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Automatic detection of thin oil films on water surfaces in ultraviolet imagery / Ming Xie in Photogrammetric record, vol 38 n° 181 (March 2023)  

Public [article]  inPhotogrammetric record > vol 38 n° 181 (March 2023) . - pp 47 - 62 Titre : Automatic detection of thin oil films on water surfaces in ultraviolet imagery Type de document : Article/Communication Auteurs : Ming Xie, Auteur ; Xiurui Zhang, Auteur ; Ying Li, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2023 Article en page(s) : pp 47 - 62 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection [Termes IGN] détection automatique [Termes IGN] filtre optique [Termes IGN] hydrocarbure [Termes IGN] image AVIRIS [Termes IGN] marée noire [Termes IGN] niveau de gris (image) [Termes IGN] rayonnement ultraviolet [Termes IGN] segmentation d'image [Termes IGN] seuillage binaire [Termes IGN] surface de la mer Résumé : (auteur) Among the various remote sensing technologies that have been applied to monitor oil spills on the sea surface, passive ultraviolet (UV) imaging is a controversial one that has raised some disputes in the community of oil spill remote sensing. As a result, the research and applications of oil spill detection using passive UV imaging have not been as developed as other methods. In order to clarify some existing questions on oil spill detection using passive UV remote sensing technology, this paper discusses the needs of thin oil film detection, examines the feasibility of thin oil film detection using passive UV imaging through field experiments under controlled conditions and validates it with the UV imagery derived from the airborne visible/infrared imaging spectrometer (AVIRIS) observation of the Deepwater Horizon oil spill. Two types of fully automatic models are designed to extract the thin oil films on the water surface: (1) a binary classification model based on an adaptive threshold; (2) an unsupervised image segmentation model based on image clustering and greyscale histogram analysis. The two models are tested on the UV imagery obtained through both field experiments and AVIRIS observations. The results indicate that the binary classification model can extract the thin oil films with reasonable accuracy under stable imaging conditions, while the unsupervised image clustering model can robustly detect the thin oil films at the cost of higher computational complexity. These results infer that passive UV imaging is an effective way to detect thin oil films and could be applied to provide early warning at the beginning stage of oil spills and reduce further damage. It may also be applied as a supplementary method for oil spill detection to achieve comprehensive oil spill monitoring. Numéro de notice : A2023-163 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article DOI : 10.1111/phor.12439 Date de publication en ligne : 09/02/2023 En ligne : https://doi.org/10.1111/phor.12439 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=102866 [article]

Geographic-dependent variational parameter estimation: A case study with a 2D ocean temperature model / Zhenyang Du in Journal of Marine Systems, vol 237 (January 2023)  

Public [article]  inJournal of Marine Systems > vol 237 (January 2023) Titre : Geographic-dependent variational parameter estimation: A case study with a 2D ocean temperature model Type de document : Article/Communication Auteurs : Zhenyang Du, Auteur ; Xuefeng Zhang, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2023 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image [Termes IGN] assimilation des données [Termes IGN] estimation statistique [Termes IGN] modèle océanographique [Termes IGN] océanographie spatiale [Termes IGN] température de surface de la mer [Termes IGN] teneur en chaleur de l'océan Résumé : (auteur) Using observational information to tune uncertain physical parameters in an ocean model via a robust data assimilation method has great potential to reduce model bias and improve the quality of sea temperature analysis and prediction. However, how observational information should be used to optimize geographic-dependent parameters through four-dimensional variational (4DVAR) data assimilation, which is one of the most prevailing assimilation methods, has not been fully studied. In this study, a two-step 4DVAR method is proposed to enhance parameter correction when the assimilation model contains biased geographic-dependent parameters within a biased model framework. Here, the biased parameters are set to an oceanic eddy diffusion coefficient, Kv, that plays an important role in modulating synoptic, seasonal and long-term changes in ocean heat content. Within a twin assimilation experiment framework, the temperature “observations” generated from sampling a “truth” model are assimilated into a biased model to investigate to what extent Kv can be estimated using the 4DVAR method when Kv remains geographic-dependent. The results show that the geographic-dependent Kv distribution can be optimally estimated to further improve the sea temperature analysis performance compared with the state estimation only method. In addition, the model prediction performance is also discussed with optimally estimated parameters under various conditions of noisy and/or sparse ocean observations. These results provide some insights for the prediction of ocean temperature mixing and stratification in a 3D primitive ocean numerical model using 4DVAR data assimilation. Numéro de notice : A2023-080 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article DOI : 10.1016/j.jmarsys.2022.103824 En ligne : https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2022.103824 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=102716 [article]

