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Automatic vectorization of fluvial corridor features on historical maps to assess riverscape changes / Samuel Dunesme in Cartography and Geographic Information Science, vol 49 n° 6 (November 2022)  

Public [article]  inCartography and Geographic Information Science > vol 49 n° 6 (November 2022) . - pp 512 - 527 Titre : Automatic vectorization of fluvial corridor features on historical maps to assess riverscape changes Type de document : Article/Communication Auteurs : Samuel Dunesme , Auteur ; Hervé Piegay, Auteur ; Sébastien Mustière , Auteur Année de publication : 2022 Projets : EUR H20'Lyon / Article en page(s) : pp 512 - 527 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géomatique [Termes IGN] automatisation [Termes IGN] carte ancienne [Termes IGN] couleur (rédaction cartographique) [Termes IGN] cours d'eau [Termes IGN] détection de changement [Termes IGN] Institut national de l'information géographique et forestière (France) [Termes IGN] réseau fluvial [Termes IGN] réseau hydrographique [Termes IGN] vectorisation Résumé : (auteur) The vectorization of historical maps is an important scientific issue for understanding the dynamics of change recorded by territories. Historical maps are potentially an excellent source of data for characterizing river changes at large scales. The use of vectorized data is essential for such characterization, as well as for highlighting changes in the planform alignment of such reaches over time. At a regional network scale of several thousand kilometers of river, such work requires the vectorization of several hundred or even thousands of maps. This work proposes an automated vectorization procedure for the hydrographic network detailed in the cartographic resources of the IGN (the French National Mapping Agency). The ultimate goal is to use these historical maps to track the planform evolution of the elementary landscape units (water, bare banks, and riparian vegetation) that constitute river corridors at the basin network scale. The Historical Maps Vectorization Toolbox was developed to automatically vectorize river corridor objects (sediment banks, water surfaces, and vegetation polygons) with a high level of accuracy. The toolbox works with a 2-step process: first it classifies the colors detected on the map, then it reconstructs the objects of the fluvial corridor. We also demonstrate a practical use of the toolbox through measuring changes in the surface area of river networks of several hundred kilometers. Numéro de notice : A2022-604 Affiliation des auteurs : UGE-LASTIG+Ext (2020- ) Thématique : GEOMATIQUE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1080/15230406.2022.2091661 Date de publication en ligne : 26/07/2022 En ligne : https://doi.org/10.1080/15230406.2022.2091661 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=102073 [article]

Modélisations des écoulements fluviaux adaptées aux observations spatiales et assimilations de données altimétriques / Thibault Malou (2022)  

