de l'acquisition lidar, elle-même fonction des paramètres d'acquisition et des propriétés du terrain. Cette thèse vise à comprendre la relation entre la géométrie d'acquisition du lidar et les prédictions d'attributs forestiers en se focalisant sur l'évaluation et la gestion des impacts de l'angle de balayage du lidar sur les métriques lidar et les modèles construits à l’échelle du peuplement (i.e. approches surfaciques ou ABA). Quatre types de forêts différents ont été étudiés, dont trois types de forêts (feuillus, conifères et mixtes) en terrain montagneux et un type de forêt (ripisylve) en terrain relativement plat . La thèse est divisée en trois parties. La première partie évalue l'effet de l'angle de balayage du lidar sur les mesures lidar couramment utilisées dans les prédictions de type ABA. On a ainsi montré que les différentes métriques lidar ne sont pas impactées de la même façon par des changements d'angle de balayage. La deuxième partie de l'étude s’intéresse aux conséquences sur la qualité des modèles de l’introduction dans ces modèles de métriques lidar présentant des sensibilités différentes à l'angle de balayage. Un modèle basé sur un jeu de métriques Lidar prédéfinies, plus ou moins sensibles aux angles de balayage, est utilisé.Les jeux de données lidar existants sont ré-échantillonnés selon les lignes de vol pour 1) simuler des acquisitions lidar avec différentes configurations de balayage, 2) construire des modèles pour une série de configurations de balayage différentes, et 3) comparer la qualité des estimations qui résultent de chaque configuration d’acquisition. Ces comparaisons montrent que l’introduction de métriques sensibles à l’angle de balayage diminue la robustesse des modèles. De plus, la variation de la précision des modèles ABA s’est révélée être plus élevée pour les jeux de données composés de nuages de points acquis depuis une seule ligne de vol que pour ceux composés de nuages de points obtenus en combinant les mesures de plusieurs lignes de vol.Nous avons aussi tenté de normaliser les métriques lidar en utilisant des méthodes de voxellisation pour limiter les impacts des changements d’angles de balayage. Les métriques issues des données voxellisées contribuent à augmenter la précision des prédictions ou à augmenter leur justesse, ou, dans certains cas, les deux en même temps. Dans la dernière partie de l'étude, les propriétés du terrain (topographie) et les paramètres d'acquisition sont explicitement pris en compte dans les modèles. Comme les interactions entre les paramètres d'acquisition lidar, le terrain et les propriétés de la végétation peuvent être complexes, un réseau de neurone (perceptron multicouche) est utilisé pour modéliser les relations entre les attributs forestiers et les métriques lidar en tenant compte de ces interactions entre métriques lidar et géométrie d'acquisition. Cela a permis d'améliorer significativement les prédictions ABA. Note de contenu :
Chapter 1: Introduction
1.1 Sustainable Forest Management
1.2 The role of remote sensing in enhancing forest inventory
1.3 Enhanced forest inventory with lidar
1.4 Understanding the role of lidar scan angle in forestry applications
1.5 Research questions and objectives
1.6 Overview of the thesis
Chapter 2: Scan angle impact on lidar-derived metrics used in ABA models for prediction of forest
stand characteristics: a grid based analysis
2.1 Introduction
2.2 Materials
2.3 Methods
2.4 Results
2.5 Discussion
2.6 Conclusions
2.7 Acknowledgement
Chapter 3: An investigation into lidar scan angle impacts on stand attribute predictions in different
forest environments
3.1 Introduction
3.2 Materials and methods
3.3 Results
3.5 Conclusion
3.6 Acknowledgements
Chapter 4: Improving ABA models for forest attribute prediction using neural networks by considering effects of terrain and scan angles on 3D lidar point clouds
4.1 Introduction
4.2 Materials and methods
4.3 Results
4.4 Discussion
4.5 Conclusion
Chapter 5: Conclusion
5.1 Synthesis of the thesis
5.2 Limitations and PerspectivesNuméro de notice : 26957 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : FORET/IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Géomatique : Université Paris-Saclay : 2022 Organisme de stage : UMR TETIS - Territoires, Environnement, Télédétection et Information Spatiale nature-HAL : Thèse DOI : sans Date de publication en ligne : 24/01/2023 En ligne : https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-03954492/document Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=102527