Coastal observation of sea surface tide and wave height using opportunity signal from Beidou GEO satellites: analysis and evaluation / Feng Wang in Journal of geodesy, vol 96 n° 4 (April 2022)  

Public [article]  inJournal of geodesy > vol 96 n° 4 (April 2022) . - n° 17 Titre : Coastal observation of sea surface tide and wave height using opportunity signal from Beidou GEO satellites: analysis and evaluation Type de document : Article/Communication Auteurs : Feng Wang, Auteur ; Dongkai Yang, Auteur ; Guodong Zhang, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2022 Article en page(s) : n° 17 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale [Termes IGN] Chine [Termes IGN] données altimétriques [Termes IGN] données marégraphiques [Termes IGN] hauteurs de mer [Termes IGN] méthode de Monte-Carlo [Termes IGN] modèle géométrique [Termes IGN] rapport signal sur bruit [Termes IGN] récepteur GNSS [Termes IGN] réflectométrie par GNSS [Termes IGN] signal BeiDou [Termes IGN] surface de la mer [Termes IGN] vague Résumé : (auteur) In this paper, the methods retrieving tide and SWH using reflected BeiDou GEO satellite signals are proposed, and a data-driven method is proposed to calibrate sea state bias of the retrieved tide. In addition, an estimator combining multi-satellite observation based on linear unbiased minimum variance (LUMV) is developed to improve the retrieved precision. The B1I signal experiments in Qingdao and Shenzhen show after calibrating sea state influence using the proposed method, the root-mean-square error (RMSE) could fall to 0.40 m from 0.45 m, and compared to the single-satellite observation, the multi-satellite observation based on the LUMV estimator could significantly reduce the RMSE of the retrieved tide to 0.16 m. Shenzhen experiment is also used to evaluate the performance of retrieving SWH and the determination coefficient of 0.60 is obtained. This paper also conducts Monte Carlo simulation and experiment to evaluate the altimetry and measuring SWH precision using reflected B3I signal. The simulated results when SNR is over 5 dB, incoherent averaging number is 10000, and the receiver bandwidth is over 45 MHz, the estimated precision of the delay can reach up ∼0.15 m, and the precision of the normalized area ranges from 0.2 to 0.3 m. The B3I experiment show that compared to B1I signal, when the reflected signal from individual satellite is used, the better precision with the RMSE of 0.25 can be obtained, and when combining the measurements from the three satellites using LUMV estimator, the RMSE reduces to 0.16 m. Further, the precision of 0.12 m can be obtained by calibrating the sea state influence. Numéro de notice : A2022-213 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s00190-022-01605-0 Date de publication en ligne : 06/03/2022 En ligne : https://doi.org/10.1007/s00190-022-01605-0 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=100050 [article]

Validating a new GNSS-based sea level instrument (CalNaGeo) at Senetosa Cape / Pascal Bonnefond in Marine geodesy, vol 45 n° 2 (March 2022)  

