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Estimating 10-m land surface albedo from Sentinel-2 satellite observations using a direct estimation approach with Google Earth Engine / Xingwen Lin in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, vol 194 (December 2022)  

Public [article]  inISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing > vol 194 (December 2022) . - pp 1 - 20 Titre : Estimating 10-m land surface albedo from Sentinel-2 satellite observations using a direct estimation approach with Google Earth Engine Type de document : Article/Communication Auteurs : Xingwen Lin, Auteur ; Shengbiao Wu, Auteur ; Bin Chen, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2022 Article en page(s) : pp 1 - 20 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection [Termes IGN] albedo [Termes IGN] bande spectrale [Termes IGN] distribution du coefficient de réflexion bidirectionnelle BRDF [Termes IGN] Google Earth Engine [Termes IGN] hétérogénéité spatiale [Termes IGN] image Sentinel-MSI [Termes IGN] image Terra-MODIS [Termes IGN] Leaf Area Index [Termes IGN] modèle de transfert radiatif [Termes IGN] phénologie [Termes IGN] réflectance de surface Résumé : (auteur) Land surface albedo plays an important role in controlling the surface energy budget and regulating the biophysical processes of natural dynamics and anthropogenic activities. Satellite remote sensing is the only practical approach to estimate surface albedo at regional and global scales. It nevertheless remains challenging for current satellites to capture fine-scale albedo variations due to their coarse spatial resolutions from tens to hundreds of meters. The emerging Sentinel-2 satellites, with a high spatial resolution of 10 m and an approximate 5-day revisiting cycle, provide a promising solution to address these observational limitations, yet their potentials remain underexplored. In this study, we integrated the Sentinel-2 observations with an updated direct estimation approach to improve the estimation and monitoring of fine-scale surface albedo. To enable the capability of the direct estimation approach at a 10-m scale, we combined the 10-m resolution European Space Agency (ESA) WorldCover land cover data and the 500-m resolution Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) Bidirectional Reflectance Distribution Function (BRDF)/albedo product to build a high-quality and representative BRDF training database. To evaluate our approach, we proposed an integrated evaluation framework leveraging 3-D physical model simulations, ground measurements, and satellite observations. Specifically, we first simulated a comprehensive dataset of Sentinel-2-like surface reflectance and broadband albedo across a variety of geometric configurations using the MODIS BRDF training samples. With this dataset, we built the Look-Up-Tables (LUTs) that connect surface broadband albedo and Sentinel-2 reflectance through a direct angular bin-based linear regression approach, and further coupled these LUTs with the Google Earth Engine (GEE) cloud-computing platform. We next evaluated the proposed algorithm at two spatial levels: (1) 10-m scale for absolute accuracy assessment using the references from the Discrete Anisotropic Radiative Transfer (DART) simulations and flux-site observations, and (2) 500-m scale for large-scale mapping assessment by comparing the estimated albedo with the MODIS albedo product. Lastly, we presented four examples to show the capability of Sentinel-2 albedo in detecting fine-scale characteristics of vegetation and urban covers. Results show that: (1) the proposed algorithm accurately estimates surface albedo from Sentinel-2-like reflectance across different landscape configurations (overall root-mean-square-error (RMSE) = 0.018, bias = 0.005, and coefficient of determination (R2) = 0.88); (2) the Sentinel-2-derived surface albedo agrees well with ground measurements (overall RMSE = 0.030, bias = -0.004, and R2 = 0.94) and MODIS products (overall RMSE = 0.030, bias = 0.021, and R2 = 0.97); and (3) Sentinel-2-derived albedo accurately captures seasonal leaf phenology and rapid snow events, and detects the interspecific (or interclass) variations of tree species and colored urban rooftops. These results demonstrate the capability of the proposed approach to map high-resolution surface albedo from Sentinel-2 satellites over large spatial and temporal contexts, suggesting the potential of using such fine-scale datasets to improve our understanding of albedo-related biophysical processes in the coupled human-environment system. Numéro de notice : A2022-823 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : FORET/IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1016/j.isprsjprs.2022.09.016 Date de publication en ligne : 14/10/2022 En ligne : https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2022.09.016 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=101999 [article]

