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Uncertainties in measurements of leaf optical properties are small compared to the biological variation within and between individuals of European beech / Fanny Petibon in Remote sensing of environment, vol 264 (October 2021)  

Public [article]  inRemote sensing of environment > vol 264 (October 2021) . - n° 112601 Titre : Uncertainties in measurements of leaf optical properties are small compared to the biological variation within and between individuals of European beech Type de document : Article/Communication Auteurs : Fanny Petibon, Auteur ; Ewa A. Czyż, Auteur ; Giulia Ghielmetti, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : n° 112601 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection [Termes IGN] anisotropie [Termes IGN] diagnostic foliaire [Termes IGN] échantillonnage [Termes IGN] Fagus sylvatica [Termes IGN] feuille (végétation) [Termes IGN] France (administrative) [Termes IGN] incertitude spectrale [Termes IGN] indicateur biologique [Termes IGN] phénologie [Termes IGN] réflectance spectrale [Termes IGN] réflectance végétale [Termes IGN] saison [Termes IGN] spectroradiomètre [Termes IGN] Suisse Résumé : (auteur) The measurement of leaf optical properties (LOP) using reflectance and scattering properties of light allows a continuous, time-resolved, and rapid characterization of many species traits including water status, chemical composition, and leaf structure. Variation in trait values expressed by individuals result from a combination of biological and environmental variations. Such species trait variations are increasingly recognized as drivers and responses of biodiversity and ecosystem properties. However, little has been done to comprehensively characterize or monitor such variation using leaf reflectance, where emphasis is more often on species average values. Furthermore, although a variety of platforms and protocols exist for the estimation of leaf reflectance, there is neither a standard method, nor a best practise of treating measurement uncertainty which has yet been collectively adopted. In this study, we investigate what level of uncertainty can be accepted when measuring leaf reflectance while ensuring the detection of species trait variation at several levels: within individuals, over time, between individuals, and between populations. As a study species, we use an economically and ecologically important dominant European tree species, namely Fagus sylvatica. We first use fabrics as standard material to quantify measurement uncertainties associated with leaf clip (0.0001 to 0.4 reflectance units) and integrating sphere measurements (0.0001 to 0.01 reflectance units) via error propagation. We then quantify spectrally resolved variation in reflectance from F. sylvatica leaves. We show that the measurement uncertainty associated with leaf reflectance, estimated using a field spectroradiometer with attached leaf clip, represents on average a small portion of the spectral variation within a single individual sampled over one growing season (2.7 ± 1.7%), or between individuals sampled over one week (1.5 ± 1.3% or 3.4 ± 1.7%, respectively) in a set of monitored F. sylvatica trees located in Swiss and French forests. In all forests, the spectral variation between individuals exceeded the spectral variation of a single individual at the time of the measurement. However, measurements of variation within individuals at different canopy positions over time indicate that sampling design (e.g., standardized sampling, and sample size) strongly impacts our ability to measure between-individual variation. We suggest best practice approaches toward a standardized protocol to allow for rigorous quantification of species trait variation using leaf reflectance. Numéro de notice : A2021-808 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : FORET/IMAGERIE Nature : Article DOI : 10.1016/j.rse.2021.112601 Date de publication en ligne : 29/07/2021 En ligne : https://doi.org/10.1016/j.rse.2021.112601 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=98868 [article]

Evaluating the performance of hyperspectral leaf reflectance to detect water stress and estimation of photosynthetic capacities / Jingjing Zhou in Remote sensing, vol 13 n° 11 (June-1 2021)  