Public Titre : Modélisations des écoulements fluviaux adaptées aux observations spatiales et assimilations de données altimétriques Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Thibault Malou, Auteur ; Jérôme Monnier, Directeur de thèse ; Pierre-André Garambois, Directeur de thèse Editeur : Toulouse [France] : Institut National des Sciences Appliquées INSA Toulouse Année de publication : 2022 Importance : 207 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie Thèse pour obtenir le grade de Docteur de l'Université de Toulouse, Spécialité : Mathématiques et Applications Langues : Français (fre) Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale [Termes IGN] altimétrie satellitaire par radar [Termes IGN] assimilation des données [Termes IGN] débit [Termes IGN] données altimétriques [Termes IGN] données Jason [Termes IGN] écoulement des eaux [Termes IGN] image Sentinel-3 [Termes IGN] modélisation spatio-temporelle [Termes IGN] niveau de l'eau [Termes IGN] problème inverse [Termes IGN] réseau hydrographique [Termes IGN] rivière Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) Ces travaux de thèse portent sur la modélisation des rivières adaptée à l'altimétrie spatiale, qui permet de mesurer la hauteur d'eau des rivières. Pour estimer le débit sur la base de ces données, les modèles mathématiques ont besoin d'être consistants avec l'échelle spatio-temporelle des observations (centaines de mètres et dizaines de jours) ainsi qu'une estimation de certaines grandeurs non-mesurées par ces satellites d'altimétrie, notamment la hauteur du fond et une paramétrisation physique (coefficient de friction).La difficulté de l'estimation du débit à partir des données altimétriques vient notamment de la pente de la surface libre, qui n'est pas non plus mesurée à une échelle assez fine. Une nouvelle méthodologie pour déterminer des lois algébriques locales d'estimation de débit (lois dites Stage-Fall-Discharge, SFD) à partir des données altimétriques issues de plusieurs satellites (e.g. Jason-3, Sentinel-3A et Sentinel-3B) est alors proposée. La méthode se base sur une modélisation hydrodynamique calibrée par assimilation des données altimétriques. Ces lois SFD sont déterminées de manière à reproduire le débit estimé par la modélisation hydrodynamique à partir de données altimétriques et de grandeurs hydrauliques simulées.Ces lois sont obtenues avec succès sur le réseau hydrographique complexe du Rio Negro-Rio Branco.La méthode devrait être applicable pour estimer le débit de manière opérationnelle.La modélisation adaptée aux observations spatiales nécessite donc de choisir des modèles cohérents avec les données disponibles et les échelles spatio-temporelles observées. De ce fait, l'équation de l'onde diffusante a l'avantage d'avoir comme variable d'état la hauteur d'eau de la rivière qui est directement mesurée contrairement au débit.Dans ces travaux, une double échelle spatio-temporelle est introduite pour prendre en compte l'échelle de la physique (petite échelle) et celle des observations (grande échelle). Les variations de la largeur sont négligeables à l'échelle de la physique, ce qui n'est pas le cas à l'échelle des observations. Une équation de l'onde diffusante adaptée à l'échelle des observations spatiales est établie. Cette nouvelle équation de l'onde diffusante prend en compte les variations de la largeur grâce à deux termes additionnels par rapport à l'équation classique.Une étude numérique met en avant que l'équation à l'échelle des observations estime avec une meilleure précision la pente de la surface libre et donc le débit par rapport à l'équation classique. Un des termes additionnels de l'équation à l'échelle des observations est aussi mis en avant grâce à une quantification de l'importance des termes d'un dictionnaire basée sur une régression parcimonieuse.Pour obtenir une estimation de la hauteur du fond et du coefficient de friction (non-observés par les satellites d'altimétrie), les données altimétriques sont assimilées dans les modèles hydrodynamiques en minimisant une fonction coût basée sur l'écart entre la hauteur modélisée et la hauteur mesurée. La qualité de cette assimilation de données dépend notamment de l'estimation de la covariance de l'erreur d'ébauche, i.e. erreur entre la valeur d'ébauche et la vraie valeur du paramètre, qui préconditionne la hessienne de la fonction coût. Cependant, cette covariance est couramment définie de manière empirique.Ainsi, ces travaux proposent une méthode pour estimer la covariance de l'erreur d'ébauche et la longueur de corrélation à partir des équations de la physique (équations de l'onde diffusante dans le cas présent) en utilisant les noyaux de Green.Ces nouveaux opérateurs ainsi que la longueur de corrélation consistante avec la physique couplée avec un noyau exponentiel décroissant donnent de meilleurs résultats que les opérateurs empiriques. Note de contenu : Introduction 1. Données satellitaires, modélisations d’écoulements fluviaux et problèmes inverses 1.1 Altimétrie spatiale et données satellitaires 1.2 Modélisation mathématique des écoulements 1.3 Problèmes inverses et assimilation de données 2. Generation and analysis of stage-fall-discharge laws from coupled hydrological-hydraulic river network model integrating sparse multi-satellite data 2.1 Introduction 2.2 Flow models and observables 2.3 Study zone and calibrated river network model 2.4 SFD calibration and analysis 2.5 Discussions 2.6 Conclusion 3. Double-scale diffusive wave equations dedicated to spatial rivers observations 3.1 Introduction 3.2 Derivation of the double-scale diffusive wave model 3.3 Numerical results 3.4 Quantification of each term importance 3.5 Conclusion 4. Covariance operators investigation from diffusive wave equations for data assimilation in hydrology 4.1 Introduction 4.2 Variational Data Assimilation based on classical covariance operators 4.3 Covariance operators from Green-like kernels of the double scale diffusive wave equations 4.4 Inference of the bathymetry zb(x) using the physically-derived covariance operators 4.5 Inference of the pair (zb, Ks)(x) from lower quality data 4.6 Conclusion 5. Travaux en perspectives et conclusion générale 5.1 Travaux en perspectives 5.2 Conclusion Numéro de notice : 26907 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : MATHEMATIQUE/POSITIONNEMENT Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Mathématiques et Applications : Toulouse : 2022 Organisme de stage : Institut de Mathématiques de Toulouse IMT nature-HAL : Thèse DOI : sans Date de publication en ligne : 14/10/2022 En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03630148/document Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=101921

A vector-based method for drainage network analysis based on LiDAR data / Fangzheng Lyu in Computers & geosciences, vol 156 (November 2021)  

