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Termes IGN > sciences naturelles > sciences de la Terre et de l'univers > géosciences > géophysique interne > géodésie > géodésie physique > gravimétrie > levé gravimétrique
levé gravimétriqueSynonyme(s)mesure gravimétrique ;mesure de la pesanteur données gravimétriques |
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Détermination pratique de modèles de géoïde et autres surfaces de référence altimétrique / Jean-Louis Carme in XYZ, n° 150 (mars - mai 2017)
[article]
Titre : Détermination pratique de modèles de géoïde et autres surfaces de référence altimétrique Type de document : Article/Communication Auteurs : Jean-Louis Carme, Auteur ; Xavier Wanner, Auteur Année de publication : 2017 Article en page(s) : pp 52 - 60 Note générale : Bibliographie Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique
[Termes IGN] altitude normale
[Termes IGN] altitude orthométrique
[Termes IGN] cohérence des données
[Termes IGN] contrôle qualité
[Termes IGN] géoïde
[Termes IGN] krigeage
[Termes IGN] levé gravimétrique
[Termes IGN] modèle numérique de surface
[Termes IGN] quasi-géoïde
[Termes IGN] surface de référence
[Termes IGN] système de référence altimétriqueRésumé : (Auteur) Avec la généralisation du GNSS comme technique de positionnement dans un nombre toujours plus grand d'applications en géodésie, topographie et hydrographie, en particulier pour les levés aériens (Lidar et photogrammétrie), le besoin de disposer de modèles de géoïde précis est devenu fondamental. En effet, on accède désormais facilement à des coordonnées tridimensionnelles exprimées dans un référentiel homologue à celui du GNSS (réalisation de l'ITRS/WGS84 via l'IGS) : latitude, longitude, et hauteur ellipsoïdale. La transformation de ces hauteurs ellipsoïdales en altitudes au-dessus du niveau moyen de la mer dans le référentiel altimétrique en vigueur requiert la connaissance de la surface de référence des altitudes, donc d'un modèle de géoïde ou de quasi-géoïde selon que le type d'altitudes associé au référentiel altimétrique est orthométrique ou normal. [...] Numéro de notice : A2017-096 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=84434
in XYZ > n° 150 (mars - mai 2017) . - pp 52 - 60[article]Réservation
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Détermination pratique de modèles - pdf éditeurAdobe Acrobat PDF
Titre : Gravity forward modeling with a tesseroid-based rock-water-ice approach : Theory and applications in the context of the GOCE mission and height system unification Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Thomas Grombein, Auteur Editeur : Munich : Bayerische Akademie der Wissenschaften Année de publication : 2017 Collection : DGK - C Sous-collection : Dissertationen num. 798 Importance : 222 p. Format : 21 x 30 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-3-7696-5210-9 Note générale : bibliographie
Inaugural dissertation for the fulfillment of the requirements for the academic degree of Doctor of Engineering (Dr.-Ing.) accepted by the Department of Civil Engineering, Geo and Environmental Sciences of the Karlsruhe Institute of Technology (KIT)
Diese Dissertation ist auf dem Server der Deutschen Geodätischen Kommission unter <http://dgk.badw.de/> sowie auf dem Server des Karlsruher Instituts für Technologie unter <http://dx.doi.org/10.5445/KSP/1000068500> elektronisch publiziertLangues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique
[Termes IGN] champ de pesanteur terrestre
[Termes IGN] données GOCE
[Termes IGN] eau de surface
[Termes IGN] glace
[Termes IGN] gradient de gravitation
[Termes IGN] isostasie
[Termes IGN] levé gravimétrique
[Termes IGN] ondelette
[Termes IGN] problème des valeurs limites
