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Towards urban flood susceptibility mapping using data-driven models in Berlin, Germany / Omar Seleem in Geomatics, Natural Hazards and Risk, vol 13 (2022)
[article]
Titre : Towards urban flood susceptibility mapping using data-driven models in Berlin, Germany Type de document : Article/Communication Auteurs : Omar Seleem, Auteur ; Georgy Ayzel, Auteur Année de publication : 2022 Article en page(s) : pp 1640 - 1662 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Analyse spatiale
[Termes IGN] Berlin
[Termes IGN] cartographie des risques
[Termes IGN] classification par forêts d'arbres décisionnels
[Termes IGN] classification par réseau neuronal convolutif
[Termes IGN] classification par séparateurs à vaste marge
[Termes IGN] inondation
[Termes IGN] pouvoir de résolution géométrique
[Termes IGN] vulnérabilitéRésumé : (auteur) Identifying urban pluvial flood-prone areas is necessary but the application of two-dimensional hydrodynamic models is limited to small areas. Data-driven models have been showing their ability to map flood susceptibility but their application in urban pluvial flooding is still rare. A flood inventory (4333 flooded locations) and 11 factors which potentially indicate an increased hazard for pluvial flooding were used to implement convolutional neural network (CNN), artificial neural network (ANN), random forest (RF) and support vector machine (SVM) to: (1) Map flood susceptibility in Berlin at 30, 10, 5, and 2 m spatial resolutions. (2) Evaluate the trained models' transferability in space. (3) Estimate the most useful factors for flood susceptibility mapping. The models' performance was validated using the Kappa, and the area under the receiver operating characteristic curve (AUC). The results indicated that all models perform very well (minimum AUC = 0.87 for the testing dataset). The RF models outperformed all other models at all spatial resolutions and the RF model at 2 m spatial resolution was superior for the present flood inventory and predictor variables. The majority of the models had a moderate performance for predictions outside the training area based on Kappa evaluation (minimum AUC = 0.8). Aspect and altitude were the most influencing factors on the image-based and point-based models respectively. Data-driven models can be a reliable tool for urban pluvial flood susceptibility mapping wherever a reliable flood inventory is available. Numéro de notice : A2022-457 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : GEOMATIQUE/INFORMATIQUE Nature : Article DOI : 10.1080/19475705.2022.2097131 Date de publication en ligne : 12/07/2022 En ligne : https://doi.org/10.1080/19475705.2022.2097131 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=101257
in Geomatics, Natural Hazards and Risk > vol 13 (2022) . - pp 1640 - 1662[article]Use of multi-temporal and multi-sensor data for continental water body extraction in the context of the SWOT mission / Nicolas Gasnier (2022)
Titre : Use of multi-temporal and multi-sensor data for continental water body extraction in the context of the SWOT mission Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Nicolas Gasnier, Auteur ; Florence Tupin, Directeur de thèse ; Loïc Denis, Directeur de thèse Editeur : Paris : Institut Polytechnique de Paris Année de publication : 2022 Importance : 213 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Thèse de doctorat présentée à l’Institut Polytechnique de Paris, spécialité ImagesLangues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image radar et applications
[Termes IGN] base de données localisées
[Termes IGN] détection d'objet
[Termes IGN] détection de changement
[Termes IGN] données hydrographiques
[Termes IGN] hauteurs de mer
[Termes IGN] image multitemporelle
[Termes IGN] image radar moirée
[Termes IGN] image Sentinel-SAR
[Termes IGN] image SWOT
[Termes IGN] lac
[Termes IGN] rivière
[Termes IGN] série temporelle