Public [article]  inRemote sensing > vol 13 n° 11 (June-1 2021) . - n° 2160 Titre : Evaluating the performance of hyperspectral leaf reflectance to detect water stress and estimation of photosynthetic capacities Type de document : Article/Communication Auteurs : Jingjing Zhou, Auteur ; Ya-Hao Zhang, Auteur ; Ze-Min Han, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : n° 2160 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection [Termes IGN] apprentissage automatique [Termes IGN] Chine [Termes IGN] Citrus (genre) [Termes IGN] classification par forêts d'arbres décisionnels [Termes IGN] classification par séparateurs à vaste marge [Termes IGN] feuille (végétation) [Termes IGN] image hyperspectrale [Termes IGN] photosynthèse [Termes IGN] réflectance végétale [Termes IGN] rendement agricole [Termes IGN] stress hydrique [Termes IGN] surveillance de la végétation Résumé : (auteur) Advanced techniques capable of early, rapid, and nondestructive detection of the impacts of drought on fruit tree and the measurement of the underlying photosynthetic traits on a large scale are necessary to meet the challenges of precision farming and full prediction of yield increases. We tested the application of hyperspectral reflectance as a high-throughput phenotyping approach for early identification of water stress and rapid assessment of leaf photosynthetic traits in citrus trees by conducting a greenhouse experiment. To this end, photosynthetic CO2 assimilation rate (Pn), stomatal conductance (Cond) and transpiration rate (Trmmol) were measured with gas-exchange approaches alongside measurements of leaf hyperspectral reflectance from citrus grown across a gradient of soil drought levels six times, during 20 days of stress induction and 13 days of rewatering. Water stress caused Pn, Cond, and Trmmol rapid and continuous decline throughout the entire drought period. The upper layer was more sensitive to drought than middle and lower layers. Water stress could also bring continuous and dynamic changes of the mean spectral reflectance and absorptance over time. After trees were rewatered, these differences were not obvious. The original reflectance spectra of the four water stresses were surprisingly of low diversity and could not track drought responses, whereas specific hyperspectral spectral vegetation indices (SVIs) and absorption features or wavelength position variables presented great potential. The following machine-learning algorithms: random forest (RF), support vector machine (SVM), gradient boost (GDboost), and adaptive boosting (Adaboost) were used to develop a measure of photosynthesis from leaf reflectance spectra. The performance of four machine-learning algorithms were assessed, and RF algorithm yielded the highest predictive power for predicting photosynthetic parameters (R2 was 0.92, 0.89, and 0.88 for Pn, Cond, and Trmmol, respectively). Our results indicated that leaf hyperspectral reflectance is a reliable and stable method for monitoring water stress and yield increase, with great potential to be applied in large-scale orchards. Numéro de notice : A2021-440 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article DOI : 10.3390/rs13112160 Date de publication en ligne : 31/05/2021 En ligne : https://doi.org/10.3390/rs13112160 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=97826 [article]

Fractional vegetation cover estimation algorithm for FY-3B reflectance data based on random forest regression method / Duanyang Liu in Remote sensing, vol 13 n° 11 (June-1 2021)  

Public [article]  inRemote sensing > vol 13 n° 11 (June-1 2021) . - n° 2165 Titre : Fractional vegetation cover estimation algorithm for FY-3B reflectance data based on random forest regression method Type de document : Article/Communication Auteurs : Duanyang Liu, Auteur ; Kun Jia, Auteur ; Haiying jiang, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : n° 2165 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection [Termes IGN] Chine [Termes IGN] classification par forêts d'arbres décisionnels [Termes IGN] couvert végétal [Termes IGN] image Feng-Yun [Termes IGN] Normalized Difference Vegetation Index [Termes IGN] réflectance végétale [Termes IGN] régression Résumé : (auteur) As an important land surface vegetation parameter, fractional vegetation cover (FVC) has been widely used in many Earth system ecological and climate models. In particular, high-quality and reliable FVC products on the global scale are important for the Earth surface process simulation and global change studies. Recently, the FengYun-3 (FY-3) series satellites, which are the second generation of Chinese meteorological satellites, launched with the polar orbit and provide continuous land surface observations on a global scale. However, there is rare studying on the FVC estimation using FY-3 reflectance data. Therefore, the FY-3B reflectance data were selected as the representative data to develop a FVC estimation algorithm in this study, which would investigate the capability of the FY-3 reflectance data on the global FVC estimation. The spatial–temporal validation over the regional area indicated that the FVC estimations generated by the proposed algorithm had reliable continuities. Furthermore, a satisfactory accuracy performance (R2 = 0.7336, RMSE = 0.1288) was achieved for the proposed algorithm based on the Earth Observation LABoratory (EOLAB) reference FVC data, which provided further evidence on the reliability and robustness of the proposed algorithm. All these results indicated that the FY-3 reflectance data were capable of generating a FVC estimation with reliable spatial–temporal continuities and accuracy. Numéro de notice : A2021-439 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article DOI : 10.3390/rs13112165 Date de publication en ligne : 31/05/2021 En ligne : https://doi.org/10.3390/rs13112165 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=97824 [article]