Titre : Improving GEDI footprint geolocation using a high resolution digital terrain model Type de document : Article/Communication Auteurs : Anouk Schleich, Auteur ; Maxime Soma, Auteur ; Sylvie Durrieu, Auteur ; Cédric Vega Editeur : Vienne [Autriche] : Technische Universität Wien Année de publication : 2021 Collection : Geowissenschaftliche Mitteilungen, ISSN 1811-8380 num. 104 Projets : TOSCA SLIM / Conférence : SilviLaser 2021, 17th conference on Lidar Applications for Assessing and Managing Forest Ecosystems 28/09/2021 30/09/2021 Vienne + online Autriche open access proceedings Importance : pp 179 - 181 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Lasergrammétrie
[Termes IGN] données lidar
[Termes IGN] données localisées 3D
[Termes IGN] fauchée
[Termes IGN] géoréférencement
[Termes IGN] Global Ecosystem Dynamics Investigation lidar
[Termes IGN] modèle numérique de terrainRésumé : (auteur) [introduction] In 2018, NASA launched the Global Ecosystem Dynamics Investigation (GEDI) mission, a high resolution lidar system installed onboard the International Space Station (ISS). It is producing high quality 3D observations of the Earth surface structure, which are highly relevant to study forest ecosystems at a global scale (Qi et al. 2019). GEDI data is composed of 25 m diameter circular footprints for which the waveform of the received energy intensity returned by the ground is recorded. Each GEDI footprint is georeferenced and its positioning accuracy (for version 1 releases) is estimated at 15-20 m in planimetry with a systematic component of 8-10 m and a noise of the order of 8 m (1). A final horizontal geolocation accuracy of 8 m is expected after further processing in the final version (Dubayah et al. 2020). Compared to most other spatial satellites the ISS is much closer to earth, causing more variations in its orientation and altitude. Therefore, geolocating data acquired by ISS sensors is more diffucult than geolocating data aquired by satellites (Dou et al. 2014). An improved geolocation of GEDI data is mandatory to evaluate their quality, by comparison with other earth observation data or field measurements, and to further facilitate their integration in ecosystem monitoring approaches. We propose a method to improve the georeferencing of GEDI footprints using a precise Digital Terrain Model (DTM). Numéro de notice : C2021-053 Affiliation des auteurs : LIF+Ext (2020- ) Thématique : FORET/IMAGERIE Nature : Communication nature-HAL : ComAvecCL&ActesPubliésIntl DOI : 10.34726/wim.1973 Date de publication en ligne : 01/12/2021 En ligne : https://doi.org/10.34726/wim.1973 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=99223
Titre : Unit-level small area estimation of forest inventory with GEDI auxiliary information Type de document : Article/Communication Auteurs : Shaohui Zhang, Auteur ; Cédric Vega Editeur : Vienne [Autriche] : Technische Universität Wien Année de publication : 2021 Collection : Geowissenschaftliche Mitteilungen, ISSN 1811-8380 num. 104 Projets : 1-Pas de projet / Conférence : SilviLaser 2021, 17th conference on Lidar Applications for Assessing and Managing Forest Ecosystems 28/09/2021 30/09/2021 Vienne + online Autriche open access proceedings Importance : pp 136 - 138 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications photogrammétriques
[Termes IGN] aire naturelle (écologie)
[Termes IGN] données lidar
[Termes IGN] données localisées 3D
[Termes IGN] Global Ecosystem Dynamics Investigation lidar
[Termes IGN] inventaire forestier national (données France)
[Termes IGN] patrimoine naturelRésumé : (auteur) National Forest Inventories (NFIs) play an important role in understanding the state of forests at the national and regional levels. Forest inventory for small territorial areas, such as municipalities, is also important for decision-makers. However, information is relatively limited at this level. As a result, developing small area estimation (SAE) approaches has gained increasing popularity in the field of forest inventory. It enables prediction of forest attributes for sub-populations using regression models based on auxiliary data commonly derived from remote sensing techniques over an area of interest (AOI). It has been reported that SAE can improve the precision of forest inventory without increasing costs (Mandallaz, Breschan and Hill 2013) and may produce reliable predictions of forest attributes locally, even when field plots are not available (Rao 2014). Tomppo (2006) is a pioneer in the use of auxiliary data for multisource forest