[Termes IGN] télédétection en hyperfréquenceIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) Spaceborne remote sensing provides hydrologists and decision-makers with data that are essential for understanding the water cycle and managing the associated resources and risks. The SWOT satellite, which is a collaboration between the French (CNES) and American (NASA, JPL) space agencies, is scheduled for launch in 2022 and will measure the height of lakes, rivers, and oceans with high spatial resolution. It will complement existing sensors, such as the SAR and optical constellations Sentinel-1 and 2, and in situ measurements. SWOT represents a technological breakthrough as it is the first satellite to carry a near-nadir swath altimeter. The estimation of water levels is done by interferometry on the SAR images acquired by SWOT. Detecting water in these images is therefore an essential step in processing SWOT data, but it can be very difficult, especially with low signal-to-noise ratios, or in the presence of unusual radiometries. In this thesis, we seek to develop new methods to make water detection more robust. To this end, we focus on the use of exogenous data to guide detection, the combination of multi-temporal and multi-sensor data and denoising approaches. The first proposed method exploits information from the river database used by SWOT (derived from GRWL) to detect narrow rivers in the image in a way that is robust to both noise in the image, potential errors in the database, and temporal changes. This method relies on a new linear structure detector, a least-cost path algorithm, and a new Conditional Random Field segmentation method that combines data attachment and regularization terms adapted to the problem. We also proposed a method derived from GrabCut that uses an a priori polygon containing a lake to detect it on a SAR image or a time series of SAR images. Within this framework, we also studied the use of a multi-temporal and multi-sensor combination between Sentinel-1 SAR and Sentinel-2 optical images. Finally, as part of a preliminary study on denoising methods applied to water detection, we studied the statistical properties of the geometric temporal mean and proposed an adaptation of the variational method MuLoG to denoise it. Note de contenu : 1. Introduction
1.1 Context
1.2 Contributions
1.3 Organization of the manuscript
I BACKGROUND ON SAR REMOTE SENSING AND WATER SURFACE MONITORING WITH SAR IMAGES
2. SAR images
2.1 Physics and statistics of SAR images
2.2 The SWOT mission
2.3 Sentinel-1
3. SAR water detection and hydrological prior
3.1 Water detection in SAR images
3.2 SWOT processing and products
3.3 Prior water masks and databases
4. Methodological background
4.1 Markov random fields
4.2 Variational methods for image denoising
PROPOSED APPROACHES
5. Guided extraction of narrow rivers on SAR images using an exogenous river database
5.1 Introduction
5.2 Proposed river segmentation pipeline
5.3 Experimental results
5.4 Conclusion
6. Adaptation of the GrabCut method to SAR images: lake detection from a priori polygon
6.1 Single-date GrabCut method for lake detection from a priori polygon
6.2 Multitemporal and multi-sensor adaptations of the method
6.3 2D+T GrabCut of SAR images with temporal regularization for lake detection within an a priori mask
6.4 Joint 2D+T segmentation of SAR and optical images
7. Denoising of the temporal geometric mean
7.1 Introduction
7.2 Statistics of the temporal geometric mean of SAR intensities
7.3 Denoising method
7.4 Experiments
7.5 Application to change detection
7.6 Application to ratio-based denoising of single SAR images within a time series
7.7 Conclusion
8 Conclusion and perspectivesNuméro de notice : 26762 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Images : Palaiseau : 2022 Organisme de stage : Télécom Paris nature-HAL : Thèse DOI : sans Date de publication en ligne : 17/02/2022 En ligne : https://tel.hal.science/tel-03578831/ Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=99823
Titre : Variations de volume des lacs pour l'analyse climatique : Améliorer la connaissance de la quantité d’eau des lacs et leur variation à partir de données satellitaires Type de document : Mémoire Auteurs : Iris Lucas, Auteur Editeur : Champs-sur-Marne : Ecole nationale des sciences géographiques ENSG Année de publication : 2022 Importance : 67 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie
Rapport de fin d'étude, cycle des Ingénieurs diplômés de l’ENSG 3ème année, Spécialité PPMDLangues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection
[Termes IGN] bassin hydrographique
[Termes IGN] Canada
[Termes IGN] carte hypsométrique
[Termes IGN] Champagne (province, comté)
