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Simultaneous retrieval of selected optical water quality indicators from Landsat-8, Sentinel-2, and Sentinel-3 / Nima Pahlevan in Remote sensing of environment, vol 270 (March 2022)
[article]
Titre : Simultaneous retrieval of selected optical water quality indicators from Landsat-8, Sentinel-2, and Sentinel-3 Type de document : Article/Communication Auteurs : Nima Pahlevan, Auteur ; Brandon Smith, Auteur ; Krista Alikas, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2022 Article en page(s) : n° 112860 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image optique
[Termes IGN] analyse des mélanges spectraux
[Termes IGN] appariement d'images
[Termes IGN] apprentissage automatique
[Termes IGN] chlorophylle
[Termes IGN] classification par maximum de vraisemblance
[Termes IGN] classification par Perceptron multicouche
[Termes IGN] correction atmosphérique
[Termes IGN] données multisources
[Termes IGN] eaux côtières
[Termes IGN] image Landsat-OLI
[Termes IGN] image Sentinel-MSI
[Termes IGN] image Sentinel-OLCI
[Termes IGN] matière organique
[Termes IGN] Oregon (Etats-Unis)
[Termes IGN] qualité des eauxRésumé : (auteur) Constructing multi-source satellite-derived water quality (WQ) products in inland and nearshore coastal waters from the past, present, and future missions is a long-standing challenge. Despite inherent differences in sensors’ spectral capability, spatial sampling, and radiometric performance, research efforts focused on formulating, implementing, and validating universal WQ algorithms continue to evolve. This research extends a recently developed machine-learning (ML) model, i.e., Mixture Density Networks (MDNs) (Pahlevan et al., 2020; Smith et al., 2021), to the inverse problem of simultaneously retrieving WQ indicators, including chlorophyll-a (Chla), Total Suspended Solids (TSS), and the absorption by Colored Dissolved Organic Matter at 440 nm (acdom(440)), across a wide array of aquatic ecosystems. We use a database of in situ measurements to train and optimize MDN models developed for the relevant spectral measurements (400–800 nm) of the Operational Land Imager (OLI), MultiSpectral Instrument (MSI), and Ocean and Land Color Instrument (OLCI) aboard the Landsat-8, Sentinel-2, and Sentinel-3 missions, respectively. Our two performance assessment approaches, namely hold-out and leave-one-out, suggest significant, albeit varying degrees of improvements with respect to second-best algorithms, depending on the sensor and WQ indicator (e.g., 68%, 75%, 117% improvements based on the hold-out method for Chla, TSS, and acdom(440), respectively from MSI-like spectra). Using these two assessment methods, we provide theoretical upper and lower bounds on model performance when evaluating similar and/or out-of-sample datasets. To evaluate multi-mission product consistency across broad spatial scales, map products are demonstrated for three near-concurrent OLI, MSI, and OLCI acquisitions. Overall, estimated TSS and acdom(440) from these three missions are consistent within the uncertainty of the model, but Chla maps from MSI and OLCI achieve greater accuracy than those from OLI. By applying two different atmospheric correction processors to OLI and MSI images, we also conduct matchup analyses to quantify the sensitivity of the MDN model and best-practice algorithms to uncertainties in reflectance products. Our model is less or equally sensitive to these uncertainties compared to other algorithms. Recognizing their uncertainties, MDN models can be applied as a global algorithm to enable harmonized retrievals of Chla, TSS, and acdom(440) in various aquatic ecosystems from multi-source satellite imagery. Local and/or regional ML models tuned with an apt data distribution (e.g., a subset of our dataset) should nevertheless be expected to outperform our global model. Numéro de notice : A2022-126 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article DOI : 10.1016/j.rse.2021.112860 Date de publication en ligne : 04/01/2022 En ligne : https://doi.org/10.1016/j.rse.2021.112860 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=99705
in Remote sensing of environment > vol 270 (March 2022) . - n° 112860[article]Validating a new GNSS-based sea level instrument (CalNaGeo) at Senetosa Cape / Pascal Bonnefond in Marine geodesy, vol 45 n° 2 (March 2022)
[article]
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 merRésumé : (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
in Marine geodesy > vol 45 n° 2 (March 2022) . - pp 121 - 150[article]Co-seismic ionospheric disturbances following the 2016 West Sumatra and 2018 Palu earthquakes from GPS and GLONASS measurements / Mokhamad Nur Cahyadi in Remote sensing, vol 14 n° 2 (January-2 2022)
[article]