Public [article]  inComputers & geosciences > vol 156 (November 2021) Titre : A vector-based method for drainage network analysis based on LiDAR data Type de document : Article/Communication Auteurs : Fangzheng Lyu, Auteur ; Xinlin Ma, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2021 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Lasergrammétrie [Termes IGN] analyse vectorielle [Termes IGN] Caroline du Nord (Etats-Unis) [Termes IGN] données lidar [Termes IGN] données localisées 3D [Termes IGN] interpolation spatiale [Termes IGN] modèle numérique de surface [Termes IGN] réseau hydrographique [Termes IGN] semis de points Résumé : (auteur) Drainage network analysis is fundamental to understanding the characteristics of surface hydrology. Based on elevation data, drainage network analysis is often used to extract key hydrological features like drainage networks and streamlines. Limited by raster-based data models, conventional drainage network algorithms typically allow water to flow in 4 or 8 directions (surrounding grids) from a raster grid. To resolve this limitation, this paper describes a new vector-based method for drainage network analysis that allows water to flow in any direction around each location. The method is enabled by rapid advances in Light Detection and Ranging (LiDAR) remote sensing and high-performance computing. The drainage network analysis is conducted using a high-density point cloud instead of Digital Elevation Models (DEMs) at coarse resolutions. Our computational experiments show that the vector-based method can better capture water flows without limiting the number of directions due to imprecise DEMs. Our case study applies the method to Rowan County watershed, North Carolina in the US. After comparing the drainage networks and streamlines detected with corresponding reference data from US Geological Survey generated from the Geonet software, we find that the new method performs well in capturing the characteristics of water flows on landscape surfaces in order to form an accurate drainage network. Numéro de notice : A2021-755 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article DOI : 10.1016/j.cageo.2021.104892 Date de publication en ligne : 24/07/2021 En ligne : https://doi.org/10.1016/j.cageo.2021.104892 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=98733 [article]

Sentinel-1 sensitivity to soil moisture at high incidence angle and the impact on retrieval over seasonal crops / Davide Palmisano in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, Vol 59 n° 9 (September 2021)  

Public [article]  inIEEE Transactions on geoscience and remote sensing > Vol 59 n° 9 (September 2021) . - pp 7308 - 7321 Titre : Sentinel-1 sensitivity to soil moisture at high incidence angle and the impact on retrieval over seasonal crops Type de document : Article/Communication Auteurs : Davide Palmisano, Auteur ; Francesco Mattia, Auteur ; Anna Balenzano, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : pp 7308 - 7321 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image radar et applications [Termes IGN] analyse de sensibilité [Termes IGN] angle d'incidence [Termes IGN] bande C [Termes IGN] carte agricole [Termes IGN] Castille-et-Leon (Espagne) [Termes IGN] corrélation temporelle [Termes IGN] cultures [Termes IGN] humidité du sol [Termes IGN] image Sentinel-SAR [Termes IGN] Pouilles (Italie) [Termes IGN] réseau hydrographique [Termes IGN] rétrodiffusion [Termes IGN] transfert radiatif Résumé : (auteur) Approximately, 30% of the Sentinel-1 (S-1) swath over land is imaged with incidence angles higher than 40°. Still, the interplay among the scattering mechanisms taking place at such a high incidence and their implications on the backscatter information content is often disregarded. This article investigates, through an experimental and numerical study, the S-1 sensitivity to the surface soil moisture (SSM) over agricultural fields observed at low (~33°) and high (~43°) incidence angles and quantifies the impact of the incidence angle on the SSM retrieval accuracy. The study sites are the Apulian Tavoliere (Italy) and REd de MEDición de la HUmedad del Suelo (REMEDHUS) (Spain), which are both instrumented with a hydrologic network continuously measuring SSM. At low incidence angles, results confirm that for crops such as wheat and barley, dominated in C-band by surface scattering, there exists a good sensitivity of S-1 VV to SSM. At high incidence angles, the sensitivity to SSM holds through the combination of the soil attenuated and double bounce scattering. Conversely, over crops dominated by volume scattering, such as sugar beet, the S-1 VV signal is not correlated with the in situ SSM observations, neither at low nor at high incidence. For all the crops, the sensitivity of S-1 to SSM in VH is found significantly lower than in VV. The impact of the incidence angle on the SSM retrieval has been studied with a recursive algorithm based on a short-term change detection approach. An upper and lower bounds for the worsening of the S-1 VV retrieval performance at far versus near range observations have been estimated. In the worst-case scenario, the root mean square error (RMSE) increases from ~0.056 m 3 /m 3 , at low incidence, to ~0.071 m 3 /m 3 , at high incidence. The mechanism that lowers the retrieval accuracy at high incidence angles is further investigated in the synthetic experiment and its impact on the RMSE is estimated in terms of the volume scattering contribution. Numéro de notice : A2021-646 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1109/TGRS.2020.3033887 Date de publication en ligne : 10/11/2020 En ligne : https://doi.org/10.1109/TGRS.2020.3033887 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=98351 [article]