[Termes IGN] données altimétriques
[Termes IGN] extraction de traits caractéristiques
[Termes IGN] image Landsat-8
[Termes IGN] image radar moirée
[Termes IGN] image Sentinel-MSI
[Termes IGN] lac
[Termes IGN] méthode robuste
[Termes IGN] modèle de Gauss-Helmert
[Termes IGN] Ransac (algorithme)
[Termes IGN] régression
[Termes IGN] variation temporelle
[Termes IGN] volume d'eauIndex. décimale : MPPMD Mémoires du mastère spécialisé Photogrammétrie, Positionnement et Mesures de Déformation Résumé : (auteur) La ressource en eau douce est limitée, son étude fait partie des axes majeurs des études environnementales. C’est au sein de la cellule hydrologie continentale de CLS, pour le compte d’Apside que je me suis penchée sur cette question, appliquant les savoirs acquis en géomatique durant mes années à l’ENSG. L’objectif de ce stage est d’améliorer la connaissance de la quantité d’eau des lacs et leur variation à partir de données satellitaires. Ce savoir pourra être appliqué dans divers projets sur l’étude des lacs à CLS. Etudier les variations de volume nécessite l’utilisation de surfaces d’eau que l’on peut extraire par imagerie satellitaire (Sentinel-2, Landsat-8) et hauteurs d’eau provenant de satellites altimétriques (accessibles sur la plateforme Hydroweb). Pour ce faire, j’ai développé un algorithme d’extraction de surfaces d’eau par télédétection optique, puis développé une méthode d’estimation robuste pour dégager une courbe hypsométrique. Grâce à cette courbe, j’ai pu déterminer des variations de volumes pour divers bassins. Ce rapport détaille le processus développé, la méthodologie suivie et les éventuelles pistes d’amélioration possibles. Note de contenu :
1- Introduction
2- Extraire les données de surfaces d’eau
3- Extraire le profil des lacs : la courbe hypsométrique
4- Dernière étape de la chaine : génération des variations de volume
5- ConclusionNuméro de notice : 24053 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Mémoire de fin d'études IT Organisme de stage : Apside Toulouse Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=101951 Documents numériques
en open access
Variations de volume... - pdf auteur -Adobe Acrobat PDF GIS to identify exposed shoreline sectors to wave impacts: case of El Tarf coast / Abdeldjalil Goumrasa in Applied geomatics, vol 13 n° 4 (December 2021)
[article]
Titre : GIS to identify exposed shoreline sectors to wave impacts: case of El Tarf coast Type de document : Article/Communication Auteurs : Abdeldjalil Goumrasa, Auteur ; Chawki Zerrouki, Auteur ; Yacine Hemdane, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : pp 493 - 498 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications SIG
[Termes IGN] Algérie
[Termes IGN] cartographie des risques
[Termes IGN] érosion côtière
[Termes IGN] géomorphologie
[Termes IGN] houle
[Termes IGN] modèle numérique de surface
[Termes IGN] risque naturel
[Termes IGN] submersion marine
[Termes IGN] surveillance du littoral
[Termes IGN] trait de côte
[Termes IGN] urbanisation
[Termes IGN] vagueRésumé : (auteur) Many coastlines are naturally exposed to submersion and erosion hazards. In this work, a combined GIS and wave modeling method is used to identify areas exposed to coastal erosion. The main objective of this work is the qualitative identification of shoreline sectors where wave and swell energy are important. The selected study area is “Cap Rosa” located in the El Tarf coast in eastern Algeria. The obtained results show that the eastern part of the study area is the most affected by wave impact. This preliminary identification can be used in a detailed vulnerability assessment along the coast while integrating other factors (physical and socio-economic) beside the shoreline exposure. Numéro de notice : A2021-855 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : GEOMATIQUE Nature : Article DOI : 10.1007/s12518-021-00380-5 Date de publication en ligne : 24/05/2021 En ligne : https://doi.org/10.1007/s12518-021-00380-5 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=99061
in Applied geomatics > vol 13 n° 4 (December 2021) . - pp 493 - 498[article]Improving soil moisture retrieval from GNSS-interferometric reflectometry: parameters optimization and data fusion via neural network / Yajie Shi in International Journal of Remote Sensing IJRS, vol 42 n° 23 (1-10 December 2021)
