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Coarse orientation of terrestrial laser scans in urban environments / Claus Brenner in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, vol 63 n° 1 (January - February 2008)
[article]
Titre : Coarse orientation of terrestrial laser scans in urban environments Type de document : Article/Communication Auteurs : Claus Brenner, Auteur ; C. Dold, Auteur ; N. Ripperda, Auteur Année de publication : 2008 Article en page(s) : pp 4 - 18 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Acquisition d'image(s) et de donnée(s)
[Termes IGN] analyse comparative
[Termes IGN] milieu urbain
[Termes IGN] orientation du capteur
[Termes IGN] système de référence géodésique
[Termes IGN] télémètre laser terrestre
[Termes IGN] test de performanceRésumé : (Auteur) The use of terrestrial laser scanners is becoming increasingly popular. For the acquisition of larger scenes, it is usually necessary to align all scans to a common reference frame. While there are methods using direct measurement of the orientation, due to simplicity and costs, mostly artificial targets are used. This works reliably, but usually adds a substantial amount of time to the acquisition process. Methods to align scans using the scan data itself have been known for a long time, however, being iterative, they need good initial values. In this paper, we investigate two different methods targeted at the determination of suitable initial values. The first one is based on a symbolic approach, using corresponding features to compute the orientation. The second one is based on an iterative alignment scheme originally proposed in the robotics domain. To assess the performance of both methods, a set of 20 scans has been acquired systematically along a trajectory in a downtown area. Reference orientations were obtained by a standard procedure using artificial targets. We present the results of both methods regarding convergence and accuracy, and compare their performance. Copyright ISPRS Numéro de notice : A2008-038 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1016/j.isprsjprs.2007.05.002 En ligne : https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2007.05.002 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=29033
in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing > vol 63 n° 1 (January - February 2008) . - pp 4 - 18[article]Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 081-08011 SL Revue Centre de documentation Revues en salle Disponible Développement et validation d'une méthode de calcul GPS intégrant des mesures de profils de vapeur d'eau en visée multi-angulaire pour l'altimétrie de haute précision / Pierre Bosser (2008)
Titre : Développement et validation d'une méthode de calcul GPS intégrant des mesures de profils de vapeur d'eau en visée multi-angulaire pour l'altimétrie de haute précision Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Pierre Bosser , Auteur ; Jacques Pelon, Directeur de thèse ; Olivier Bock , Encadrant ; Christian Thom , Directeur de thèse Editeur : Paris : Université de Paris 6 Pierre et Marie Curie Année de publication : 2008 Importance : 261 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Thèse de doctorat pour obtenir le titre de docteur de l'université Pierre et Marie Curie, spécialité méthodes physiques en télédétectionLangues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale
[Termes IGN] correction du signal
[Termes IGN] correction troposphérique
[Termes IGN] diffusion de Raman
[Termes IGN] Lidar
[Termes IGN] propagation troposphérique
[Termes IGN] retard troposphérique
[Termes IGN] signal GPS
[Termes IGN] teneur en vapeur d'eau
[Termes IGN] traitement de données GNSSIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) L'Institut Géographique National (IGN) s'intéresse à l'utilisation du GPS pour des activités de nivellement de précision : c'est un système fonctionnant en tout temps, relativement simple à mettre en œuvre et de faible coût. Une des sources d'erreur majeure reste la correction des effets de propagation des signaux GPS lors de la traversée de la troposphère qui limite la précision verticale à 3 - 15 mm pour une précision planimétrique millimétrique, ce qui restreint son utilisation aux applications de nivellement de précision moyenne. Dans le contexte d'amélioration des performances obtenues par cette technique, l'action NIGPS lancée en 1999 à l'IGN vise à développer une méthode de correction des effets atmosphériques basée sur le sondage de l'humidité dans la basse atmosphère à l'aide d'un lidar Raman vapeur d'eau à visées multi-angulaires. Ce projet est mené en collaboration avec le Service d'Aéronomie du CNRS. Soutenue en 2005, la thèse de Jérôme Tarniewicz pose les bases de cette problématique et, à partir de simulations numériques de mesures lidar Raman, démontre l'apport potentiel de la technique lidar Raman pour la correction des retards troposphériques pour atteindre un positionnement vertical de précision millimétrique. Ce travail de thèse s'inscrit donc dans la continuité de ces travaux et a pour objectif de poursuivre l'étude méthodologique, les développements instrumentaux, notamment au niveau du traitement des signaux lidar, et la validation expérimentale de l'analyse conjointe des observations GPS et lidar.