[Termes IGN] tesseroidRésumé : (auteur) Due to the increasing availability of global high-resolution digital terrain models (DTMs), it has nowadays become possible to obtain a detailed image of the Earth’s topography. This enables to precisely determine the gravitational effect of the topographic masses on the Earth’s gravity field. The central technique for this aim is gravity forward modeling (GFM), which is based on Newton’s law of universal gravitation, and allows to convert topographic heights along with suitable density assumptions into corresponding values of the gravitational potential and its derivatives. This topographic gravity forward modeling attracts a growing interest in various areas of geodetic gravity field determination and geophysical studies of the Earth’s composition and structure (e.g., solid-earth sciences). However, previous GFM methods have proven unsuitable for the increasing accuracy requirements stemming from an improved precision of geodetic measurements. This is due to commonly used simplifications and approximations, such as (i) the use of condensed heights for water and ice masses (rock-equivalent heights), (ii) mass discretizations or arrangements based on planar and spherical approximations, and (iii) assumptions regarding the spectral consistency between band-limited topographic heights and induced gravity, as in residual terrain modeling (RTM) techniques. This thesis contributes to state-of-the-art GFM in the space domain by providing effective techniques and refinements that overcome these limitations. More concretely, the theory of the Rock-Water-Ice (RWI) approach is developed that encompasses a more realistic modeling of the Earth’s topographic and isostatic masses, i.e., the masses of the continents, oceans, lakes, ice sheets and shelves, as well as their deeper lying (isostatic) compensation masses in the Earth’s interior. The RWI method is characterized by a three-layer decomposition of the Earth’s topography that accounts for a rigorous separate modeling of the rock, water, and ice masses with variable density values. Furthermore, a modified Airy-Heiskanen isostatic concept is applied that is enhanced by additional geophysical information in terms of a seismologically derived depth model of the Mohorovicic discontinuity, i.e., the boundary surface between the Earth’s crust and mantle. To counteract the increased computational demand of the more complex modeling, an efficient numerical algorithm is needed for the forward modeling. For space domain GFM, it has become more and more customary to use a mass discretization based on tesseroids, which are mass bodies bounded by geocentric spherical coordinate lines, and hence are directly linked to the curvature of the Earth. Several studies have demonstrated their superiority over classical prism methods with respect to precision and computation time. However, for global applications based on high-resolution DTMs, any computational speed-up with respect to a single mass body leads to a massive improvement in the overall computation time. This thesis presents a considerable optimization of previously used tesseroid formulas, where the gravitational field of a tesseroid and its derivatives up to second-order are represented in a compact and computationally attractive form. This allows an efficient numerical evaluation that reduces the overall runtime by about 20 to 55%, depending on the evaluated gravity field functional. Additionally, to correctly locate topographic masses in space, tesseroids are arranged on an ellipsoidal reference surface. Within this thesis, the novel tesseroid-based RWI approach is applied to different topographic input data and is used for various gravity field functionals in two main applications. Both are connected to ESA’s satellite mission GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer) that measured the second-order derivatives of the gravitational potential, commonly known as gravity gradients. In the first application, RWI-based topographic-isostatic effects are calculated along the orbit of the GOCE satellite and are subtracted from the gravity gradient observations. In this way, the measurement signal is smoothed so that interpolation and prediction tasks, such as harmonic downward continuation of the gradients from satellite altitude to the Earth’s surface, can be executed with an improved numerical stability. While in previous studies such a concept was applied to simulated gravity gradients, this thesis presents the application to real GOCE measurements. As the smoothing effect strongly depends on the variability of the topography crossed by the satellite, this procedure is particularly