Public [article]  inMarine geodesy > vol 45 n° 2 (March 2022) . - pp 121 - 150 Titre : Validating a new GNSS-based sea level instrument (CalNaGeo) at Senetosa Cape Type de document : Article/Communication Auteurs : Pascal Bonnefond, Auteur ; Olivier Laurain, Auteur ; Pierre Exertier, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2022 Article en page(s) : pp 121 - 150 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale [Termes IGN] altimétrie satellitaire par radar [Termes IGN] carte bathymétrique [Termes IGN] Corse [Termes IGN] étalonnage d'instrument [Termes IGN] geoïde marin [Termes IGN] hauteurs de mer [Termes IGN] instrument de géodésie [Termes IGN] marégraphe [Termes IGN] niveau de la mer [Termes IGN] positionnement par GNSS [Termes IGN] positionnement ponctuel précis [Termes IGN] surface de la mer Résumé : (auteur) The geodetic Corsica site was set up in 1998 in order to perform altimeter calibration of the TOPEX/Poseidon (T/P) mission and subsequently, Jason-1, OSTM/Jason-2, Jason-3 and more recently Sentinel-6 Michael Freilich (launched on November, 21 2020). The aim of the present study held in June 2015 is to validate a recently developed GNSS-based sea level instrument (called CalNaGeo) that is designed with the intention to map Sea Surface Heights (SSH) over large areas. This has been undertaken using the well-defined geodetic infrastructure deployed at Senetosa Cape, and involved the estimation of the stability of the waterline (and thus the instantaneous separation of a GNSS antenna from water level) as a function of the velocity at which the instrument is towed. The results show a largely linear relationship which is approximately 1 mm/(m/s) up to a maximum practical towing speed of ∼10 knots (∼5 m/s). By comparing to the existing “geoid” map, it is also demonstrated that CalNaGeo can measure a sea surface slope with a precision better than 1 mm/km (∼2.5% of the physical slope). Different processing techniques are used and compared including GNSS Precise Point Positioning (PPP, where the goal is to extend SSH mapping far from coastal GNSS reference stations) showing an agreement at the 1-2 cm level. Numéro de notice : A2022-212 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article DOI : 10.1080/01490419.2021.2013355 Date de publication en ligne : 28/12/2021 En ligne : https://doi.org/10.1080/01490419.2021.2013355 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=100046 [article]

Cartographie dynamique de la topographie de l'océan de surface par assimilation de données altimétriques / Florian Le Guillou (2022)  

Public Titre : Cartographie dynamique de la topographie de l'océan de surface par assimilation de données altimétriques Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Florian Le Guillou, Auteur ; Emmanuel Cosme, Directeur de thèse Editeur : Grenoble [France] : Université Grenoble Alpes Année de publication : 2022 Importance : 217 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie Thèse pour obtenir le grade de Docteur de l'Université Grenoble Alpes, Spécialité : Océan, Atmosphère, Hydrologie Langues : Français (fre) Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection [Termes IGN] altimétrie satellitaire par radar [Termes IGN] assimilation des données [Termes IGN] cartographie dynamique [Termes IGN] cartographie hydrographique [Termes IGN] données altimétriques [Termes IGN] image SWOT [Termes IGN] modèle dynamique [Termes IGN] niveau de la mer [Termes IGN] océanographie dynamique [Termes IGN] océanographie spatiale [Termes IGN] relief de la surface de la mer Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) Depuis plus de 20 ans, l’altimétrie satellitaire nadir a révolutionné notre compréhension de la dynamique océanique de mésoéchelle en produisant des mesures très précises du niveau de la mer (SSH; pour Sea Surface Heigh). Pour un grand nombre d’applications, les données 1D de SSH doivent être interpolées sur des cartes 2D régulières en temps et en espace. Aujourd’hui, ces cartes sont générées quotidiennement à une résolution de 1/4° par un algorithme d’interpolation optimale implémenté de manière opérationnelle au sein du système DUACS. Cependant, la résolution spatiale de ces cartes, principalement limitée par l’échantillonnage de l’altimétrie nadir, ne permet pas d’observer convenablement les structures de sous-mésoéchelle, que l’ont sait essentielles pour la compréhension, la modélisation et la prévision du système climatique. La nouvelle mission altimétrique à large fauchée SWOT (pour Surface Water Ocean Topography) sera lancée à la fin de l’année 2022. SWOT permettra l’observation de processus à des échelles de 15-30 km. Cependant, l’algorithme d’interpolation linéaire actuellement implémenté dans la chaîne DUACS doit être amélioré pour tenir compte de la dynamique non-linéaire des structures rapides de sous-mésoéchelle. De plus, il faudra distinguer les mouvements autour de l’équilibre géostrophique de ceux des ondes de marée interne pour étudier convenablement les dynamiques associées. Dans cette thèse, nous avons exploré la capacité de la mission SWOT à répondre à ses objectifs scientifiques en développant des outils innovants pour cartographier la SSH à haute résolution tout en séparant les dynamiques équilibrée et ondulatoire. Pour cela, la stratégie a été d’inclure la dynamique de l’océan dans les outils de cartographie de SSH sous forme d’assimilation de données avec des modèles physiques simples et adaptés à chaque dynamique. La première étape de notre travail a été d’appliquer la méthode du Back-and-Forth-Nudging (BFN) appliqué à un modèle Quasi-Géostrophique à une couche et demie (méthode dite du BFN-QG) pour cartographier la dynamique équilibrée de la SSH. Cette technique est testée avec des observations simulées et réelles. Les résultats montrent que le BFN-QG permet de réduire substantiellement les erreurs de cartographie comparé au système DUACS et que cette réduction est amplifiée lorsque SWOT est ajouté à la constellation d’altimètres nadirs. Par contre, les données nadirs se révèlent nécessaires pour contraindre les grandes échelles spatiales lorsque les données SWOT sont polluées par des erreurs spatialement corrélées. De plus, les performances sont réduites lorsque la dynamique équilibrée est faiblement énergétique. Dans un second temps, nous avons traité la problématique de séparation des dynamiques équilibrée et ondulatoire. Pour cela, nous avons développé un 4Dvar assimilant les observations de SSH dans un modèle Shallow-Water linéaire pour estimer la dynamique de marée interne (méthode dite du 4Dvar-SW). Un atout essentiel du 4Dvar-SW est sa capacité à estimer la marée interne non-stationnaire. Deux stratégies de séparation sont présentées. La première implémente un algorithme de minimisation alternée qui combine itérativement le BFN-QG et le 4Dvar-SW. Bien que testée dans un contexte idéalisé, cette technique semble prometteuse pour cartographier et séparer les contributions des deux dynamiques. Les résultats montrent que l’échantillonnage temporel des observations est déterminant pour estimer correctement la dynamique de marée interne, et par extension la dynamique équilibrée. La seconde stratégie repose sur l’implémentation d’un 4Dvar global en bases réduites et une contribution additive des deux modèles réduits. Cette technique est testée dans le cadre réaliste de la phase de calibration et validation au large de la Californie et les performances sont une nouvelles fois prometteuses, en particulier pour estimer la composante non-stationnaire de la marée interne. Note de contenu : 1- Introduction 2- Approche méthodologique et outils numériques 3- Cartographie altimétrique haute résolution de la dynamique équilibrée dans le contexte de la mission SWOT 4- Article 2 : Regional mapping of energetic short mesoscale ocean dynamics from altimetry : performances from real observations 5- Article 3 : Joint Estimation of Balanced Motions and Internal Tides From Future Wide-Swath Altimetry 6- Vers la cartographie simultanée des dynamiques équilibrée et de marée interne à partir des données SWOT 7- Conclusion Numéro de notice : 29013 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Océan, Atmosphère, Hydrologie : Grenoble : 2022 Organisme de stage : Institut des Géosciences de l’Environnement DOI : sans En ligne : https://hal.science/tel-03775828v1 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=101740