Titre : Co-seismic ionospheric disturbances following the 2016 West Sumatra and 2018 Palu earthquakes from GPS and GLONASS measurements Type de document : Article/Communication Auteurs : Mokhamad Nur Cahyadi, Auteur ; Buldan Muslim, Auteur ; Danar Guruh Pratomo, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2022 Article en page(s) : n° 401 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale
[Termes IGN] déformation verticale de la croute terrestre
[Termes IGN] diffusion de Rayleigh
[Termes IGN] données GLONASS
[Termes IGN] données GNSS
[Termes IGN] Indonésie
[Termes IGN] onde acoustique
[Termes IGN] perturbation ionosphérique
[Termes IGN] propagation ionosphérique
[Termes IGN] séisme
[Termes IGN] Sumatra
[Termes IGN] teneur totale en électrons
[Termes IGN] tsunamiRésumé : (auteur) The study of ionospheric disturbances associated with the two large strike-slip earthquakes in Indonesia was investigated, which are West Sumatra on 2 March 2016 (Mw = 7.8), and Palu on 28 September 2018 (Mw = 7.5). The anomalies were observed by measuring co-seismic ionospheric disturbances (CIDs) using the Global Navigation Satellite System (GNSS). The results show positive and negative CIDs polarization changes for the 2016 West Sumatra earthquake, depending on the position of the satellite line-of-sight, while the 2018 Palu earthquake shows negative changes only due to differences in co-seismic vertical crustal displacement. The 2016 West Sumatra earthquake caused uplift and subsidence, while the 2018 Palu earthquake was dominated by subsidence. TEC anomalies occurred about 10 to 15 min after the two earthquakes with amplitude of 2.9 TECU and 0.4 TECU, respectively. The TEC anomaly amplitude was also affected by the magnitude of the earthquake moment. The disturbance signal propagated with a velocity of ~1–1.72 km s−1 for the 2016 West Sumatra earthquake and ~0.97–1.08 km s−1 for the 2018 Palu mainshock earthquake, which are consistent with acoustic waves. The wave also caused an oscillation signal of ∼4 mHz, and their azimuthal asymmetry of propagation confirmed the phenomena in the Southern Hemisphere. The CID signal could be identified at a distance of around 400–1500 km from the epicenter in the southwestern direction. Numéro de notice : A2022-103 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article DOI : 10.3390/rs14020401 Date de publication en ligne : 16/01/2022 En ligne : https://doi.org/10.3390/rs14020401 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=99571
in Remote sensing > vol 14 n° 2 (January-2 2022) . - n° 401[article]Apport des nouveaux systèmes GNSS de cartographie du niveau marin à l’exploitation des données altimétriques en zone côtière / Clémence Chupin (2022)
Titre : Apport des nouveaux systèmes GNSS de cartographie du niveau marin à l’exploitation des données altimétriques en zone côtière : application aux Pertuis Charentais et au Lagon de Nouméa Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Clémence Chupin, Auteur ; Valérie Ballu, Directeur de thèse ; Laurent Testut, Directeur de thèse Editeur : La Rochelle : Université de La Rochelle Année de publication : 2022 Importance : 291 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Thèse présentée pour l'obtention du grade de Docteur de l'Université de La Rochelle, Spécialité Terre solide et enveloppes superficiellesLangues : Français (fre) Descripteur : [Termes IGN] acquisition de données
[Termes IGN] analyse comparative
[Termes IGN] Charente (16)
[Termes IGN] données 4D
[Termes IGN] données altimétriques
[Termes IGN] données GNSS
[Termes IGN] données marégraphiques
[Termes IGN] drone
[Termes IGN] écluse
[Termes IGN] étalonnage des données
[Termes IGN] lagon
[Termes IGN] littoral atlantique (France)
[Termes IGN] milieu marin
[Termes IGN] niveau de la mer
[Termes IGN] Nouméa
[Termes IGN] positionnement absolu
[Termes IGN] positionnement différentiel
[Termes IGN] précision centimétrique
[Termes IGN] qualité des données
[Termes IGN] série temporelle
[Termes IGN] signal acoustique
[Vedettes matières IGN] AltimétrieIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) Dans un contexte de changement climatique global, la question de l’évolution du niveau marin en zone côtière est essentielle, car dans ces régions se cristallisent des enjeux sociétaux, économiques et environnementaux forts. Pour mieux comprendre la dynamique de ces zones littorales, un des défis est de faire le lien entre les mesures in-situ (notamment celles des marégraphes) et les observations globales des satellites altimétriques. Grâce au développement des techniques GNSS, il est aujourd’hui possible de concevoir des instruments capables de cartographier le niveau de la mer, comblant ainsi le manque d’informations entre la côte et le passage du satellite. Cette thèse présente l’étude approfondie de deux de ces systèmes innovants : la nappe tractée