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Atmospheric correction of Sentinel-3/OLCI data for mapping of suspended particulate matter and chlorophyll-a concentration in Belgian turbid coastal waters / Quinten Vanhellemont in Remote sensing of environment, Vol 256 (April 2020)  

Public [article]  inRemote sensing of environment > Vol 256 (April 2020) . - n° 112284 Titre : Atmospheric correction of Sentinel-3/OLCI data for mapping of suspended particulate matter and chlorophyll-a concentration in Belgian turbid coastal waters Type de document : Article/Communication Auteurs : Quinten Vanhellemont, Auteur ; Kevin Ruddick, Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : n° 112284 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection [Termes descripteurs IGN] Belgique [Termes descripteurs IGN] chlorophylle [Termes descripteurs IGN] correction atmosphérique [Termes descripteurs IGN] eaux côtières [Termes descripteurs IGN] image Sentinel-OLCI [Termes descripteurs IGN] particule [Termes descripteurs IGN] rayonnement infrarouge [Termes descripteurs IGN] réflectance [Termes descripteurs IGN] turbidité des eaux Résumé : (auteur) The performance of different atmospheric correction algorithms for the Ocean and Land Colour Instrument (OLCI) on board of Sentinel-3 (S3) is evaluated for retrieval of water-leaving radiance reflectance, and derived parameters chlorophyll-a concentration and turbidity in turbid coastal waters in the Belgian Coastal Zone (BCZ). This is performed using in situ measurements from an autonomous pan-and-tilt hyperspectral radiometer system (PANTHYR). The PANTHYR provides validation data for any satellite band between 400 and 900 nm, with the deployment in the BCZ of particular interest due to the wide range of observed Near-InfraRed (NIR) reflectance. The Dark Spectrum Fitting (DSF) atmospheric correction algorithm is adapted for S3/OLCI processing in ACOLITE, and its performance and that of 5 other processing algorithms (L2-WFR, POLYMER, C2RCC, SeaDAS, and SeaDAS-ALT) is compared to the in situ measured reflectances. Water turbidities across the matchups in the Belgian Coastal Zone are about 20–100 FNU, and the overall performance is best for ACOLITE and L2-WFR, with the former providing lowest relative (Mean Absolute Relative Difference, MARD 7–27%) and absolute errors (Mean Average Difference, MAD -0.002, Root Mean Squared Difference, RMSD 0.01–0.016) in the bands between 442 and 681 nm. L2-WFR provides the lowest errors at longer NIR wavelengths (754–885 nm). The algorithms that assume a water reflectance model, i.e. POLYMER and C2RCC, are at present not very suitable for processing imagery over the turbid Belgian coastal waters, with especially the latter introducing problems in the 665 and 709 nm bands, and hence the chlorophyll-a and turbidity retrievals. This may be caused by their internal model and/or training dataset not being well adapted to the waters encountered in the BCZ. The 1020 nm band is used most frequently by ACOLITE/DSF for the estimation of the atmospheric path reflectance (67% of matchups), indicating its usefulness for turbid water atmospheric correction. Turbidity retrieval using a single band algorithm showed good performance for L2-WFR and ACOLITE compared to PANTHYR for e.g. the 709 nm band (MARD 15 and 17%), where their reflectances were also very close to the in situ observations (MARD 11%). For the retrieval of chlorophyll-a, all methods except C2RCC gave similar performance, due to the RedEdge band-ratio algorithm being robust to typical spectrally flat atmospheric correction errors. C2RCC does not retain the spectral relationship in the Red and RedEdge bands, and hence its chlorophyll-a concentration retrieval is not at all reliable in Belgian coastal waters. L2-WFR and ACOLITE show similar performance compared to in situ radiometry, but due to the assumption of spatially consistent aerosols, ACOLITE provides less noisy products. With the superior performance of ACOLITE in the 490–681 nm wavelength range, and smoother output products, it can be recommended for processing of S3/OLCI data in turbid waters similar to those encountered in the BCZ. The ACOLITE processor for OLCI and the in situ matchup dataset used here are made available under an open source license. Numéro de notice : A2021-193 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article DOI : 10.1016/j.rse.2021.112284 date de publication en ligne : 12/02/2021 En ligne : https://doi.org/10.1016/j.rse.2021.112284 Format de la ressource électronique : url article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=97116 [article]

Coastal water remote sensing from sentinel-2 satellite data using physical, statistical, and neural network retrieval approach / Frank S. Marzano in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 59 n° 2 (February 2021)  