Dans une première partie, l'étude de l'influence de la variabilité spatiotemporelle des retards troposphériques GPS est réalisée à partir de simulations numériques. Une méthode de correction des retards hydrostatiques plus précise que celle utilisée traditionnellement est proposée. Un autre aspect important de ce travail permet de confirmer l'apport de la mesure lidar multi-angulaire lors du traitement GPS et de démontrer que l'étalonnage des mesures lidar Raman peut être obtenu lors du traitement GPS. Ces premiers résultats sont encourageants pour un futur couplage GPS - lidar Raman et posent les bases en ce qui concerne les performances requises pour le lidar.
La deuxième partie présente les techniques d'analyse des signaux lidar Raman originales utilisées, dont une a été développée pour corriger le biais systématique lié aux fluctuations statistiques des mesures lidar en mode “ comptage de photons ”. Des critères objectifs permettant d'optimiser le rapport signal-à-bruit des mesures par moyennage spatial et temporel ont été introduits. Des profils de rapport de mélange de vapeur d'eau et des retards troposphériques humides précis peuvent alors être restitués en visées zénithales et obliques. Ces méthodes ont été validées lors de plusieurs campagnes météorologiques.
Dans la troisième partie, des observations lidar Raman et GPS (entre autres), réalisées lors de la campagne VAPIC en 2004, ont permis de valider les méthodes de traitement du signal lidar et de tester différentes approches de traitement GPS mais aussi de couplage des mesures de ces deux techniques. Les observations lidar effectuées au zénith, sur des sessions de 6 h dans des conditions stables et relativement sèches, sont ainsi utilisées pour une correction des signaux GPS : par rapport à un traitement classique, une amélioration de la précision de restitution de la composante verticale est obtenue ; les résultats montrent cependant l'importance sur les cas étudiés du trajet multiple corrigé par stacking. Les mesures lidar n'étant pas parfaitement étalonnées, l'estimation conjointe lors du traitement de la hauteur et de la constante d'étalonnage lidar est effectuée : elle permet une amélioration significative de la détermination de la composante verticale. L'analyse des résidus GPS post-traitement, à l'aide des visées lidar obliques réalisées dans des conditions plus variables et plus humides, montre que ceux-ci contiennent une signature liée à cette variabilité. Des mesures lidar obliques restent donc indispensables pour atteindre une meilleure précision. La principale difficulté à surmonter pour réaliser cette correction est alors de définir une procédure réduisant l'erreur dans les directions des satellites non observés (une seule observation lidar étant possible à la fois). Pour cela, nous envisageons d'explorer la piste de l'assimilation des observations lidar, voire des observations lidar et GPS obliques simultanément, dans un modèle météorologique méso-échelle.Note de contenu : I- Influence de la troposphère et de sa modélisation sur la détermination précise de la composante verticale par GPS
1. Le positionnement précis par GPS
1.1 Principe du positionnement par GPS
1.2 Inventaire des sources d'erreur
1.3 Conclusion
2. Modélisation de la troposphère dans les traitements GPS
2.1 Stratégies usuelles pour la correction de la troposphère
2.2 Proposition d'un nouveau modèle du retard hydrostatique au zénith
2.3 Conclusion
3. Evaluations par simulations des modèles troposphériques
3.1 Objectifs et méthode
3.2 Évaluation des fonctions de projection pour un réseau régional
3.3 Évaluation des erreurs de positionnement liées aux modélisations troposphériques
4. Conclusion sur la modélisation troposphérique en GPS
II- Un lidar pour la restitution de profils d'humidité et de retards humides
5. Traitement des signaux Raman pour une restitution précise de profils d'humidité
5.1 Introduction
5.2 Principe physique de la mesure de vapeur d'eau par lidar Raman
5.3 Modèles utilisés pour la restitution de rapports de mélange
5.4 Intégration des signaux mesurés
6. Correction du biais lié aux fluctuations statistiques des signaux Raman