CalNaGeo et le système Cyclopée, embarqué sur le drone marin PAMELi. Grâce à un ensemble de tests approfondis, ces deux instruments ont démontré leur capacité à mesurer le niveau de la mer avec une précision centimétrique. Ces nouvelles observations in-situ offrent de nombreuses perspectives pour comprendre et évaluer la qualité des données altimétriques à l’approche de la côte. En ce sens, nous avons analysé les observations brutes ainsi que les paramètres de correction permettant d’obtenir la hauteur d’eau altimétrique dans deux zones côtières : les Pertuis Charentais et le Lagon de Nouméa. Plus particulièrement à Nouméa, les données in-situ acquises durant la campagne GEOCEAN-NC et celles des marégraphes à terre ont permis de reconstruire une longue série temporelle du niveau de la mer sous le croisement de trois traces satellites. En confrontant les données in-situ et satellite selon les méthodes développées sur les sites de calibration/validation dédiés, nous avons pu réanalyser une vingtaine d’années d’observations altimétriques et réadresser la question du niveau marin relatif et absolu dans cette région. Note de contenu : Introduction
PARTIE I - LE NIVEAU MARIN EN ZONE COTIERE : ENJEUX & MESURES
Chapitre 1. Le niveau marin
1.1. La variation du niveau moyen de la mer
1.2. Le niveau marin à la côte
1.3. Les projections futures
Chapitre 2. L’observation du niveau marin
2.1. Surfaces marines de référence
2.2. La marégraphie
2.3. L'altimétrie
2.4. Les observations de demain
Chapitre 3. Deux zones côtières d’intérêt : les Pertuis Charentais et le Lagon de Nouméa
3.1. Les Pertuis Charentais
3.2. Le lagon de Nouméa
PARTIE II - INSTRUMENTATION GNSS INNOVANTE POUR LA CARTOGRAPHIE DU NIVEAU MARIN
Chapitre 4. Techniques et enjeux du positionnement GNSS
4.1. Principes généraux
4.2. Le positionnement relatif
4.3. Le positionnement absolu
4.4. Positionnement GNSS pour la mesure du niveau marin
Chapitre 5. PAMELi, une plateforme autonome innovante
5.1. Genèse du projet
5.2. Objectifs du projet
5.3. De premières études scientifiques
Chapitre 6. CalNaGéo & Cyclopée : deux systèmes innovants de cartographie du niveau marin
6.1. Instrumentation
6.2. Qualification instrumentale
6.3. Intérêt de PAMELi et CalNaGeo pour la cartographie du niveau marin
PARTIE III - COMPRENDRE ET VALIDER LES DONNEES ALTIMETRIQUES EN ZONE COTIERE
Chapitre 7. Qualité des données altimétriques dans les Pertuis Charentais
7.1. Qualité du retracking
7.2. Simulateur de forme d’onde
Chapitre 8. Observations in situ du niveau marin pour la comparaison altimétrique
8.1. Contexte de la mission
8.2. Mesures in situ du niveau de la mer dans le lagon
8.3.Valider les observations altimétriques avec des mesures in situ
8.4. Evolution du niveau marin au point de comparaison altimétrique
Chapitre 9. Analyse et validation des données altimétriques dans le Lagon de Nouméa
9.1. Qualité des observations altimétriques
9.2. Validation des données altimétriques dans le lagon
9.3. Les données altimétriques dans le Lagon de Nouméa
ConclusionNuméro de notice : 26941 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Terre solide et enveloppes superficielles : Université de La Rochelle : 2022 Organisme de stage : Laboratoire Littoral Environnement et Sociétés LIENSs nature-HAL : Thèse DOI : sans Date de publication en ligne : 21/10/2022 En ligne : https://tel.hal.science/tel-03824906 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=102094 Cartographie dynamique de la topographie de l'océan de surface par assimilation de données altimétriques / Florian Le Guillou (2022)
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, HydrologieLangues : 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 merIndex. 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- ConclusionNuméro 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 Contraintes observationnelles historiques sur la sensibilité climatique : implications pour les projections de la hausse du niveau de la mer / Jonathan Chenal (2022)PermalinkDetection and biomass estimation of phaeocystis globosa blooms off Southern China from UAV-based hyperspectral measurements / Xue Li in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 60 n° 1 (January 2022)PermalinkModélisation du lien entre éruptions et glissements de flancs au Piton de la Fournaise / Quentin Dumont (2022)PermalinkShipborne GNSS acquisition of sea surface heights in the Baltic Sea / Aive Lilibusk in Journal of geodetic science, vol 12 n° 1 (January 2022)PermalinkGIS to identify exposed shoreline sectors to wave impacts: case of El Tarf coast / Abdeldjalil Goumrasa in Applied geomatics, vol 13 n° 4 (December 2021)PermalinkLa modélisation des eaux / Michel Kasser in Géomètre, n° 2197 (décembre 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)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