Large-area high spatial resolution albedo retrievals from remote sensing for use in assessing the impact of wildfire soot deposition on high mountain snow and ice melt / André Bertoncini in Remote sensing of environment, vol 278 (September 2022)  

Public [article]  inRemote sensing of environment > vol 278 (September 2022) . - n° 113101 Titre : Large-area high spatial resolution albedo retrievals from remote sensing for use in assessing the impact of wildfire soot deposition on high mountain snow and ice melt Type de document : Article/Communication Auteurs : André Bertoncini, Auteur ; Caroline Aubry-Wake, Auteur ; John W. Pomeroy, Auteur Année de publication : 2022 Article en page(s) : n° 113101 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection [Termes IGN] albedo [Termes IGN] Colombie-Britannique (Canada) [Termes IGN] distribution du coefficient de réflexion bidirectionnelle BRDF [Termes IGN] fonte des glaces [Termes IGN] glacier [Termes IGN] Google Earth Engine [Termes IGN] image Sentinel-MSI [Termes IGN] image SRTM [Termes IGN] image Terra-MODIS [Termes IGN] incendie de forêt [Termes IGN] montagne [Termes IGN] neige [Termes IGN] pouvoir de résolution radiométrique Résumé : (auteur) Soot deposition from wildfires decreases snow and ice albedo and increases the absorption of shortwave radiation, which advances and accelerates melt. Soot deposition also induces algal growth, which further decreases snow and ice albedo. In recent years, increasingly severe and widespread wildfire activity has occurred in western Canada in association with climate change. In the summers of 2017 and 2018, westerly winds transported smoke from extensive record-breaking wildfires in British Columbia eastward to the Canadian Rockies, where substantial amounts of soot were deposited on high mountain glaciers, snowfields, and icefields. Several studies have addressed the problem of soot deposition on snow and ice, but the spatiotemporal resolution applied has not been compatible with studying mountain icefields that are extensive but contain substantial internal variability and have dynamical albedos. This study evaluates spatial patterns in the albedo decrease and net shortwave radiation (K*) increase caused by soot from intense wildfires in Western Canada deposited on the Columbia Icefield (151 km2), Canadian Rockies, during 2017 and 2018. Twelve Sentinel-2 images were used to generate high spatial resolution albedo retrievals during four summers (2017 to 2020) using a MODIS bidirectional reflectance distribution function (BRDF) model, which was employed to model the snow and ice reflectance anisotropy. Remote sensing estimates were evaluated using site-measured albedo on the icefield's Athabasca Glacier tongue, resulting in a R2, mean bias, and root mean square error (RMSE) of 0.68, 0.019, and 0.026, respectively. The biggest inter-annual spatially averaged soot-induced albedo declines were of 0.148 and 0.050 (2018 to 2020) for southeast-facing glaciers and the snow plateau, respectively. The highest inter-annual spatially-averaged soot-induced shortwave radiative forcing was 203 W/m2 for southeast-facing glaciers (2018 to 2020) and 106 W/m2 for the snow plateau (2017 to 2020). These findings indicate that snow albedo responded rapidly to and recovered rapidly from soot deposition. However, ice albedo remained low the year after fire, and this was likely related to a bio-albedo feedback involving microorganisms. Snow and ice K* were highest during low albedo years, especially for south-facing glaciers. These large-scale effects accelerated melt of the Columbia Icefield. The findings highlight the importance of using large-area high spatial resolution albedo estimates to analyze the effect of wildfire soot deposition on snow and ice albedo and K* on icefields, which is not possible using other approaches. Numéro de notice : A2022-466 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article DOI : 10.1016/j.rse.2022.113101 Date de publication en ligne : 30/05/2022 En ligne : https://doi.org/10.1016/j.rse.2022.113101 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=100800 [article]

Are northern German Scots pine plantations climate smart? The impact of large-scale conifer planting on climate, soil and the water cycle / Christoph Leuschner in Forest ecology and management, vol 507 (March-1 2022)  

