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Non-linear GNSS signal processing applied to land observation with high-rate airborne reflectometry / Hamza Issa (2022)  

Public Titre : Non-linear GNSS signal processing applied to land observation with high-rate airborne reflectometry Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Hamza Issa, Auteur ; Serge Reboul, Directeur de thèse ; Ghaleb Faour, Directeur de thèse Editeur : Dunkerque : Université du Littoral-Côte-d'Opale Année de publication : 2022 Importance : 213 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie Thèse en vue de l'obtention du grade de Docteur de l’Université du Littoral Côte d’Opale Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image radar et applications [Termes IGN] bande L [Termes IGN] capteur aérien [Termes IGN] données radar [Termes IGN] humidité du sol [Termes IGN] modèle statistique [Termes IGN] précision métrique [Termes IGN] rapport signal sur bruit [Termes IGN] réflectométrie par GNSS [Termes IGN] signal GNSS [Termes IGN] zone humide Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) Soil moisture remote sensing has been an active area of research over the past few decades due to its essential role in agriculture and in the prediction of some natural disasters. GNSS-Reflectometry (GNSS-R) is an emerging bistatic remote sensing technique that uses the L-band GNSS signals as sources of opportunity to characterize Earth surface. In this passive radar system, the amplitudes of the GNSS signal reflected by soil and the GNSS signal received directly from the GNSS satellites can be used to derive measurements of reflectivity from which the soil moisture content of the surface is determined.The study of soil moisture content using reflectivity measurements can also be applied for the detection of in-land water body surfaces. In this dissertation, we propose in the first step a non-linear estimate of the GNSS signal amplitude. This estimate is based on a statistical model that we develop for the coherent detection of a GNSS signal quantized on 1 bit. We show with experimentations on synthetic and real data that the proposed estimator is more accurate than reference approaches and provide measurements of the Signal-to-Noise Ratio (SNR) at a higher rate. When the reflected GNSS signal is obtained in an airborne experiment, its evolution as a function of time is piecewise stationary. The different stationary parts are associatedto different kinds of reflecting surfaces. We propose in a second step a change point detector that takes into account the radar signal characteristics in order to segment the signal. We show on synthetic data that the proposed change point detector can detect and localize changes more accurately than reference approaches present in the literature. This work is applied to airborne GNSSR observation of Earth. We propose in the third step, a new GNSS-R sensor with its implementation on a lightweight airborne carrier. We also propose a new front-end receiver architecture, a software radio implementation of thereceiver, and the complete instrumentation of the airborne carrier. A real flight experimentation has taken place in the North of France obtaining reflections from different landforms. We show using the airborne GNSS measurements obtained, that the proposed radar technique detects different surfaces along the flight trajectory, and in particular in-land water bodies, with high temporal and spatial resolution. We also show that we can localize the edges of the detected water body surfaces at meter accuracy. Note de contenu : General Introduction 1. Remote Sensing of Soil Moisture 1.1 Introduction 1.2 L-band emissions of land covers 1.3 Soil moisture remote sensing techniques 1.4 Remote sensing using GNSS-R 1.5 Conclusion 2. Carrier-to-Noise Estimation : Application to Soil Moisture Retrieval using GNSS-R 2.1 Introduction 2.2 Signal and system model 2.3 C/N0 estimators 2.4 Soil moisture retrieval from GNSS-R 2.5 Conclusion 3. A Probabilistic Model for On-line Estimation of the GNSS Carrier?to-Noise Ratio 3.1 Introduction 3.2 1-bit coherent detection principle 3.3 GNSS front end 3.4 Estimation of the GNSS signal amplitude 3.5 Experimentation 3.6 Conclusion 4. Segmentation of the GNSS Signal Amplitudes 4.1 Introduction 4.2 Change point detection principle 4.3 On-line/Off-line change detection system 4.4 Experimentation 4.5 Conclusion 5. Airborne GNSS Reflectometry for Water Body Detection 5.1 Introduction 5.2 Airborne GNSS system 5.3 Airborne experimental setup 5.4 GNSS-R software receiver 5.5 Flight Experimentation 5.6 Data analysis 5.7 Conclusion General Conclusion Numéro de notice : 26837 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Traitement du signal et des images : Université du Littoral Côte d’Opale : 2022 Organisme de stage : Laboratoire d'Informatique Signal et Image de la Côte d'Opale LISIC nature-HAL : Thèse DOI : sans Date de publication en ligne : 03/06/2022 En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03687353/document Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=101094

SRP, une base de calage 3D de très haute précision sur le continent africain / Laure Chandelier in Revue Française de Photogrammétrie et de Télédétection, n° 223 (mars - décembre 2021)  