Public [article]  inIEEE Transactions on geoscience and remote sensing > vol 59 n° 2 (February 2021) . - pp 915 - 928 Titre : Coastal water remote sensing from sentinel-2 satellite data using physical, statistical, and neural network retrieval approach Type de document : Article/Communication Auteurs : Frank S. Marzano, Auteur ; Michele Iacobelli, Auteur ; Massimo Orlandi, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : pp 915 - 928 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection [Termes descripteurs IGN] Adriatique, mer [Termes descripteurs IGN] bathymétrie [Termes descripteurs IGN] chlorophylle [Termes descripteurs IGN] correction atmosphérique [Termes descripteurs IGN] couleur de l'océan [Termes descripteurs IGN] eaux côtières [Termes descripteurs IGN] image Sentinel-MSI [Termes descripteurs IGN] incertitude spectrale [Termes descripteurs IGN] matière organique [Termes descripteurs IGN] Méditerranée, mer [Termes descripteurs IGN] réseau neuronal artificiel Résumé : (auteur) Recent optical remote sensing satellite missions, such as Sentinel-2 with the MultiSpectral Imager (MSI) onboard, allow the estimation of coastal water key parameters with very high spatial resolutions (down to 10 m). In this article, multiple approaches are proposed for retrieving chlorophyll-a (Chl-a) and total suspended matter (TSM) along the Adriatic and Tyrrhenian coasts in Italy, using both empirical and model-based frameworks to design regressive and neural network (NN) estimation methods. The latter proves to be more accurate on a regional scale, where standard ocean color physical models exhibit high uncertainty in their local parameterization due to the complex spectral characteristics of the observed scene. Retrieval results are encouraging for Chl-a with a coefficient of determination R2 up to 0.72 with a root-mean-square error (RMSE) of 0.33 mg m−3 , using an empirical NN. The TSM algorithms exhibit higher uncertainty, mainly due to scarcity of in situ measurements and model parameterizations, with R2=0.52 and RMSE = 1.95 g/m 3 using NNs. The bio-optical model, used for the development of model-based algorithms, shows some inadequacies in representing the inherent and apparent optical properties for the case study areas, especially considering the different spectral features between the oligotrophic Tyrrhenian Sea and the eutrophic Adriatic Sea. This study confirms the potential of Sentinel-2 MSI products for coastal water monitoring, but it also highlights key issues to be further tackled such as the atmospheric correction impact, the need of reliable in situ measurements, and possible bathymetry effects near the shores. Numéro de notice : A2021-110 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1109/TGRS.2020.2980941 date de publication en ligne : 09/12/2020 En ligne : https://doi.org/10.1109/TGRS.2020.2980941 Format de la ressource électronique : url article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=96912 [article]

The Influence of camera calibration on nearshore bathymetry estimation from UAV Vvdeos / Gonzalo Simarro in Remote sensing, vol 13 n° 1 (January 2021)  

Public [article]  inRemote sensing > vol 13 n° 1 (January 2021) . - n° 150 Titre : The Influence of camera calibration on nearshore bathymetry estimation from UAV Vvdeos Type de document : Article/Communication Auteurs : Gonzalo Simarro, Auteur ; Daniel Calvete, Auteur ; Theocharis A. Plomaritis, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : n° 150 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Acquisition d'image(s) et de donnée(s) [Termes descripteurs IGN] aberration instrumentale [Termes descripteurs IGN] bathymétrie [Termes descripteurs IGN] distorsion d'image [Termes descripteurs IGN] eaux côtières [Termes descripteurs IGN] étalonnage de chambre métrique [Termes descripteurs IGN] étalonnage en vol [Termes descripteurs IGN] image captée par drone [Termes descripteurs IGN] lentille [Termes descripteurs IGN] réalité de terrain [Termes descripteurs IGN] sondeur monofaisceau Résumé : (auteur) Measuring the nearshore bathymetry is critical in coastal management and morphodynamic studies. The recent advent of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs), in combination with coastal video monitoring techniques, allows for an alternative and low cost evaluation of the nearshore bathymetry. Camera calibration and stabilization is a critical issue in bathymetry estimation from video systems. This work introduces a new methodology in order to obtain such bathymetries, and it compares the results to echo-sounder ground truth data. The goal is to gain a better understanding on the influence of the camera calibration and stabilization on the inferred bathymetry. The results show how the proposed methodology allows for accurate evaluations of the bathymetry, with overall root mean square errors in the order of 40 cm. It is shown that the intrinsic calibration of the camera, related to the lens distortion, is the most critical aspect. Here, the intrinsic calibration that was obtained directly during the flight yields the best results. Numéro de notice : A2021-076 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.3390/rs13010150 date de publication en ligne : 05/01/2021 En ligne : https://doi.org/10.3390/rs13010150 Format de la ressource électronique : url article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=96814 [article]