Public [article]  inForest ecology and management > vol 507 (March-1 2022) . - n° 120013 Titre : Are northern German Scots pine plantations climate smart? The impact of large-scale conifer planting on climate, soil and the water cycle Type de document : Article/Communication Auteurs : Christoph Leuschner, Auteur ; Agnes Förster, Auteur ; Marco Diers, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2022 Article en page(s) : n° 120013 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Termes IGN] acidification des sols [Termes IGN] albedo [Termes IGN] Allemagne [Termes IGN] biomasse aérienne [Termes IGN] canopée [Termes IGN] changement climatique [Termes IGN] évapotranspiration [Termes IGN] Fagus sylvatica [Termes IGN] foresterie [Termes IGN] Pinus sylvestris [Termes IGN] puits de carbone [Termes IGN] résilience écologique [Vedettes matières IGN] Végétation et changement climatique Résumé : (auteur) Increasing temperatures and rising atmospheric vapor pressure deficits are exposing forests around the globe to increasing drought and heat stress, demanding a shift to climate-smart forestry for increasing the stress resistance and resilience of production forests and to enhance their climate change mitigation potential. Based on measurements in paired pine and beech forests and the review of literature data, we analyse the biophysical consequences and the carbon cycle impact of large-scale Scots pine (Pinus sylvestris L.) plantations in northern Germany in the face of a warming and aridifying climate. We quantified canopy surface albedo and surface temperature, evapotranspiration and deep seepage, carbon (C) storage in biomass and soil and annual C sequestration, and soil acidification of pine plantations in comparison to beech forests (Fagus sylvatica L.), the natural forest vegetation. We find that near-infrared (NIR, 700–3000 mn) canopy surface albedo is higher by 5.2 percentage points during summer over beech as compared to pine forest, resulting in a 9 % higher net radiation and a 0.6 K higher surface temperature of the pine canopy. Deep seepage is on average by 68 mm yr−1 smaller under pine than beech forest (66 mm yr−1 vs. 134 mm yr−1) due to the higher evapotranspiration of pine. C storage in biomass and soil is by ∼ 48 Mg C ha−1 higher in beech than pine forests, reflecting the higher productivity of beech, demonstrating an unfavorably low C sequestration potential of Scots pine plantations. We conclude that the large-scale Scots pine plantations in northern Germany (>1.7 million ha) are neither environmental-friendly nor climate smart, given their enhancement of climate-warming, low climate change mitigation potential, and negative effect on groundwater recharge. Replacing pine plantations by beech (or other hardwood) forests in northern Germany and adjacent regions is urgently needed for achieving the goals of climate-smart forestry. Numéro de notice : A2022-136 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : FORET Nature : Article DOI : 10.1016/j.foreco.2022.120013 Date de publication en ligne : 24/01/2022 En ligne : https://doi.org/10.1016/j.foreco.2022.120013 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=99742 [article]

Apport de la télédétection et des variables auxiliaires dans l'étude de l'évolution des périodes de sécheresse / Nesrine Farhani (2022)  