Apport de la modélisation physique pour la cartographie de la biodiversité végétale en forêts tropicales par télédétection optique / Dav Ebengo Mwampongo (2021)  

Public Titre : Apport de la modélisation physique pour la cartographie de la biodiversité végétale en forêts tropicales par télédétection optique Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Dav Ebengo Mwampongo, Auteur ; Christiane Weber, Directeur de thèse Editeur : Paris, Nancy, ... : AgroParisTech Année de publication : 2021 Importance : 188 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie Thèse pour obtenir le grade de Docteur de l'Institut National des Sciences et Industries du Vivant et de l'Environnement- AgroParisTech Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection [Termes IGN] analyse de sensibilité [Termes IGN] biodiversité végétale [Termes IGN] carte forestière [Termes IGN] diagnostic foliaire [Termes IGN] forêt tropicale [Termes IGN] image hyperspectrale [Termes IGN] image optique [Termes IGN] modèle de transfert radiatif [Termes IGN] réflectance végétale [Termes IGN] taxinomie [Termes IGN] transfert radiatif Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) La préservation de la biodiversité est un enjeu majeur pour le développement durable. Face aux besoins de conservation à l’échelle globale, la définition des méthodes opérationnelles qui permettent d’évaluer la diversité biologique est nécessaire pour l’orientation des différentes politiques environnementales. La télédétection optique a montré un potentiel pour étudier la biodiversité. L’imagerie hyperspectrale aéroportée a été largement utilisée avec succès. Malgré son potentiel, l’imagerie hyperspectrale aéroportée ne permet pas de couvrir des vastes étendues (échelle régionale ou globale) suite à des contraintes logistique et financière. Les missions satellites hyperspectrales actuelles et futures (PRISMA, EnMAP, Biodiversity, CHIME, SBG…) offrent la possibilité d’étudier la biodiversité à grande échelle. Il existe cependant un besoin d’améliorer l’interprétation physique des méthodes existantes, basées sur les données aéroportées, pour évaluer leurs potentiels. Les outils de modélisation du transfert radiatif permettent de mieux comprendre l’interaction entre un rayonnement incident et les milieux physiques qu’ils traversent et de ce fait d’interpréter le signal. Ce projet de thèse vise à définir un cadre pour produire des simulations réalistes à l’aide du modèle de transfert radiatif 3D DART (Discrete Anisotropic Radiative Transfer) dans une perspective de soutien au développement méthodologique pour l'évaluation de la biodiversité et la préparation de futures missions satellites à l'aide de la modélisation 3D (adapté aux milieux complexes tels que les forêts tropicales). Pour ce faire, nous avons réalisé des études de sensibilité pour comprendre l’influence de deux facteurs sur la réflectance simulée par DART : la variabilité spatiale des propriétés optiques foliaires, la prise en compte des éléments non photosynthétiques de la végétation. Puis nous avons comparé ces simulations à des données hyperspectrales aéroportées expérimentales en décrivant les scènes forestières correspondantes de la manière la plus fine à l’aide d’information relatives à la structure, à la composition en espèces et à une sélection de traits fonctionnels foliaires. Plusieurs approches s’appuyant sur les propriétés optiques foliaires, et sur la prise en compte d’une fraction ligneuse ont été testées pour l’intégration des éléments non photosynthétique dans la scène. La variabilité spatiale des propriétés optiques foliaires a été testée en s’appuyant sur les données d’inventaires spatialisées, permettant de prendre en compte la variabilité à l’échelle du pixel, ou en opérant une uniformisation des propriétés optiques à l’échelle de la couronne de chaque individu, ou à l’échelle des espèces. Nos résultats ont montré que les simulations les plus proches des données expérimentales, jugées les plus réalistes, étaient obtenues par l’intégration des éléments non photosynthétiques par le biais d’une famille de constituants chimiques foliaires, les pigments bruns, combinée à une prise en compte de la variabilité des propriétés optiques à l’échelle du pixel. Les différences entre données expérimentales et simulations ont été étudiées en s’appuyant sur différents critères, comme la différence spectrale, la dissimilarité spectrale interspécifique et interspécifique et la capacité de discrimination spectrale des espèces. Nous avons obtenu une bonne concordance entre les simulations issues du scénario le plus réaliste et les données expérimentales. Note de contenu : Introduction générale 1- Télédétection optique appliquée au suivi de la biodiversité végétale dans les écosystèmes forestiers tropicaux 2- Le transfert radiatif dans la végétation et sa simulation 3- Données et méthodes 4- Résultats : simulation de la réflectance de canopée et analyse comparative 5- Discussion générale Conclusion générale et perspectives Numéro de notice : 28661 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : BIODIVERSITE/IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Géomatique : AgroParisTech : 2021 Organisme de stage : TETIS DOI : sans En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03520758 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=99828