suitable for regional applications. For a time series when the satellite passed the Himalayan region, a comparison of the observed gradients to the reduced ones reveals significant smoothing effects that are quantified by analyses in the space and frequency domain. The second application contributes to the task of height system unification, which aims to connect the different locally defined reference levels, conventionally used for national height systems. This is achieved by a satellite-based method which employs global geopotential models derived from data of the GOCE mission, whose limited spectral resolution is extended by high-frequency topographic effects of the RWI approach. To extract these high-frequency signals, a novel (residual) gravity forward modeling method is proposed that allows to perform the required high pass filtering directly in the gravity domain, thus, avoiding the above-mentioned assumption (iii) of the RTM method. By using three representative study areas in Germany, Austria, and Brazil, the benefit and importance of high-frequency topography-implied gravity signals for an accurate estimation of height datum offsets is demonstrated. As a highlight of this thesis, the RWI approach is utilized to generate a series of topographic-isostatic gravity field models. These RWI models provide a high-resolution representation of the Earth’s topographic-isostatic gravitational potential in terms of spherical harmonics expanded up to degree and order 1800 (Release 2012), and 2190 (Release 2015). The spherical harmonic coefficients of these models are obtained from a spherical harmonic analysis of global gridded potential values, which have been calculated by massive parallel computing on high-performance computer systems. By using spherical harmonic synthesis, the RWI model can be used to efficiently calculate various functionals of the topographic-isostatic potential in different heights. For this purpose, the RWI models are publicly available via the database of the International Centre for Global Earth Models (ICGEM) and have already been used in a wide range of studies by other research groups. Note de contenu : 1. Introductory chapter
2. Optimized formulas for the gravitational field of a tesseroid
3. A wavelet-based assessment of topographic-isostatic reductions for GOCE gravity gradients
4. The Rock-Water-Ice topographic gravity field model RWI TOPO 2015 and its comparison to a conventional rock-equivalent version
5. On high-frequency topography-implied gravity signals for height system unification 6. Height system unification based on the fixed GBVP approachNuméro de notice : 17488 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Thèse étrangère Note de thèse : dissertation : : Karlsruhe Institute of Technology : 2017 DOI : 10.5445/KSP/1000068500 En ligne : http://doi.org/10.5445/KSP/1000068500 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=89828 Direct measurement of evapotranspiration from a forest using a superconducting gravimeter / Michel Van Camp in Geophysical research letters, vol 43 n° 19 (15 October 2016)
[article]
Titre : Direct measurement of evapotranspiration from a forest using a superconducting gravimeter Type de document : Article/Communication Auteurs : Michel Van Camp, Auteur ; Olivier de Viron, Auteur ; Gwendoline Pajot-Métivier , Auteur ; Fabien Casenave , Auteur ; Arnaud Watlet, Auteur ; Alain Dassargues, Auteur ; Marnik Vanclooster, Auteur Année de publication : 2016 Article en page(s) : pp 10225 - 10231 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale
[Termes IGN] Belgique
[Termes IGN] évapotranspiration
[Termes IGN] feuillu
[Termes IGN] forêt tempérée
[Termes IGN] gravimètre supraconducteur
[Termes IGN] humidité du sol
[Termes IGN] levé gravimétrique
[Termes IGN] variation diurneRésumé : (auteur) Evapotranspiration (ET) controls the flux between the land surface and the atmosphere. Assessing the ET ecosystems remains a key challenge in hydrology. We have found that the ET water mass loss can be directly inferred from continuous gravity measurements: as water evaporates and transpires from terrestrial ecosystems, the mass distribution of water decreases, changing the gravity field.