Public Titre : Apport de la télédétection et des variables auxiliaires dans l'étude de l'évolution des périodes de sécheresse Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Nesrine Farhani, Auteur ; Gilles Boulet, Directeur de thèse ; Zohra Lili-Chabaane, Directeur de thèse Editeur : Toulouse : Université de Toulouse 3 Paul Sabatier Année de publication : 2022 Importance : 194 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie Thèse en vue de l'obtention du Doctorat de l'Université Toulouse délivré par l'Université Toulouse 3 - Paul Sabatier, spécialité Surfaces et Interfaces Continentales, Hydrologie Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection [Termes IGN] albedo [Termes IGN] capteur actif [Termes IGN] capteur passif [Termes IGN] données météorologiques [Termes IGN] évapotranspiration [Termes IGN] gestion de l'eau [Termes IGN] image Landsat-ETM+ [Termes IGN] image Landsat-TM [Termes IGN] image Terra-MODIS [Termes IGN] image thermique [Termes IGN] indice de stress [Termes IGN] Leaf Area Index [Termes IGN] Normalized Difference Vegetation Index [Termes IGN] sécheresse [Termes IGN] stress hydrique [Termes IGN] température de surface [Termes IGN] Tunisie [Termes IGN] zone aride Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) La surveillance des sécheresses dans les régions arides et semi-arides est cruciale car ses conséquences pour l'agriculture peuvent être dramatiques. Afin d'aider les décideurs à établir de bonnes pratiques de gestion de la ressource en eau et d'atténuation du risque des sécheresses, nous nous intéressons à l'analyse des indices de stress hydriques. À cette fin, un modèle de bilan d'énergie à double source permet, en combinant de l'information satellitaire (température de surface, NDVI, albédo et LAI) et de l'information météorologique (température de l'air, humidité relative de l'air, vitesse du vent et rayonnement global), de simuler l'évapotranspiration ainsi que le stress hydrique. Ces deux variables doivent être fournies d'une façon continue et sur une longue période temporelle pour une analyse adéquate des périodes de sécheresses. Or, les réseaux d'observations météorologiques sont parfois insuffisants (faible densité des sites instrumentés et périodes d'observation courtes et souvent non-concomitantes). Notre premier objectif est alors de simuler des scénarios de différentes variables climatiques afin de les prolonger. Nous avons adapté un générateur de conditions météorologiques "MetGen" qui permet de combler les lacunes présentes sur une période d'observation et de projeter des scénarios sur une période distincte de la période d'observation. MetGen exploite parmi ses co-variables, les données de réanalyses qui fournissent des variables à faible résolution spatiale (environ 31 km), comme source d'information importante. Nous comparons cette méthode avec des méthodes de correction de biais (univariée et multivariée) qui exploitent également les données de réanalyses. Cette approche statistique est validée selon deux volets : l'évaluation de la capacité (1) à bien reproduire les variables météorologiques et (2) à bien restituer les variables de bilan d'énergie. Les analyses, menées avec les données des stations météorologiques du système d'observations, ont permis de valider MetGen sur une période de validation (2011-2016). Nous avons utilisé alors cette méthode afin de simuler des données climatiques sur toute la période d'étude (2000-2019). Cette série ainsi que celle provenant des réanalyses brutes sont utilisées comme forçages climatiques du modèle d'énergie à double source SPARSE, afin de simuler deux indices de stress thermiques SI(SWG) et SI(ERA5) issus du générateur et des réanalyses ERA5 respectivement, à une échelle kilométrique. Ces deux indices sensibles aux anomalies de température de surface, sont comparés avec d'autres indices standardisés issus de différentes longueurs d'onde : le NDVI issu du visible/proche infrarouge, SWI du micro-onde et un indice standardisé de précipitations UPI qui est utilisé comme une référence pour notre analyse. Cette analyse est effectuée en termes de pertinence, de cohérence et de précocité pour la détection d'une sécheresse agronomique. Les deux indices thermiques ont montré des bonnes performances pour la détection du stress, notamment SI(SWG) qui a montré plus de précision et de capacité à détecter le stress hydrique d'une façon précoce. Ces analyses et tous ces approches statistiques sont effectuées au niveau du bassin versant de Merguellil situé au centre de la Tunisie et qui présente un modèle typique des régions semi-arides. Note de contenu : 1- Introduction 2- Partie A 2.1 Etat de l'art 2.2 Matériel et méthodes 2.3 Conclusion partielle et synthèse 3- Partie B 3.1 Introduction 3.2 Développement de la méthode statistique 3.3 Résultats complémentaires 3.4 Conclusion partielle et synthèse 4- Partie C 4.1 Introduction 4.2 Interpolation journalière de l’évapotranspiration 4.3 Indice de sécheresse 4.4 Utilisation de l’indice thermique pour le stress de la végétation 4.5 Comparaison SI et ESI 4.6 Conclusion partielle et synthèse Conclusion et perspectives Numéro de notice : 28880 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Surfaces et Interfaces Continentales, Hydrologie : Toulouse 3 : 2022 Organisme de stage : CESBIO DOI : sans En ligne : http://www.theses.fr/2022TOU30022 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=101529

Time-series snowmelt detection over the Antarctic using Sentinel-1 SAR images on Google Earth Engine / Dong Liang in Remote sensing of environment, Vol 256 (April 2020)  