Public [article]  inRevue Française de Photogrammétrie et de Télédétection > n° 223 (mars - décembre 2021) . - pp 129 - 142 Titre : SRP, une base de calage 3D de très haute précision sur le continent africain Type de document : Article/Communication Auteurs : Laure Chandelier , Auteur ; Laurent Coeurdevey, Auteur ; Pascal Favé, Auteur ; Alexis Barot, Auteur ; Mathilde Jaussaud, Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : pp 129 - 142 Note générale : Bibliographie Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image optique [Termes IGN] Afrique (géographie politique) [Termes IGN] base de données localisées [Termes IGN] Cap-Vert [Termes IGN] contrôle qualité [Termes IGN] données localisées 3D [Termes IGN] image Pléiades-Neo [Termes IGN] image Sentinel-MSI [Termes IGN] image SPOT 6 [Termes IGN] image SPOT 7 [Termes IGN] Marrakech [Termes IGN] Nigéria [Termes IGN] point d'appui [Termes IGN] précision métrique [Termes IGN] prototype [Termes IGN] recalage d'image Résumé : (Auteur) La SRP (« Space Reference Points ») est une base mondiale, précise, dense et homogène de points 3D géoréférencés qui est réalisée à partir de l’archive d’images SPOT6/7. Ce projet, mené en partenariat entre l’Institut national de l’information géographique et forestière (IGN) et Airbus Defense and Space (ADS), permet le calage géométrique automatique d’images très haute résolution avec une précision de l’ordre de 3m partout dans le monde. La SRP sur l’Afrique a été produite au cours de l’année 2019. Les contrôles qualité confirment le respect des spécifications attendues pour ce produit. Les particularités des paysages rencontrés sur ce continent ont conduit à intégrer de nouvelles fonctionnalités à la chaîne de production. Tout d’abord, la sélection des images SPOT6/7 a été enrichie sur la zone intertropicale en prenant en compte les masques de nuage fournis avec les produits, permettant d’obtenir une densité de points SRP optimale pour la zone. Ensuite, un prototype de socle de calage exploitant des ortho-images Sentinel-2 a montré la capacité de cette méthodologie à assurer la spécification de localisation à 3m sur un archipel d’îles (ici le Cap Vert). Afin de valider pleinement le produit, l’article présente deux tests d’exploitation sur le Nigéria pour des productions 2D et sur la ville de Marrakech pour des productions 3D. Ils démontrent la capacité de la SRP à caler différents types d’images et à atteindre la cible de précision de la base. La SRP est destinée, dès 2021, à assurer le calage d’images dans différents projets et notamment, de façon massive, dans le segment sol Pléiades Neo. Numéro de notice : A2021-668 Affiliation des auteurs : IGN+Ext (2020- ) Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueNat DOI : 10.52638/rfpt.2021.569 Date de publication en ligne : 12/10/2021 En ligne : https://doi.org/10.52638/rfpt.2021.569 Format de la ressource électronique : URL Article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=98765 [article]

Seasonal flow variability of Greenlandic glaciers : satellite observations and numerical modeling to study driving processes / Anna Derkacheva (2021)  