Using continuous superconducting gravity measurements, we were able to identify daily gravity changes at the level of, or smaller than 10-9 nm.s-2 (or 10-10 g) per day. This corresponds to 1.7 mm of water over an area of 50 ha. The strength of this method is its ability to enable a direct, traceable and continuous monitoring of actual ET for years at the mesoscale with a high accuracy.Numéro de notice : A2016-684 Affiliation des auteurs : LASTIG LAREG+Ext (2012-mi2018) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1002/2016GL070534 Date de publication en ligne : 07/10/2016 En ligne : http://dx.doi.org/10.1002/2016GL070534 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=81973
in Geophysical research letters > vol 43 n° 19 (15 October 2016) . - pp 10225 - 10231[article]Documents numériques
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Direct measurement of evapotranspiration ... - pdf éditeurAdobe Acrobat PDF Modélisation spatio-temporelle du champ de gravité terrestre / Shuo (2) Wang (2016)
Titre : Modélisation spatio-temporelle du champ de gravité terrestre Titre original : Gravity field modeling in space and time Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Shuo (2) Wang, Auteur ; Isabelle Panet , Directeur de thèse ; Guillaume Ramillien, Directeur de thèse ; Frédéric Guilloux, Directeur de thèse Editeur : Paris : Université de Paris 6 Pierre et Marie Curie Année de publication : 2016 Autre Editeur : Paris : Université de Paris 7 Denis Diderot Projets : TOSCA / Note générale : co-directeurs de thèses : (1) IGN, LAREG, Université Paris Diderot, Paris; (2) GET, Observatoire Midi-Pyrenées, Toulouse; (3) LSTA, Université Pierre et Marie Curie, Paris
PAS DE DOCUMENT DEPOSE A IGN OU SUR HALLangues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique
[Termes IGN] champ de pesanteur terrestre
[Termes IGN] données GRACE
[Termes IGN] levé gravimétrique
[Termes IGN] ondelette d'Abel-Poisson
[Termes IGN] ondelette de HaarIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) La Terre est une planète vivante, siège de transferts de masse à différentes échelles de temps et d'espace. La superposition de ces sources crée des variations spatiales et temporelles du champ de gravité terrestre, suivies à l'échelle du globe par satellites. Ainsi, les satellites GRACE donnent accès aux variations du champ à 400 km de résolution, tous les 10 jours à 1 mois. Celles-ci sont exprimées sous la forme de modèles de champ dont la résolution spatiale ou temporelle est le plus souvent fixe. Leur analyse permet d'étudier le transport de masse au sein du système Terre. Pour optimiser l'estimation des variations du champ associées à des processus locaux en espace ou en temps à différentes échelles, et adapter la résolution temporelle du modèle à sa résolution spatiale selon l'échantillonnage des satellites, nous avons développé dans cette thèse une modélisation multi-échelle spatiale et temporelle du champ de gravité. Dans un premier temps, nous construisons une famille de fonctions 4D, qui combine des ondelettes de Poisson dans le domaine spatial et des ondelettes de Haar dans le domaine temporel. Ensuite, nous mettons en place une inversion régularisée d'observables de type différences de potentiel inter-satellite pour estimer les paramètres du modèle, dans un cadre bayesien. Pour construire l'a priori sur le modèle, nous développons une analyse spectrale localisée en temps et en espace de variations de masse associées à un modèle physique, et du signal gravimétrique associé. Enfin, nous testons notre approche pour la reconstruction des variations spatio-temporelles du champ associées au signal hydrologique sur l'Afrique sur l'année 2005, à partir d'une distribution régionale d'observations. Notre meilleur modèle nous permet de reconstruire la source de masse considérée (les variations de hauteur d'eau à la surface du globe) avec une précision en rms d'environ 2.5 cm d'eau à 450 km, 21 jours de résolution, et centimétrique à 1900 km, 11 jours de résolution. Cette limite de précision provient en partie de l'impact de la régularisation. Nos tests montrent en effet que le choix de régularisation perturbe les résultats à hauteur centimétrique. L'approximation bloc diagonale du système normal dans l'inversion et la résolution temporelle limitée du modèle peuvent contribuer au reste des résidus. Cette thèse a permis en mettre en place une modélisation multi-échelle dans l'espace et dans le temps du champ de gravité, et des outils d'analyse spectrale associés. Dans l'avenir, un travail important sera d'étudier sa mise en œuvre sur des données réelles, telles qu'issues des missions GRACE et GRACE Follow-On. Numéro de notice : 17710 Affiliation des auteurs : LASTIG LAREG (2012-mi2018) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Thèse française Note de thèse : thèse : géodésie : Paris 7 : 2016 Organisme de stage : LAREG (IGN) & GET, Observatoire Midi-Pyrenées & LSTA (Paris 6) nature-HAL : Thèse DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=99900