GIS-based spatial landslide distribution analysis of district Neelum, AJ&K, Pakistan / Shah Naseer in Natural Hazards, vol 106 n° 1 (March 2021)  

Public [article]  inNatural Hazards > vol 106 n° 1 (March 2021) . - pp 965 - 989 Titre : GIS-based spatial landslide distribution analysis of district Neelum, AJ&K, Pakistan Type de document : Article/Communication Auteurs : Shah Naseer, Auteur ; Tanveer Ul Haq, Auteur ; Abdullah Khan, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : pp 965 - 989 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications SIG [Termes IGN] ArcGIS [Termes IGN] distribution spatiale [Termes IGN] effondrement de terrain [Termes IGN] fréquence [Termes IGN] Google Earth [Termes IGN] lit majeur [Termes IGN] modèle numérique de surface [Termes IGN] Pakistan [Termes IGN] réseau hydrographique [Termes IGN] réseau routier [Termes IGN] sismicité Résumé : (auteur) The Landslide happens in mountainous regions due to the catastrophe of slope through intensive rain and seismicity. The Himalayas is one of the susceptible parts of the world in the perspective of slope catastrophe hazard; i.e., Mass Movement, especially Neelum valley is considerable destruction of community infrastructure, highway, and critically disturbed the tourism segment. Landslide is a common and recurrent phenomenon in the northern mountainous terrain of Pakistan such as District Neelum. After the 2005 Kashmir earthquake, the importance of landslide investigation is increasing. The purpose of this research is to establish a brief landslide inventory and to determine the relationship of landslides with causative factors by spatial distribution analysis. With the aid of Google Earth imageries and field visits, a total of 618 landslides were identified in the study area of 3621 km. These landslide localities compared with causative factors. Finally, distribution maps are generated and analyse their feature class through Digital Elevation Model and ArcGIS. Landslide intensity is calculated in terms of landslide concentration. Landslide concentration (LC) is significantly found very high in slope gradient less than 30 (1.21) and the first 100 m zone around the road network (15.06). A bit higher landslide frequency is noted in east orienting slopes. In the first 100 m, zone road network and drainage networks are 83.49% and 62.78% of the total landslide occurs having LC value 4.6, respectively. The analysis shows that the steep slopes, an area closer to the road network, drainage network, barren lands, and Quaternary alluvium of loose material are more susceptible to landslides. In addition, a landslide classification map is also prepared on the basis of field observation that shows that debris slides are more dominating. Numéro de notice : A2021-420 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : GEOMATIQUE Nature : Article DOI : 10.1007/s11069-021-04502-5 Date de publication en ligne : 21/01/2021 En ligne : https://doi.org/10.1007/s11069-021-04502-5 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=97770 [article]

Classifying physiographic regimes on terrain and hydrologic factors for adaptive generalization of stream networks / Lauwrence V. Stanislawski in International journal of cartography, Vol 6 n° 1 (March 2020)  

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Automatic determination of stream networks from DEMs by using road network data to locate culverts / Ville Mäkinen in International journal of geographical information science IJGIS, Vol 33 n° 1-2 (January - February 2019)  

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Exploring uncertainties in terrain feature extraction across multi-scale, multi-feature, and multi-method approaches for variable terrain / Boleslo E. Romero in Cartography and Geographic Information Science, Vol 45 n° 5 (August 2018)  

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La BD Topage prend source / Marielle Mayo in Géomètre, n° 2145 (mars 2017)

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Le commentaire de carte topographique / Camille Tiano (2017)

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Contribution au développement d'un outil destiné à la diffusion et l'analyse de données spatiales sur les grandes rivières d'Europe / Bruno Giusti (2016) 

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Detection and labeling of sensitive areas in hydrological cartography using vector statistics / Elia Quirós in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 54 n° 1 (January 2016)  

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A rapid approach for automated comparison of independently derived stream networks / Lauwrence V. Stanislawski in Cartography and Geographic Information Science, Vol 42 n° 5 (November 2015)  

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Efficiently computing the drainage network on massive terrains using external memory flooding process / Thiago L. Gomes in Geoinformatica [en ligne], vol 19 n° 4 (October - December 2015)  

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Objets géographiques et relativité d’échelle / Maxime Forriez in Revue internationale de géomatique, vol 25 n° 2 (juin - août 2015)  

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