inventory. Previously, common sources of auxiliary data often came from satellite-based imagery (McRoberts et al. 2007), digital aerial photogrammetry (Breidenbach et al. 2018), and airborne laser scanning (Magnussen et al. 2014). NASA’s newly-launched Global Ecosystem Dynamics Investigation (GEDI) is a full waveform LiDAR instrument aboard the International Space Station (ISS). Its products consist of footprint measurements projected to cover 4% of the global land surface by the end of its mission (Dubayah et al. 2020). This will provide an unprecedented opportunity to systematically collect samples of forest information that can be used in SAE on a large scale. The objective of this study is to explore the possibility of using GEDI auxiliary data to improve the accuracy of forest inventory for a large natural area in central France (Sologne), as well as for smaller sub-areas defined by French administrative boundaries (departments). The results will then be compared against estimates obtained from simple random sampling (SRS), to assess the efficiency of the auxiliary data. Numéro de notice : C2021-062 Affiliation des auteurs : LIF+Ext (2020- ) Thématique : FORET/IMAGERIE Nature : Communication nature-HAL : ComAvecCL&ActesPubliésIntl DOI : 10.34726/wim.1941 Date de publication en ligne : 01/12/2021 En ligne : https://doi.org/10.34726/wim.1941 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=99383
Titre : Stand-level wind damage can be assessed using diachronic photogrammetric canopy height models Type de document : Article/Communication Auteurs : Jean-Pierre Renaud, Auteur ; Cédric Vega Année de publication : 2017 Projets : FOR-WIND / Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Termes IGN] analyse diachronique
[Termes IGN] appariement dense
[Termes IGN] dommage matériel
[Termes IGN] hauteur des arbres
[Termes IGN] image aérienne
[Termes IGN] modèle numérique de surface de la canopée
[Termes IGN] photogrammétrie
[Termes IGN] placette d'échantillonnage
[Termes IGN] semis de points
[Termes IGN] tempête
[Termes IGN] volume en bois
[Vedettes matières IGN] Inventaire forestierRésumé : (auteur) Key message : Diachronic photogrammetric canopy height models can be used to quantify at a fine scale changes in dominant height and wood volume following storms. The regular renewal of aerial surveys makes this approach appealing for monitoring forest changes.
Context : The increasing availability of aerial photographs and the development of dense matching algorithms open up new possibilities to assess the effects of storm events on forest canopies.
Aims : The objective of this research is to assess the potential of diachronic canopy height models derived from photogrammetric point clouds (PCHM) to quantify changes in dominant height and wood volume of a broadleaved forest following a major storm.
Methods : PCHMs derived from aerial photographs acquired before and after a storm event were calibrated using 25 field plots to estimate dominant height and volume using various modeling approaches. The calibrated models were combined with a reference damage maps to estimate both the within-stand damage variability, and the amount of volume impacted.
Results : Dominant height was predicted with a root mean squared error (RMSE) of 4%, and volume with RMSEs ranging from 24 to 32% according to the type of model. The volume impacted by storm was in the range of 42–76%. Overall, the maps of dominant height changes provided more details about within-stand damage variability than conventional photointerpretation do.
Conclusion : The study suggests a promising potential for exploiting PCHM in pursuit of a rapid localization and quantification of wind-throw damages, given an adapted sampling design to calibrate models.Numéro de notice : A2017-733 Affiliation des auteurs : LIF+Ext (2012-2019) Thématique : FORET Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s13595-017-0669-3 En ligne : https://doi.org/10.1007/s13595-017-0669-3 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=88546
in Annals of Forest Science > vol 74 n° 4 (December 2017)[article]PermalinkPermalinkPermalinkPermalinkPermalinkLand Resources Monitoring, Modeling, and Mapping with Remote Sensing, ch. 17. Optical remote sensing of tree and stand heights / Sylvie Durrieu (2015)
Permalink
PermalinkProceedings of SilviLaser 2015, 14th conference on Lidar Applications for Assessing and Managing Forest Ecosystems, September 28-30, 2015 - La Grande Motte, France / Sylvie Durrieu (2015)
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