Polarization of light reflected by grass: modeling using visible-sunlit areas / Bin Yang in Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, PERS, vol 86 n° 12 (December 2020)  

Public [article]  inPhotogrammetric Engineering & Remote Sensing, PERS > vol 86 n° 12 (December 2020) . - pp 745 - 752 Titre : Polarization of light reflected by grass: modeling using visible-sunlit areas Type de document : Article/Communication Auteurs : Bin Yang, Auteur ; Lei Yan, Auteur ; Siyuan Liu, Auteur Année de publication : 2020 Article en page(s) : pp 745 - 752 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image optique [Termes IGN] aérosol [Termes IGN] canopée [Termes IGN] distribution du coefficient de réflexion bidirectionnelle BRDF [Termes IGN] ensoleillement [Termes IGN] image POLDER [Termes IGN] image Terra-MODIS [Termes IGN] Leaf Area Index [Termes IGN] polarisation [Termes IGN] réflectance de surface [Termes IGN] réflectance végétale Résumé : (Auteur) The Bidirectional polarization distribution function (BPDF) of land surfaces is important for studies of land surfaces and aerosol. With the availability of a huge number of polarization measurements, several semi-empirical BPDF models have been proposed. However, these models do not pay much attention to canopy structure, which is fundamental for generation of polarization. In this article, we propose a new BPDF model using canopy structure information, which is parameterized by visible-sunlit areas. It is evaluated over grassland using POLDER BPDF and MODIS leaf area index data sets. Experiments suggest that compared to Nadal–Bréon and Litvinov models, the new BPDF model reduces root-mean-square error by 7% and 10%, respectively. The new BPDF model also provides better performance when it is fitted using observations clustered by sun zenith angle. The new BPDF model thus provides an effective tool for the study of land surface polarization. Numéro de notice : A2020-763 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.14358/PERS.86.12.745 Date de publication en ligne : 01/12/2020 En ligne : https://doi.org/10.14358/PERS.86.12.745 Format de la ressource électronique : URL Article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=96552 [article]

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Unmanned aerial system multispectral mapping for low and variable solar irradiance conditions: Potential of tensor decomposition / Sheng Wang in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, vol 155 (September 2019)  

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Individual tree crown segmentation in tropical peat swamp forest using airborne hyperspectral data / Sitinor Atikah Nordin in Geocarto international, vol 34 n° 11 ([15/08/2019])  

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Mapping leaf chlorophyll content from Sentinel-2 and RapidEye data in spruce stands using the invertible forest reflectance model / Roshanak Darvishzadeh in International journal of applied Earth observation and geoinformation, vol 79 (July 2019)  

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Evaluating metrics derived from Landsat 8 OLI imagery to map crop cover / Rei Sonobe in Geocarto international, vol 34 n° 8 ([15/06/2019])  

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ICARE-VEG: A 3D physics-based atmospheric correction method for tree shadows in urban areas / Karine R.M. Adeline in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, vol 142 (August 2018)  

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Multi-scale assessment of invasive plant species diversity using Pléiades 1A, RapidEye and Landsat-8 data / Siddhartha Khare in Geocarto international, vol 33 n° 7 (July 2018)  

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Close-range hyperspectral image analysis for the early detection of stress responses in individual plants in a high-throughput phenotyping platform / Mohd Shahrimie Mohd Asaari in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, vol 138 (April 2018)  

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Remote estimation of canopy leaf area index and chlorophyll content in Moso bamboo (Phyllostachys edulis (Carrière) J. Houz.) forest using MODIS reflectance data / Xiaojun Xu in Annals of Forest Science [en ligne], vol 75 n° 1 (March 2018)  

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Estimation of forest aboveground biomass from HJ1B imagery using a canopy reflectance model and a forest growth model / Xinyun Wang in Geocarto international, vol 33 n° 2 (February 2018)  

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Modeling canopy reflectance over sloping terrain based on path length correction / Gaofei Yin in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 55 n° 8 (August 2017)  

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