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Developing the potential of airborne lidar systems for the sustainable management of forests / Karun Dayal (2022)
Titre : Developing the potential of airborne lidar systems for the sustainable management of forests : accounting for and managing the impacts of lidar scan angle on ABA model predictions of forest attributes Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Karun Dayal, Auteur ; Sylvie Durrieu, Directeur de thèse ; Marc Bouvier, Directeur de thèse Editeur : Paris, Nancy, ... : AgroParisTech (2007 -) Année de publication : 2022 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, Spécialité GéomatiqueLangues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Acquisition d'image(s) et de donnée(s)
[Termes IGN] analyse comparative
[Termes IGN] angle de visée
[Termes IGN] données lidar
[Termes IGN] données localisées 3D
[Termes IGN] forêt alpestre
[Termes IGN] forêt ripicole
[Termes IGN] gestion durable
[Termes IGN] inventaire forestier national (données France)
[Termes IGN] jeu de données localisées
[Termes IGN] ligne de visée
[Termes IGN] modèle numérique de surface de la canopée
[Termes IGN] peuplement forestier
[Termes IGN] précision géométrique (imagerie)
[Termes IGN] prédiction
[Termes IGN] réseau neuronal artificiel
[Termes IGN] télémètre laser à balayage
[Termes IGN] télémètre laser aéroportéIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) L’information mesurée par Lidar aéroporté dépend de la végétation observée et de la géométrie de l'acquisition lidar, elle-même fonction des paramètres d'acquisition et des propriétés du terrain. Cette thèse vise à comprendre la relation entre la géométrie d'acquisition du lidar et les prédictions d'attributs forestiers en se focalisant sur l'évaluation et la gestion des impacts de l'angle de balayage du lidar sur les métriques lidar et les modèles construits à l’échelle du peuplement (i.e. approches surfaciques ou ABA). Quatre types de forêts différents ont été étudiés, dont trois types de forêts (feuillus, conifères et mixtes) en terrain montagneux et un type de forêt (ripisylve) en terrain relativement plat . La thèse est divisée en trois parties. La première partie évalue l'effet de l'angle de balayage du lidar sur les mesures lidar couramment utilisées dans les prédictions de type ABA. On a ainsi montré que les différentes métriques lidar ne sont pas impactées de la même façon par des changements d'angle de balayage. La deuxième partie de l'étude s’intéresse aux conséquences sur la qualité des modèles de l’introduction dans ces modèles de métriques lidar présentant des sensibilités différentes à l'angle de balayage. Un modèle basé sur un jeu de métriques Lidar prédéfinies, plus ou moins sensibles aux angles de balayage, est utilisé.Les jeux de données lidar existants sont ré-échantillonnés selon les lignes de vol pour 1) simuler des acquisitions lidar avec différentes configurations de balayage, 2) construire des modèles pour une série de configurations de balayage différentes, et 3) comparer la qualité des estimations qui résultent de chaque configuration d’acquisition. Ces comparaisons montrent que l’introduction de métriques sensibles à l’angle de balayage diminue la robustesse des modèles. De plus, la variation de la précision des modèles ABA s’est révélée être plus élevée pour les jeux de données composés de nuages de points acquis depuis une seule ligne de vol que pour ceux composés de nuages de points obtenus en combinant les mesures de plusieurs lignes de vol.Nous avons aussi tenté de normaliser les métriques lidar en utilisant des méthodes de voxellisation pour limiter les impacts des changements d’angles de balayage. Les métriques issues des données voxellisées contribuent à augmenter la précision des prédictions ou à augmenter leur justesse, ou, dans certains cas, les deux en même temps. Dans la dernière partie de l'étude, les propriétés du terrain (topographie) et les paramètres d'acquisition sont explicitement pris en compte dans les modèles. Comme les interactions entre les paramètres d'acquisition lidar, le terrain et les propriétés de la végétation peuvent être complexes, un réseau de neurone (perceptron multicouche) est utilisé pour modéliser les relations entre les attributs forestiers et les métriques lidar en tenant compte de ces interactions entre métriques lidar et géométrie d'acquisition. Cela a permis d'améliorer significativement les prédictions ABA. Note de contenu : Chapter 1: Introduction
1.1 Sustainable Forest Management