Public Titre : Seasonal flow variability of Greenlandic glaciers : satellite observations and numerical modeling to study driving processes Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Anna Derkacheva, Auteur ; Jérémie Mouginot, Directeur de thèse Editeur : Grenoble [France] : Université Grenoble Alpes Année de publication : 2021 Importance : 151 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie Thèse pour obtenir le grade de Docteur de l'Université Grenoble Alpes, Spécialité Sciences de la Terre et de l’Univers et de l’Environnement Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image mixte [Termes IGN] fonte des glaces [Termes IGN] glacier [Termes IGN] Groenland [Termes IGN] image Landsat-8 [Termes IGN] image Sentinel-MSI [Termes IGN] image Sentinel-SAR [Termes IGN] modèle numérique [Termes IGN] précision métrique [Termes IGN] série temporelle [Termes IGN] variation saisonnière [Termes IGN] vitesse de déplacement Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) Les changements récents de la vitesse d'écoulement des glaciers ont une grande influence sur la perte de masse actuelle de la calotte glaciaire du Groenland. Les processus à l'origine de la variabilité de l'écoulement à différentes échelles de temps, ainsi que les conséquences et les rétroactions associées, ne sont pas encore entièrement compris. Ceci est partiellement dû au fait que le manque d'observations fréquentes, précises et à grande échelle limite le développement des modèles numériques. Il est particulièrement difficile de résoudre les fluctuations saisonnières de vitesse, mais il est crucial de mieux contraindre les processus physiques contrôlant l'écoulement de la glace.Cette thèse se concentre donc sur (i) les difficultés qui existent dans l'établissement de séries temporelles saisonnières robustes de la vitesse de surface des glaciers du Groenland à partir d'observations satellitaires, et (ii) l'utilisation de ces séries temporelles dans les modèles numériques pour une meilleure compréhension des facteurs affectant l'écoulement.Les satellites sont capables de couvrir de vastes zones en un temps relativement court et de manière uniforme. Les séries temporelles continues avec une résolution temporelle saisonnière n'ont commencé à être utilisées que récemment, en raison du nombre limité d'acquisitions d'images réalisées auparavant. De plus, les séries temporelles des vitesses dérivées de capteurs individuels restent temporellement incomplètes et relativement bruitées. En combinant trois satellites appropriés (Landsat-8, Sentinel-2 et Sentinel-1) sur trois sites d'étude au Groenland (le secteur de Russell, Upernavik Isstrøm et Petermann Gletscher), nous démontrons qu'il est possible d'obtenir des séries temporelles continues sur toute l'année. Nous montrons également ici qu'en appliquant un post-traitement basé sur la redondance des données à ces ensembles de mesures multi-capteurs, nous sommes en mesure d'obtenir un suivi du mouvement de la surface de la glace avec une résolution temporelle d'environ 2 semaines et une précision moyenne d'environ 10 m/an. Avec de tels paramètres, nous pouvons résoudre la variabilité saisonnière des glaciers du Groenland où les études précédentes n'ont eu qu'un succès limité.L'élaboration de modèles numériques fiables représentant correctement les processus affectant l’écoulement de la glace nécessite des observations appropriées pour leurs calibrations et validations. Dans le secteur autour de Russell Gletscher, nous explorons la capacité d'une méthode de modélisation numérique existante à utiliser avantageusement les séries temporelles obtenues précédemment pour en déduire les variations saisonnières des conditions sous-glaciaires. Il est largement reconnu qu'ils exercent un contrôle majeur sur la variabilité des débits, cependant, malgré des développements théoriques et de modélisation récente, la contrainte du processus in situ reste une question clé en glaciologie. En appliquant la méthode de contrôle inverse mis en œuvre en modèle d’écoulement glaciaire Elmer/Ice sur des cartes de vitesse bimensuel, nous estimons l'évolution tout au long de l'année de la vitesse de glissement basale des glaciers, de la traction basale et de la pression d'eau sous-glaciaire avec une résolution spatiale détaillée. Notre analyse montre que ces résultats peuvent être utilisés avec succès pour révéler le fonctionnement de l'environnement sous-glaciaire sur différentes échelles de temps et son influence sur la vitesse des glaciers. Ces résultats pourraient également servir de validation intermédiaire pour des modèles couplés plus complexes entre l'écoulement glaciaire et l’hydrologie sous-glaciaire. Note de contenu : Introduction 1. Glaciers 1.1 Glacier definitions 1.2 Glacier motion 1.3 Drivers of velocity change over time 1.4 Summary 2. Satellite observations of the surface ice speed 2.1 Study areas 2.2 Velocity database 2.3 Seasonal variations in surface speed on selected glacier in 2015-2019 3. Modelling of seasonal dynamics of glacier basal environment 3.1 Modelling approaches 3.2 Case study of the Russell sector: ice flow seasonal dynamics Conclusion & perspectives Numéro de notice : 26804 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Sciences de la Terre et de l’Univers et de l’Environnement : Grenoble Alpes : 2021 Organisme de stage : Institut des Géosciences de l’Environnement IGE nature-HAL : Thèse DOI : sans Date de publication en ligne : 03/01/2022 En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03508093/document Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=100129

Evaluation of the range accuracy and the radiometric calibration of multiple terrestrial laser scanning instruments for data interoperability / Kim Calders in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 55 n° 5 (May 2017)  

Public [article]  inIEEE Transactions on geoscience and remote sensing > vol 55 n° 5 (May 2017) . - pp 2716 - 2724 Titre : Evaluation of the range accuracy and the radiometric calibration of multiple terrestrial laser scanning instruments for data interoperability Type de document : Article/Communication Auteurs : Kim Calders, Auteur ; Mathias I. Disney, Auteur ; John Armston, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2017 Article en page(s) : pp 2716 - 2724 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Lasergrammétrie [Termes IGN] acquisition de données [Termes IGN] analyse comparative [Termes IGN] étalonnage radiométrique [Termes IGN] évaluation des données [Termes IGN] interopérabilité sémantique [Termes IGN] précision métrique [Termes IGN] réflectance [Termes IGN] télémètre laser terrestre Résumé : (Auteur) Terrestrial laser scanning (TLS) data provide 3-D measurements of vegetation structure and have the potential to support the calibration and validation of satellite and airborne sensors. The increasing range of different commercial and scientific TLS instruments holds challenges for data and instrument interoperability. Using data from various TLS sources will be critical to upscale study areas or compare data. In this paper, we provide a general framework to compare the interoperability of TLS instruments. We compare three TLS instruments that are the same make and model, the RIEGL VZ-400. We compare the range accuracy and evaluate the manufacturer's radiometric calibration for the uncalibrated return intensities. Our results show that the range accuracy between instruments is comparable and within the manufacturer's specifications. This means that the spatial XYZ data of different instruments can be combined into a single data set. Our findings demonstrate that radiometric calibration is instrument specific and needs to be carried out for each instrument individually before including reflectance information in TLS analysis. We show that the residuals between the calibrated reflectance panels and the apparent reflectance measured by the instrument are greatest for highest reflectance panels (residuals ranging from 0.058 to 0.312). Numéro de notice : A2017-468 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1109/TGRS.2017.2652721 En ligne : http://dx.doi.org/10.1109/TGRS.2017.2652721 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=86391 [article]