6.1 Position du problème
6.2 Notations utilisées
6.3 Nouveaux estimateurs du rapport de mélange
6.4 Application et validation sur des simulations lidar
6.5 Conclusion
7. Etalonnage du lidar IGN-SA
7.1 Introduction
7.2 Méthodes examinées pour l'étalonnage opérationnel du lidar IGN-SA
7.3 Application : Étalonnage du lidar IGN-SA
7.4 Conclusion
8. Validation de la mesure de rapport de mélange lidar par comparai-son aux radiosondages
8.1 La campagne VAPIC 2004
8.2 La campagne COPS 2007
8.3 Conclusion
9. Restitution de retard troposphérique par lidar Raman
9.1 Calcul du retard humide à partir du profil de rapport de mélange
9.2 Utilisation de profils de température et de pression
9.3 Complément pour le profil de rapport de mélange
10 Conclusion sur la mesure de vapeur d'eau par lidar Raman
III- Étude du couplage lidar Raman - GPS à partir des données de la campagne VAPIC
11 La campagne VAPIC_2004
11.1 Présentation de la campagne VAPIC
11.2 Instrumentation
11.3 Description météorologique
12 Analyse de la variabilité de la vapeur d'eau pendant la campagne VAPIC et de son impact sur la solution GPS
12.1 Impact des modélisations de la troposphère sur les solutions GPS
12.2 Intercomparaison des retards humides GPS avec radiosondages et radiomètres
12.3 Impact de la variabilité atmosphérique sur les solutions GPS
12.4 Discussion
13 Comparaison des retards humides mesurés par GPS et lidar Raman
13.1 Introduction
13.2 Description des données utilisées
13.3 Visées lidar au zénith
13.4 Suivi de satellites
13.5 Conclusion
14 Analyse et correction troposphérique des signaux GPS à l'aide d'observations lidar
14.1 Etude des solutions GPS PPP
14.2 Correction des observations GPS
14.3 Étalonnage de la mesure lidar lors du traitement GPS
14.4 Conclusion et discussion
IV- Conclusion et perspectivesNuméro de notice : 13611 Affiliation des auteurs : LOEMI (1985-2011) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de doctorat : Méthodes physiques en télédétection : Paris 6 : 2008 Organisme de stage : LOEMI (IGN) nature-HAL : Thèse DOI : sans En ligne : https://hal.science/tel-00322404/document Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=45212 Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 13611-01 THESE Livre Centre de documentation Thèses Disponible 13611-02 THESE Livre Centre de documentation Thèses Disponible Investigations of high precision terrestrial laser scanning with emphasis on the development of a robust close-range 3D-laser scanning system / Hans Martin Zogg (2008)
Titre : Investigations of high precision terrestrial laser scanning with emphasis on the development of a robust close-range 3D-laser scanning system Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Hans Martin Zogg, Auteur Editeur : Zurich : Institut für Geodäsie und Photogrammetrie IGP - ETH Année de publication : 2008 Collection : IGP Mitteilungen, ISSN 0252-9335 num. 098 Importance : 171 p. Format : 21 x 30 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-3-906467-78-8 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Acquisition d'image(s) et de donnée(s)
[Termes IGN] acquisition d'images
[Termes IGN] données localisées 3D
[Termes IGN] étalonnage d'instrument
[Termes IGN] lever souterrain
[Termes IGN] modélisation géométrique de prise de vue
[Termes IGN] précision géométrique (imagerie)
[Termes IGN] semis de points
[Termes IGN] télémètre laser terrestre
[Termes IGN] télémétrie laser terrestreIndex. décimale : 35.11 Géométrie et qualité des prises de vues Résumé : (Auteur) In recent years, numerous measurement systems and techniques have become available on the market for three-dimensional (3D) surveying of objects. Largely due to the increasing need of 3D-data, fast area-wide 3D-measurement methods are in high demand. In the world of surveying and the field of engineering geodesy, terrestrial laser scanning has been established as a newer measurement method for fast, area-wide SD-surveying. Terrestrial laser scanners measure distances and angles to objects without any contact. The actual geometry information of the scanned object has to be derived from a resulting 3D-point cloud in post-processing.