Titre : Multi-scale gravity field modeling in space and time Type de document : Article/Communication Auteurs : Shuo (2) Wang, Auteur ; Isabelle Panet , Auteur ; Guillaume Ramillien, Auteur ; Frédéric Guilloux, Auteur Editeur : Munich [Allemagne] : European Geosciences Union EGU Année de publication : 2016 Collection : Geophysical Research Abstracts, ISSN 1607-7962 num. 18 Conférence : EGU 2016, General Assembly 17/04/2016 22/04/2016 Vienne Autriche OA Abstracts only Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique
[Termes IGN] champ de pesanteur terrestre
[Termes IGN] levé gravimétrique
[Termes IGN] ondelette d'Abel-Poisson
[Termes IGN] ondelette de HaarRésumé : (auteur) The Earth constantly deforms as it undergoes dynamic phenomena, such as earthquakes, post-glacial rebound and water displacement in its fluid envelopes. These processes have different spatial and temporal scales and are accompanied by mass displacements, which create temporal variations of the gravity field. Since 2002, the GRACE satellite missions provide an unprecedented view of the gravity field spatial and temporal variations. Gravity models built from these satellite data are essential to study the Earth’s dynamic processes (Tapley et al., 2004). Up to present, time variations of the gravity field are often modelled using spatial spherical harmonics functions averaged over a fixed period, as 10 days or 1 month. This approach is well suited for modeling global phenomena. To better estimate gravity related to local and/or transient processes, such as earthquakes or floods, and adapt the temporal resolution of the model to its spatial resolution, we propose to model the gravity field using localized functions in space and time. For that, we build a model of the gravity field in space and time with a four-dimensional wavelet basis, well localized in space and time. First we design the 4D basis, then, we study the inverse problem to model the gravity field from the potential differences between the twin GRACE satellites, and its regularization using prior knowledge on the water cycle. Our demonstration of surface water mass signals decomposition in time and space is based on the use of synthetic along-track gravitational potential data. We test the developed approach on one year of 4D gravity modeling and compare the reconstructed water heights to those of the input hydrological model. Perspectives of this work is to apply the approach on real GRACE data, addressing the challenge of a re?alistic noise, to better describe and understand physical processus with high temporal resolution/low spatial resolution or the contrary. Numéro de notice : C2016-069 Affiliation des auteurs : LASTIG LAREG+Ext (2012-mi2018) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Poster DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=99901 Documents numériques
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Multi-scale gravity field modeling ... - poster pdf auteurAdobe Acrobat PDF Gravity field modelling and gravimetry / Jan Krynski in Geodesy and cartography, vol 64 n° 2 (December 2015)PermalinkSequential estimation of surface water mass changes from daily satellite gravimetry data / Guillaume L. Ramilien in Journal of geodesy, vol 89 n° 3 (March 2015)PermalinkDetermination of precise gravity field for the CLIC feasibility studies / Sébastien Guillaume (2015)PermalinkComparisons of atmospheric mass variations derived from ECMWF reanalysis and operational fields, over 2003–2011 / E. Forootan in Journal of geodesy, vol 88 n° 5 (May 2014)PermalinkEvaluation of the third- and fourth-generation GOCE Earth gravity field models with Australian terrestrial gravity data in spherical harmonics / Moritz Rexer in Journal of geodesy, vol 88 n° 4 (April 2014)PermalinkThe quest for a consistent signal in ground and GRACE gravity time-series / Michel Van Camp in Geophysical journal international, vol 197 n° 1 (April 2014)PermalinkThe impact of the dynamic sea surface topography on the quasi-geoid in shallow coastal waters / D.C. Slobbe in Journal of geodesy, vol 88 n° 3 (March 2014)PermalinkGlobal Earth structure recovery from state-of-the-art models of the Earth’s gravity field and additional geophysical Information / K. Hamayun (2014)PermalinkPermalinkMulti sensor study of hydrological changes in Caspian Sea / Ayoub Moradi (sept 2014)Permalink