Shipborne GNSS acquisition of sea surface heights in the Baltic Sea / Aive Lilibusk in Journal of geodetic science, vol 12 n° 1 (January 2022)  

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La modélisation des eaux / Michel Kasser in Géomètre, n° 2197 (décembre 2021)

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On the TEC bias of altimeter satellites / Francisco Azpilicueta in Journal of geodesy, vol 95 n° 10 (October 2021)  

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Sentinel-6A precise orbit determination using a combined GPS/Galileo receiver / Oliver Montenbruck in Journal of geodesy, vol 95 n° 10 (October 2021)  

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Comparison and evaluation of high-resolution marine gravity recovery via sea surface heights or sea surface slopes / Shengjun Zhang in Journal of geodesy, vol 95 n° 6 (June 2021)  

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Validating geoid models with marine GNSS measurements, sea surface models, and additional gravity observations in the Gulf of Finland / Timo Saari in Marine geodesy, vol 44 n° 3 (May 2021)  

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Accurate sea surface heights from Sentinel-3A and Jason-3 retrackers by incorporating high-resolution marine geoid and hydrodynamic models / Mir Abolfazl Mostafavi in Journal of geodetic science, vol 11 n° 1 (January 2021)  

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Self-consistent determination of the Earth’s GM, geocenter motion and figure axis orientation / Alexandre Couhert in Journal of geodesy, vol 94 n° 12 (December 2020)  

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Estimates of spaceborne precipitation radar pulsewidth and beamwidth using sea surface echo data / Kaya Kanemaru in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 58 n° 8 (August 2020)  

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DORIS, 30 ans d'opérations continues au coeur de la performance des missions altimétriques pour l'océanographie et les applications géodésiques / Anonyme in XYZ, n° 163 (juin 2020)

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