1.2 The role of remote sensing in enhancing forest inventory
1.3 Enhanced forest inventory with lidar
1.4 Understanding the role of lidar scan angle in forestry applications
1.5 Research questions and objectives
1.6 Overview of the thesis
Chapter 2: Scan angle impact on lidar-derived metrics used in ABA models for prediction of forest
stand characteristics: a grid based analysis
2.1 Introduction
2.2 Materials
2.3 Methods
2.4 Results
2.5 Discussion
2.6 Conclusions
2.7 Acknowledgement
Chapter 3: An investigation into lidar scan angle impacts on stand attribute predictions in different
forest environments
3.1 Introduction
3.2 Materials and methods
3.3 Results
3.5 Conclusion
3.6 Acknowledgements
Chapter 4: Improving ABA models for forest attribute prediction using neural networks by considering effects of terrain and scan angles on 3D lidar point clouds
4.1 Introduction
4.2 Materials and methods
4.3 Results
4.4 Discussion
4.5 Conclusion
Chapter 5: Conclusion
5.1 Synthesis of the thesis
5.2 Limitations and PerspectivesNuméro de notice : 26957 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : FORET/IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Géomatique : Université Paris-Saclay : 2022 Organisme de stage : UMR TETIS - Territoires, Environnement, Télédétection et Information Spatiale nature-HAL : Thèse DOI : sans Date de publication en ligne : 24/01/2023 En ligne : https://hal.science/tel-03954492 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=102527 Holographic SAR tomography 3-D reconstruction based on iterative adaptive approach and generalized likelihood ratio test / Dong Feng in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 59 n° 1 (January 2021)
Titre : Holographic SAR tomography 3-D reconstruction based on iterative adaptive approach and generalized likelihood ratio test Type de document : Article/Communication Auteurs : Dong Feng, Auteur ; Daoxiang An, Auteur ; Leping Chen, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : pp 305 - 315 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image radar et applications
[Termes IGN] angle azimutal
[Termes IGN] holographie
[Termes IGN] image radar moirée
[Termes IGN] itération
[Termes IGN] ligne de visée
[Termes IGN] reconstruction 3D
[Termes IGN] scène 3D
[Termes IGN] tomographie radarRésumé : (auteur) Holographic synthetic aperture radar (HoloSAR) tomography is an attractive imaging mode that can retrieve the 3-D scattering information of the observed scene over 360° azimuth angle variation. To improve the resolution and reduce the sidelobes in elevation, the HoloSAR imaging mode requires many passes in elevation, thus decreasing its feasibility. In this article, an imaging method based on iterative adaptive approach (IAA) and generalized likelihood ratio test (GLRT) is proposed for the HoloSAR with limited elevation passes to achieve super-resolution reconstruction in elevation. For the elevation reconstruction in each range-azimuth cell, the proposed method first adopts the nonparametric IAA to retrieve the elevation profile with improved resolution and suppressed sidelobes. Then, to obtain sparse elevation estimates, the GLRT is used as a model order selection tool to automatically recognize the most likely number of scatterers and obtain the reflectivities of the detected scatterers inside one range-azimuth cell. The proposed method is a super-resolving method. It does not require averaging in range and azimuth, thus it can maintain the range-azimuth resolution. In addition, the proposed method is a user parameter-free method, so it does not need the fine-tuning of any hyperparameters. The super-resolution power and the estimation accuracy of the proposed method are evaluated using the simulated data, and the validity and feasibility of the proposed method are verified by the HoloSAR real data processing results. Numéro de notice : A2021-034 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1109/TGRS.2020.2994201 Date de publication en ligne : 22/05/2020 En ligne : https://doi.org/10.1109/TGRS.2020.2994201 Format de la ressource électronique : url article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=96736
in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing > vol 59 n° 1 (January 2021) . - pp 305 - 315[article]
Titre : Boresight calibration of low point density Lidar sensors Type de document : Article/Communication Auteurs : Sudhagar Nagarajan, Auteur ; Shahram Moafipoor, Auteur Année de publication : 2018 Article en page(s) : pp 619 - 627 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Lasergrammétrie