Control quality of open source Digital Elevation Models (DEMs) in Tunisia / Noamen Rebaï in Revue internationale de géomatique, vol 27 n° 2 (avril - juin 2017)  

Public [article]  inRevue internationale de géomatique > vol 27 n° 2 (avril - juin 2017) . - pp 269 - 291 Titre : Control quality of open source Digital Elevation Models (DEMs) in Tunisia Type de document : Article/Communication Auteurs : Noamen Rebaï, Auteur ; Hammadi Achour, Auteur Année de publication : 2017 Article en page(s) : pp 269 - 291 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications photogrammétriques [Termes IGN] altitude moyenne [Termes IGN] code source libre [Termes IGN] contrôle qualité [Termes IGN] données GPS [Termes IGN] Global Multi-resolution Terrain Elevation Data 2010 [Termes IGN] MNS ASTER [Termes IGN] MNS SRTM [Termes IGN] modèle numérique de surface [Termes IGN] précision métrique [Termes IGN] Tunisie [Termes IGN] validation des données Résumé : (Auteur) Digital Elevation Models (DEMs) are an invaluable source of information in large area studies. Some of the DEMs such as Advanced Spaceborne Thermal Emission Radiometer-Global Digital Elevation Model (ASTER GDEM), shuttle radar topography mission (SRTM), and Global Multi-resolution Terrain Elevation Data 2010 (GMTED2010) are,freely available for the scientific community worldwide. Prior to any application, global datasets of DEMs should he evaluated using reference data of higher accuracy. Therefore, the main objective of this study is to assess the quality of the ASTER GDEM (version 2), SRTM (version 4) and systematic subsample GMTED2010 in Tunisia. The validation process, adopted here, is based on two main approaches: internai and external validations. The internai validation is achieved by petforming visual inspection of shaded relief images extracted from the three DEMs. At this level, results show that SRTM is essentially similar to ASTER GDEM2 in term of relief features representation. In the second alternative, the vertical accuracy of each DEM is evaluated using 60 Global Positioning System (GPS) validation points. The overall vertical accuracy shows RMSE error of 11.96 m, 8.65 m and 10.86 m for ASTER GDEM2, SRTM and GMTED2010 DEM respectively, in comparison with GPS elevation points. Numéro de notice : A2017-389 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : GEOMATIQUE Nature : Article DOI : 10.3166/rig.2017.00017 En ligne : http://dx.doi.org/10.3166/rig.2017.00017 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=85822 [article]

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La BD Topage prend source / Marielle Mayo in Géomètre, n° 2145 (mars 2017)

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Galileo fait son entrée dans le GNSS / Bernard Bonhoure in XYZ, n° 150 (mars - mai 2017) 

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Journées de la topo 2015 : le Mystère BIM dévoilé / Antoine Cremmel in XYZ, n° 145 (décembre 2015 - février 2016)

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Global localization of autonomous robots in forest environments / Marwan Hussein in Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, PERS, vol 81 n° 11 (November 2015)  

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Observer la Terre en 3D avec Pléiades / Jean-Marc Delvit in Revue Française de Photogrammétrie et de Télédétection, n° 209 (Janvier 2015)  

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Réalisation d'une référence altimétrique nationale en zone de montagne à partir d'images Pléiades / Céline Puig in Revue Française de Photogrammétrie et de Télédétection, n° 208 (Octobre 2014)  

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GLONASS today and tomorrow: Fully operational system modernizes for the multi-GNSS world / V. Davydov in GPS world, vol 23 n° 12 (December 2012)

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Indoor positioning technologies / R. Mautz (2012)    

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Pléiades plus près, plus vite, plus précis : duo de satellites pour usage dual / B. Thomas in CNES Mag, n° 52 (01/01/2012)

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L'observation en très haute résolution / Laurent Polidori in Géomètre, n° 2080 (avril 2011)

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