Validation of Sentinel-3A SRAL coastal sea level data at high posting rate: 80 Hz / Ana Aldarias in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 58 n° 6 (June 2020)  

Public [article]  inIEEE Transactions on geoscience and remote sensing > vol 58 n° 6 (June 2020) . - pp 3809 - 3821 Titre : Validation of Sentinel-3A SRAL coastal sea level data at high posting rate: 80 Hz Type de document : Article/Communication Auteurs : Ana Aldarias, Auteur ; Jesus Gomez-Enri, Auteur ; Irene Laiz, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2020 Article en page(s) : pp 3809 - 3821 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image radar et applications [Termes descripteurs IGN] coefficient de corrélation [Termes descripteurs IGN] correction troposphérique [Termes descripteurs IGN] courbe de Pearson [Termes descripteurs IGN] données altimétriques [Termes descripteurs IGN] données marégraphiques [Termes descripteurs IGN] eaux côtières [Termes descripteurs IGN] erreur moyenne quadratique [Termes descripteurs IGN] Espagne [Termes descripteurs IGN] forme d'onde [Termes descripteurs IGN] image Sentinel-SRAL [Termes descripteurs IGN] niveau de la mer [Termes descripteurs IGN] série temporelle Résumé : (auteur) Altimetry data of two and a half years (June 2016–November 2018) of Sentinel-3A SRAL (S3A-SRAL) were validated at the sampling frequency of 80 Hz. The data were obtained from the European Space Agency (ESA) Grid Processing On Demand (GPOD) service over three coastal sites in Spain: Huelva (HU) (Gulf of Cádiz), Barcelona (BA) (Western Mediterranean Sea), and Bilbao (BI) (Bay of Biscay). Two tracks were selected in each site: one ascending and one descending. Data were validated using in situ tide gauge (TG) data provided by the Spanish Puertos del Estado. The altimetry sea level anomaly time series were obtained using the corrections available in GPOD with the exception of the sea state bias (SSB) correction, not available at 80 Hz. Hence, the SSB was approximated to 5% of the significant wave height (SWH). The validation was performed using two statistical parameters, the Pearson correlation coefficient (r) and the root mean square error (rmse). In the 5–20-km segment with respect to the coastline, the results were 6–8 cm (rmse) and 0.7–0.8 (r) for all the tracks. The 0–5-km segment was also analyzed in detail to study the land effect on the altimetry data quality. The results showed that the track orientation, the angle of intersection with the coast, and the land topography concur to determine the nearest distance to the coast at which the data retain a similar level of accuracy than in the 5–20-km segment. This “distance of good quality” to shore reaches a minimum of 3 km for the tracks at HU and the descending track at BA. Numéro de notice : A2020-281 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1109/TGRS.2019.2957649 date de publication en ligne : 01/01/2020 En ligne : https://doi.org/10.1109/TGRS.2019.2957649 Format de la ressource électronique : url article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=95102 [article]

Télédétection multispectrale et hyperspectrale des eaux littorales turbides / Morgane Larnicol (2018)  