[Termes IGN] données lidar
[Termes IGN] données localisées 3D
[Termes IGN] étalonnage d'instrument
[Termes IGN] géoréférencement direct
[Termes IGN] ligne de visée
[Termes IGN] plan (géométrie)
[Termes IGN] semis de pointsRésumé : (Auteur) Mobile Mapping is the technique of acquiring accurate geospatial information of a scene using multiple sensors mounted on a moving platform. At the core of these systems is the direct georeferencing techniques that tie together multi-sensor data on-board. An important aspect of direct georeferencing is to apply accurate boresight calibration of individual sensors with respect to the platform body frame. Conventional techniques use Ground Control Points (GCP) for this calibration. Considering the challenges in identifying GCPs from low density lidar point cloud, this research presents a feature-based registration method that uses control planes. The presented method is performed in a lab-facility utilizing static data to determine the alignment between platform body frame and lidar frame by minimizing the volume formed between low point density lidar and control planes. The paper discusses the mathematical models and feasibility of the technique for use in mapping applications. Numéro de notice : A2018-430 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.14358/PERS.84.10.619 Date de publication en ligne : 01/10/2018 En ligne : https://doi.org/10.14358/PERS.84.10.619 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=90988
in Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, PERS > vol 84 n° 10 (October 2018) . - pp 619 - 627[article]Réservation
Réserver ce documentExemplaires (1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 105-2018101 RAB Revue Centre de documentation En réserve 3L Disponible
Titre : 3D WebGIS : from visualization to analysis. An efficient browser-based 3D line-of-sight analysis Type de document : Article/Communication Auteurs : Michael Auer, Auteur ; Alexander Zipf, Auteur Année de publication : 2018 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géomatique web
[Termes IGN] analyse spatiale
[Termes IGN] base de données localisées 3D
[Termes IGN] HTML
[Termes IGN] ligne de visée
[Termes IGN] optimisation (mathématiques)
[Termes IGN] visualisation 3D
[Termes IGN] webGL
[Termes IGN] WebSIGRésumé : (Auteur) 3D WebGIS systems have been mentioned in the literature almost since the beginning of the graphical web era in the late 1990s. The potential use of 3D WebGIS is linked to a wide range of scientific and application domains, such as planning, controlling, tracking or simulation in crisis management, military mission planning, urban information systems, energy facilities or cultural heritage management, just to name a few. Nevertheless, many applications or research prototypes entitled as 3D WebGIS or similar are mainly about 3D visualization of GIS data or the visualization of analysis results, rather than about performing the 3D analysis itself online. This research paper aims to step forward into the direction of web-based 3D geospatial analysis. It describes how to overcome speed and memory restrictions in web-based data management by adapting optimization strategies, developed earlier for web-based 3D visualization. These are applied in a holistic way in the context of a fully 3D line-of-sight computation over several layers with split (tiled) and unsplit (static) data sources. Different optimization approaches are combined and evaluated to enable an efficient client side analysis and a real 3D WebGIS functionality using new web technologies such as HTML5 and WebGL. Numéro de notice : A2018-347 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : GEOMATIQUE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.3390/ijgi7070279 Date de publication en ligne : 21/07/2018 En ligne : https://doi.org/10.10.3390/ijgi7050187 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=90572
in ISPRS International journal of geo-information > vol 7 n° 7 (July 2018)[article]
Titre : Parameter estimation with GNSS-reflectometry and GNSS synthetic aperture techniques Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Miguel Angel Ribot Sanfelix, Auteur ; Pierre-André Farine, Directeur de thèse ; Cyril Botteron, Directeur de thèse Editeur : Lausanne : Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne EPFL Année de publication : 2018 Importance : 187 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie
Thèse présentée à l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne pour l'obtention du grade de Docteur ès SciencesLangues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement du signal
[Termes IGN] classification par maximum de vraisemblance
[Termes IGN] correction du trajet multiple
[Termes IGN] erreur de positionnement
[Termes IGN] filtre de Kalman
[Termes IGN] interférence
[Termes IGN] ligne de visée
[Termes IGN] phase
[Termes IGN] récepteur GNSS
[Termes IGN] réflectométrie par GNSS
[Termes IGN] signal GNSS
[Termes IGN] signal GPSRésumé : (auteur) Aside from intentional interference, multipath is the most significant error source for Global Navigation Satellite Systems (GNSS) receivers in many operational scenarios. In this thesis, we study the multipath estimation from two different perspectives: to retrieve useful information from it using GNSS-Reflectometry (GNSS-R) techniques; and to mitigate its effects or to estimate its direction-of-arrival (DOA) as well as the line-of-sight (LOS) signal’s using synthetic aperture (SA) processing. The first part of the thesis focuses on precision bounds for GNSS-R techniques for groundbased receivers, in scenarios where a single antenna simultaneously receives the LOS signal and a specular reflection. First, we derive the Cramér-Rao bound (CRB) of the receiver’s
height and the reflection coefficient, with the latter depending on the surface’s electrical properties. More specifically, we propose a CRB derivation applicable to GNSS-R techniques that make use of the phase information and long observation times, such as the interference pattern technique (IPT). The derivation is based on the parameter transformation of the Fisher information matrix. We study the dependence of the computed CRB on the scenario and the receiver bandwidth. The CRB results for the simulated scenarios are consistent with
the precision reported for many GNSS-R techniques used in these scenarios. The proposed CRB is meant to benchmark and compare new and existing techniques. Besides the derived CRB, we propose an algorithm to obtain the maximum-likelihood (ML) estimator of the parameters of interest with the IPT: the segmented ML estimator (SML). The SML transforms a complex multivariate optimization problem into multiple simpler ones
by dividing the parameter search space taking advantage of the cost function’s particular structure. The SML is validated with simulated signal and asymptotically cross-validates the CRB results. The second part of the thesis is devoted to the study of the SA processing of GNSS signals. The goal is to estimate the DOA of the signals received, and mitigate errors in the navigation solution caused by interfering signals, such as multipath. We start by deriving the CRB for the SA context, as a function of the antenna trajectory. This CRB considers the effect of the antenna complex gain, and we show in simulations that it is possible to achieve meaningful DOA estimation only by changing the antenna’s orientation. We continue by proposing a development framework built upon a signal tracking architecture integrating SA processing. Before any SA processing, it is necessary to estimate and compensate any carrier phase contribution not related to the antenna motion. To do so, we propose two
new sequential techniques based on the extended Kalman filter (EKF). Also, we develop an open-loop version of the proposed SA tracking architecture, more robust than its closed-loop counterpart. Finally, we validate the proposed architecture and SA-based techniques with synthetic GPS signals at first, and then with real signals, recorded using an antenna mounted on a mechanical rotating arm. The obtained results validate the implemented techniques and show how the proposed SA architecture can ultimately mitigate the position bias error observed in environments with severe multipath interference.Note de contenu : 1- Introduction
2- GNSS-Reflectomery and Synthetic Aperture Processing: An Overview
3- Parameter Estimation in GNSS-Reflectometry Scenarios with Coherent Reflection
4- Spatial Filtering of GNSS Signals with Synthetic Aperture Processing
5- ConclusionsNuméro de notice : 25793 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse étrangère Note de thèse : Thèse de Doctorat : Sciences : Lausanne : 2018 En ligne : https://infoscience.epfl.ch/record/253111?ln=fr Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=95019 Etude sur la restitution fine de l'axe de visée d'un instrument optronique embarqué / Adeline Coupé (2008)
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