Public [article]  inRemote sensing of environment > Vol 256 (April 2020) . - n° 112318 Titre : Time-series snowmelt detection over the Antarctic using Sentinel-1 SAR images on Google Earth Engine Type de document : Article/Communication Auteurs : Dong Liang, Auteur ; Huadong Guo, Auteur ; Lu Zhang, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : n° 112318 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection [Termes IGN] albedo [Termes IGN] Antarctique [Termes IGN] calotte glaciaire [Termes IGN] changement climatique [Termes IGN] coefficient de rétrodiffusion [Termes IGN] distribution spatiale [Termes IGN] fonte des glaces [Termes IGN] Google Earth Engine [Termes IGN] image radar moirée [Termes IGN] image Sentinel-SAR [Termes IGN] montée du niveau de la mer [Termes IGN] série temporelle Résumé : (auteur) The Antarctic ice sheet is an important mass of glacier ice. It is particularly sensitive to climate change, and the flow of Antarctica's inland glaciers into the sea, accelerated by collapsing ice shelves, threatens global sea level rise. The amount of snowmelt on the surface of the ice sheet is an important metric for accurately assessing surface material loss and albedo change, which affect the stability of the ice sheet. This study proposes a framework for quickly extracting time-series freeze-thaw information at the continental scale and 40 m resolution by taking advantage of the huge amount of synthetic aperture radar (SAR) data acquired by Sentinel-1 satellites over the Antarctic, available for rapid processing on Google Earth Engine. Co-orbit normalization is used in the proposed framework to establish a unified standard of judgement by reducing the variations in the backscattering coefficient introduced by observation geometry, terrain fluctuations, and melt conditions between images acquired at different times. We implemented the framework to produce a massive dataset of both monthly freeze-thaw information over the Antarctic and higher temporal resolution freeze-thaw information for the Larsen C ice shelf from 2015 to 2019, with overall accuracies of 93% verified by a manual visual interpretation method and 84% evaluated from automatic weather station temperatures. Due to its effectiveness and robustness, the framework can be used to analyse the spatiotemporal distribution of snowmelt, the change in melt area, and anomalous melt events in Antarctica, especially those in Larsen C caused by foehn wind. Numéro de notice : A2021-477 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article DOI : 10.1016/j.rse.2021.112318 Date de publication en ligne : 10/02/2021 En ligne : https://doi.org/10.1016/j.rse.2021.112318 Format de la ressource électronique : url article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=97117 [article]

Apport de la télédétection pour la simulation spatialisée des composantes du bilan carbone des cultures et des effets d'atténuation biogéochimiques et biogéophysiques des cultures intermédiaires / Gaétan Pique (2021)  

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Using climate-sensitive 3D city modeling to analyze outdoor thermal comfort in urban areas / Rabeeh Hosseinihaghighi in ISPRS International journal of geo-information, vol 9 n° 11 (November 2020)  

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Hyperspectral image clustering with Albedo recovery Fuzzy C-Means / Peyman Azimpour in International Journal of Remote Sensing IJRS, vol 41 n° 16 (01-10 May 2020)  

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Fusion d'approches photométriques et géométriques pour la création de modèles 3D / Jean Mélou (2020)  

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Residences information extraction from Landsat imagery using the multi-parameter decision tree method / Yujie Yang in Geocarto international, vol 34 n° 14 ([30/10/2019])  

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Lettre : Existe-t-il des relations formelles entre coefficients de diffusion radar et facteurs de réflectance en optique ? / Jean-Paul Rudant in Revue Française de Photogrammétrie et de Télédétection, n° 219-220 (juin - octobre 2019)  

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Albedo estimation for real-time 3D reconstruction using RGB-D and IR data / Patrick Stotko in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, vol 150 (April 2019)  

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Simultaneous estimation of leaf area index, fraction of absorbed photosynthetically active radiation, and surface albedo from multiple-satellite data / Han Ma in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 55 n° 8 (August 2017)  

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Refining geometry from depth sensors using IR shading images / Gyeongmin Choe in International journal of computer vision, vol 122 n° 1 (March 2017)  

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Improving winter leaf area index estimation in coniferous forests and its significance in estimating the land surface albedo / Rong Wang in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, vol 119 (September 2016)  

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