Public Titre : Télédétection multispectrale et hyperspectrale des eaux littorales turbides Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Morgane Larnicol, Auteur ; Patrick Launeau, Directeur de thèse Editeur : Université Bretagne Loire Année de publication : 2018 Importance : 223 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie Mémoire présenté en vue de l’obtention du grade de Docteur de l'Université de Nantes sous le sceau de l’Université Bretagne Loire, Spécialité Sciences de la Terre et de l’Environnement Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection [Termes descripteurs IGN] algue [Termes descripteurs IGN] bande rouge [Termes descripteurs IGN] chlorophylle [Termes descripteurs IGN] classification pixellaire [Termes descripteurs IGN] correction atmosphérique [Termes descripteurs IGN] couleur de l'océan [Termes descripteurs IGN] eaux côtières [Termes descripteurs IGN] image Envisat-MERIS [Termes descripteurs IGN] image hyperspectrale [Termes descripteurs IGN] image proche infrarouge [Termes descripteurs IGN] image Sentinel-OLCI [Termes descripteurs IGN] littoral [Termes descripteurs IGN] littoral atlantique (France) [Termes descripteurs IGN] méthode robuste [Termes descripteurs IGN] réflectance spectrale [Termes descripteurs IGN] série temporelle Résumé : (auteur) La télédétection spatiale permet un suivi à large échelle spatio-temporelle de la concentration en Chlorophylle-a (Chl-a) comme proxy des microalgues dans l’océan mais son application à la zone littorale est un défi en raison de la variabilité et complexité de l’atmosphère, de la turbidité, et de l’hétérogénéité des constituants colorés en suspension dans les eaux intertidales. Ce travail de thèse a pour objectif d’améliorer la télédétection de la Chl-a dans trois sites intertidaux turbides de la façade atlantique Française: les baies de Marennes-Oléron et Bourgneuf, et l’estuaire de la Loire. En premier lieu, une approche originale basée sur l’utilisation de la télédétection hyperspectrale aéroportée a été proposée pour valider la correction atmosphérique des données satellites MERIS. Pour les eaux très turbides (concentration en matière en suspension > 50 g m-3), la méthode FLAASH s’est avérée être la plus performante. En second lieu, des algorithmes d’inversion de la Chl-a ont été régionalisés à partir de données de réflectance acquises in situ dans les trois sites. Plusieurs modèles basés sur la combinaison des bandes rouge et proche-infrarouge de la réflectance marine ont donné de bons résultats, mais une variabilité spatiale a été mise en évidence d’un site à l’autre. Cette observation suggère le développement d'un algorithme multi-conditions qui s'adapterait à la diversité optique des eaux littorales. Pour les eaux les plus turbides, une méthode robuste a été développée pour la détection de la Chl-a. L’algorithme est applicable aux données MERIS (2002-2012) et OLCI (2016-présent), permettant le suivi des variations de Chl-a sur plusieurs décennies. Note de contenu : Introduction générale 1- Le suivi des zones intertidales 2- Optique marine et télédétection de la couleur de l'eau 3- Les algorithmes bio-optiques d’inversion de la concentration en Chlorophylle- a 4- La correction atmosphérique des données de télédétection spatiale et aéroportée 5- Acquisition et traitement des données 6- Validation d'une méthode de correction atmosphérique pour les eaux intertidales turbides 7- Développement d'un algorithme d'inversion de la concentration en Chlorophylle- a pour les eaux intertidales turbides Conclusions et perspectives Numéro de notice : 25806 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Spécialité : Sciences de la Terre et de l’Environnement : Nantes : 2018 nature-HAL : Thèse DOI : sans En ligne : http://www.theses.fr/2018NANT4035 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=95061

Atmospheric correction over coastal waters using multilayer neural networks / Yongzhen Fan in Remote sensing of environment, vol 199 (15 September 2017)  

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Télédétection pour l'observation des surfaces continentales, Volume 5. Observation des surfaces continentales par télédétection 3 / Nicolas Baghdadi (2017)

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Coastal and marine ecological changes and fish cage culture development in Phu Quoc, Vietnam (2001 to 2011) / Diep Thi Hong Nguyen in Geocarto international, vol 29 n° 5 - 6 (August - October 2014)  

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Large-scale water classification of coastal areas using airborne topographic lidar data / Julien Smeeckaert (juillet 2013)

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Outils de modélisation SIG pour l'étude de la vulnérabilité côtière / Elmdari Souhail (2013)

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Integrating Landsat-7 imagery with physics-based models for quantitative mapping of coastal waters near river discharges / N. Pahlevan in Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, PERS, vol 78 n° 11 (November 2012)  

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Aquisição de imagens aéreas de alta resolução e baixo custo em mares baixas para pesquisas oceanograficas / D. Carneiro Da Silva in Revue Française de Photogrammétrie et de Télédétection, n° 198 - 199 (Septembre 2012)

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Airborne bathymetric laser scanners / Gordon Petrie in Geoinformatics, vol 14 n° 8 (01/12/2011)

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An integrated approach for visual analysis of a multisource moving objects knowledge base / N. Wllems in International journal of geographical information science IJGIS, vol 24 n° 10 (october 2010)  

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Crossing natural and data set boundaries : coastal terrain modelling in the South-West Finnish Archipelago / A. Stock in International journal of geographical information science IJGIS, vol 24 n° 9 (september 2010)  

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