[article]
Titre : Improving soil moisture retrieval from GNSS-interferometric reflectometry: parameters optimization and data fusion via neural network Type de document : Article/Communication Auteurs : Yajie Shi, Auteur ; Chao Ren, Auteur ; Zhiheng Yan, Auteur ; Jianmin Lai, Auteur Année de publication : 2021 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image radar et applications
[Termes IGN] fusion de données
[Termes IGN] humidité du sol
[Termes IGN] optimisation (mathématiques)
[Termes IGN] réflectométrie par GNSS
[Termes IGN] réseau neuronal artificielRésumé : (auteur) Soil moisture is a vital surface physical quantity in studying the earth’s ecology. It plays a crucial role in the hydrological cycle, crop yield estimation, and ecological monitoring. Global Navigation Satellite System Interferometric Reflectometry (GNSS-IR) technology inversion to obtain high accuracy soil moisture is a hot topic of current research. However, due to the limited available sites, it’s difficult to obtain an extensive and continuous range of soil moisture based on this technique. It is necessary to build algorithms for encryption based on known sites’ data, combined with the corresponding geographic environmental elements. This paper extracted the surface environmental factors affecting soil moisture using high-precision optical remote sensing images. The contribution of each surface environmental element to the soil moisture inversion was analysed using back propagation (BP) neural network optimized by the genetic algorithm (GA). Based on this, ten surface environmental elements (latitude and longitude information, precipitation, temperature, land cover type, normalized difference vegetation index (NDVI), elevation, slope, slope direction, and shading) were identified as critical factors, and a multi-data fusion soil moisture inversion model was constructed. The results showed that the constructed model could better describe the relationship between soil moisture and these elements, and the Pearson correlation coefficient R reached 0.8724, and the RMSE was 0.0346 cm3 cm−3. GNSS-IR technology provides an effective technical means for inversing soil moisture over a large area with high spatial and temporal resolution. Numéro de notice : A2021-786 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article DOI : 10.1080/01431161.2021.1988186 Date de publication en ligne : 24/10/2021 En ligne : https://doi.org/10.1080/01431161.2021.1988186 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=98972
in International Journal of Remote Sensing IJRS > vol 42 n° 23 (1-10 December 2021)[article]Incorporating multi-criteria decision-making and fuzzy-value functions for flood susceptibility assessment / Ali Azareh in Geocarto international, vol 36 n° 20 ([01/12/2021])PermalinkLa modélisation des eaux / Michel Kasser in Géomètre, n° 2197 (décembre 2021)PermalinkLe Mont-Blanc mesuré au LiDAR héliporté / Mathieu Peyréga in XYZ, n° 169 (décembre 2021)PermalinkParticle swarm optimization based water index (PSOWI) for mapping the water extents from satellite images / Mohammad Hossein Gamshadzaei in Geocarto international, vol 36 n° 20 ([01/12/2021])PermalinkSnow cover change assessment in the upper Bhagirathi basin using an enhanced cloud removal algorithm / Mritunjay Kumar Singh in Geocarto international, vol 36 n° 20 ([01/12/2021])PermalinkWhat is the impact of tectonic plate movement on country size? A long-term forecast / Kamil Maciuk in Remote sensing, vol 13 n° 23 (December-1 2021)PermalinkSpatial variability of suspended sediments in San Francisco Bay, California / Niky C. Taylor in Remote sensing, vol 13 n° 22 (November-2 2021)PermalinkDiffuse attenuation coefficient (Kd) from ICESat-2 ATLAS spaceborne Lidar using random-forest regression / Forrest Corcoran in Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, PERS, vol 87 n° 11 (November 2021)PermalinkEfficient measurement of large-scale decadal shoreline change with increased accuracy in tide-dominated coastal environments with Google Earth Engine / Yongjing Mao in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, Vol 181 (November 2021)PermalinkEvaluation of global ocean tide models based on tidal gravity observations in China / Hongbo Tan in Geodesy and Geodynamics, vol 12 n° 6 (November 2021)Permalink