After the initial hype of terrestrial laser scanning, a slight disillusionment set in. Projects were not profitable or failed due to insufficient knowledge about laser scanning technology and its specifics. In addition, the hardware and software products available on the market often do not meet the requirements of specific applications. Thus, the selection of convenient applications for a particular terrestrial laser scanning system, the sensitivity in terms of environmental conditions, or the extensive post-processing of laser scanning data are just a few of the difficulties in using laser scanning technology. As a result, terrestrial laser scanning is rarely used for projects in engineering geodesy. Even though terrestrial laser scanning offers great potential, new fields of application have yet to be investigated.
This thesis originated from a project addressing the development of a qualified measurement system based on terrestrial laser scanning for the surveying of underground utility caverns in the field of water and sewage engineering. There was no convenient measurement system available on the market when the project started in 2005. There are three main objectives of this thesis: the development of a cost-efficient robust close-range 3D-laser scanning system largely for surveying underground utility caverns, the calibrations and investigations of terrestrial laser scanners with focus on the newly developed measurement system, and the development of new fields of application for terrestrial laser scanning. Moreover, this thesis contributes to the area of terrestrial laser scanning by offering better knowledge on its integration into engineering geodesy.
For the hardware development, the 2D-laser scanner SICK LMS200-30106 by Sick AG was selected and implemented as a distance measurement unit measuring distances and angles. This unit is well known and established in industrial applications and in the field of robotics. In addition, all components that were used for the close-range 3D-laser scanning system were selected according to predefined requirements. These requirements were strongly related to the application of the measurement of underground utility caverns. Furthermore, this thesis shows that an appropriate calibration of the close-range 3D-laser scanning system - the distance measurement unit specifically - allows its application in the field of engineering geodesy. Thus, appropriate calibration routines were developed, and intensive additional investigations of the measurement systems enabled the verification of the measurement accuracy and performance.
The close-range terrestrial 3D-laser scanner ZLS07 resulted from the development of a 3D-measurement system based on the terrestrial laser scanning technology. The ZLS07 is a robust and reliable measurement system that fulfils the requirements focused on surveying of underground utility caverns. Its specific limitations lie in the measurement range, accuracy, and angular resolution. However, the ZLS07 has been successfully established as a new measurement instrument at the surveying department of the city of Zurich. In addition to the hardware developments, an approach for automatic geometry modelling from 3D-point clouds was developed, tested, and discussed for post-processing 3D-point clouds of underground utility caverns. Furthermore, the ZLS07 was successfully used in other applications, such as the damage detection of an incinerator or the reverse engineering of technical constructions.Note de contenu : 1 Introduction
1.1 Motivation
1.2 Aims of the Thesis.
1.3 Outline
2 High Precision Terrestrial Laser Scanning
2.1 Terrestrial Laser Scanning in Engineering Geodesy
2.2 Specifications of Terrestrial Laser Scanners
2.3 The Measurement System "Terrestrial Laser Scanner"
2.4 Applications of Terrestrial Laser Scanning.
2.5 Remarks.
3 Development of Terrestrial Laser Scanner ZLS07
3.1 Requirements
3.2 Components of the ZLS07
3.3 Configuration of Terrestrial Laser Scanner ZLS07
3.4 Measurement Coordinate Systems
3.5 Software
3.6 Result of a Scan
3.7 Discussion
4 Calibration of Terrestrial Laser Scanner ZLSO 7
4.1 Calibration of Geodetic Sensors
4.2 Distance Measurement Unit
4.3 Errors of Axes
4.4 Synchronisation of Rotation Table and Distance Measurement Unit
4.5 Review
5 Validation of Terrestrial Laser Scanner ZLS07
5.1 Angle Measurement System
5.2 Wobbling of Vertical Axis
5.3 3D-Measurement Quality
5.4 Review
6 Acquisition of Underground Utility Caverns
6.1 Overview
6.2 ZLS07 for Acquisition of Underground Utility Caverns
6.3 Data Post-Processing Workflow
6.4 Review
7 Automatic Geometry Modelling
7.1 Data Modelling Requirements
7.2 Previous Work
7.3 Development of an Approach for Automatic Cavern Detection
7.4 Results
7.5 Review
8 Various Applications for Terrestrial Laser Scanner ZLS07
8.1 Damage Detection of an Incinerator
8.2 Reverse Engineering at the Overflow Construction of Nalps Dam (CH).
8.3 Review
9 Summary
9.1 Conclusions
9.2 Outlook
References
A Appendix
A. 1 Rotation Table ETH Zurich.
A.2 Software
A.3 Fourier-SeriesNuméro de notice : 15459 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse étrangère DOI : 10.3929/ethz-a-005679006 En ligne : http://dx.doi.org/10.3929/ethz-a-005679006 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=62725 Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 15459-01 35.11 Livre Centre de documentation En réserve M-103 Disponible Managing full waveform Lidar data : a challenging task for the forthcoming years / Frédéric Bretar (2008)
Titre : Managing full waveform Lidar data : a challenging task for the forthcoming years Type de document : Article/Communication Auteurs : Frédéric Bretar, Auteur ; Adrien Chauve , Auteur ; Boris Jutzi, Auteur ; Clément Mallet , Auteur Editeur : International Society for Photogrammetry and Remote Sensing ISPRS Année de publication : 2008 Collection : International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, ISSN 0252-8231 num. 37-B1 Conférence : ISPRS 2008, 21st ISPRS world congress 03/07/2008 11/07/2008 Pékin Chine OA ISPRS Archives Importance : pp 85 - 92 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Lasergrammétrie
[Termes IGN] données lidar
[Termes IGN] données localisées 3D
[Termes IGN] lidar à retour d'onde complète
[Termes IGN] traitement de données localiséesRésumé : (Auteur) This paper proposes to summarize researches and new advances in full waveform lidar data. After a description of full waveform lidar systems, we will review different methodologies developed to process the waveforms (modelling, correlation, stacking). Applications on urban and vegetated areas are then presented. The paper ends up with recommendations on future research themes. Numéro de notice : 10666 Affiliation des auteurs : MATIS (1993-2011) Thématique : IMAGERIE Nature : Communication DOI : sans En ligne : https://www.isprs.org/proceedings/XXXVII/congress/1_pdf/69.pdf Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=64217 Documents numériques
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10666_isprs_2008_bretar.pdfAdobe Acrobat PDF
Titre : Mise en oeuvre du Lidar aéroporté à l'IGN : projet Litto3D-IGN Type de document : Article/Communication Auteurs : David Flamanc , Auteur Editeur : Saint-Mandé : Institut Géographique National - IGN (2008-2011) Année de publication : 2008 Conférence : Journée Projets de l'IGN 2008 03/06/2008 11/07/2008 Saint-Mandé France OA ISPRS Archives Importance : 6 p. Format : 21 x 30 cm Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Lasergrammétrie
[Termes IGN] chaîne de production
[Termes IGN] données lidar
[Termes IGN] lasergrammétrie
[Termes IGN] Lidar
[Termes IGN] Litto3DNuméro de notice : 13776 Affiliation des auteurs : IGN (1940-2011) Thématique : IMAGERIE Nature : Communication DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=64274 Documents numériques
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