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Termes IGN > sciences naturelles > physique > optique > optique physique > radiométrie > rayonnement électromagnétique > réflexion (rayonnement)
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Titre : Signal Processing for GNSS Reflectometry Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Corentin Lubeigt, Auteur ; Eric Chaumette, Directeur de thèse ; Jordi Vilà-Valls, Directeur de thèse Editeur : Toulouse : Institut Supérieur de l’Aéronautique et de l’Espace Année de publication : 2023 Importance : 217 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Thèse pour obtenir le grade de Docteur de l'Université de Toulouse, Spécialité Informatique et TélécommunicationsLangues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement du signal
[Termes IGN] convolution (signal)
[Termes IGN] distorsion du signal
[Termes IGN] réflectométrie par GNSS
[Termes IGN] réflexion (rayonnement)
[Termes IGN] théorie de l'estimationIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) Global Navigation Satellite Systems (GNSS) Reflectometry, or GNSS-R, is the study of GNSS signals reflected from the Earth’s surface. These so-called signals of opportunity, usually seen as a nuisance in standard navigation applications, contain meaningful information on the nature and relative position of the reflecting surface. Depending on the receiver platform (e.g., ground-based, airplane, satellite) and the reflecting surface itself (e.g., rough sea, lake), the reflected signal, more or less distorted, is difficult to model, and the corresponding methods to estimate the signal parameters of interest may vary. This thesis starts from the navigation multipath problem in harsh environments, which can be seen as a dual source estimation problem where the main source is the signal of interest, and the secondary one is a single reflection of the main source. Depending on the scenario and the resources at hand, it is possible i) to estimate the parameters of interest (i.e., time-delay, Doppler frequency, amplitude and phase) of both sources, or ii) to estimate only one source’s parameters, although these estimates may be biased because of the interfering source. Either way, it is necessary to know the achievable performance for these estimation problems. For this purpose, tools from the estimation theory, such as the Cramér-Rao bound (CRB), can be used. In this thesis a CRB expression was derived for the properly specified case (dual source), and the misspecified one (single source). These bounds were compared to the performance obtained with different estimators, in order to theoretically characterize the problem at hand. This study allowed to establish a clear mathematical framework that also fits the ground-based GNSS-R problem, for which the reflected signal is little distorted by the reflecting surface. In this case, the direct and reflected signals are close in time, which inevitably leads to interference, or crosstalk, and then to a clear performance degradation. Standard GNSS-R techniques, which do not perform well in this ground-based scenario, were compared to the CRB and two proposed approaches: i) a Taylor approximation of the dual source likelihood criterion when both sources are very close in time, and ii) a dual source estimation strategy to reduce or cancel the crosstalk. This part on ground-based GNSS-R was supported by a real data set, obtained from a data collection campaign organized by CNES (Toulouse, France). The problem changes slowly when the satellite elevation increases: the reflection, assumed coherent so far, turns non-coherent because of the reflecting surface roughness. The automatic detection of this transition (i.e., from coherent to non-coherent) is of great interest for future satellite missions. Reflection coherence is mainly observed by looking at the relative phase between the reflected and direct signals. Consequently, a statistical study of phase difference time series allowed to build tests that depend on the time series Gaussianity or regularity. The proposed tests were applied to a data set provided by the IEEC (Barcelona, Spain). Finally, for scenarios where the reflecting surface distorts the signal significantly, it is necessary to adapt the signal model. The approach proposed in this thesis is to consider the received signal as a convolution between the transmitted signal and the reflecting surface impulse response. This signal model goes with the derivation of the corresponding CRB and the implementation of the maximum likelihood estimator. The question of the impulse response size determination, that is, the determination of the number of pulses required to describe the impulse response, was also tackled based on hypothesis tests. Simulation results show the potential of this approach. Note de contenu :
Introduction
1. Concepts and Tools: From Estimation Theory to GNSS-R
1.1 Introduction
1.2 Background on Deterministic Estimation Theory
1.3 Global Navigation Satellite Systems
1.4 The Multipath Problem
1.5 GNSS Reflectometry
1.6 Conclusion
2. Multipath Effect and Its Impact on Positioning Performance
2.1 Introduction
2.2 MPEE for Different Multipath Mitigation Techniques
2.3 Joint Delay-Doppler Estimation Performance in a Dual Source Context
2.4 A Metric for Multipath-Robust Signal Design and Analysis
2.5 Misspecified Cramér-Rao Bounds in Multipath Scenarios
2.6 Conclusion
3. Ground-Based GNSS-R
3.1 Introduction
3.2 Gruissan Data Campaign
3.3 Crosstalk Characterization
3.4 Approximate Maximum Likelihood for Narrowband GNSS Signals
3.5 Performance on Simulated Data
3.6 Altimetry Using Wideband GNSS Signals
3.7 Conclusion
4. Towards Diffuse Scattering
4.1 Introduction
4.2 Coherence Analysis
4.3 Impulse Response Estimation
4.4 Impulse Response Size Determination: A Detection Problem
4.5 Conclusion
Conclusion and PerspectivesNuméro de notice : 26963 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Informatique et Télécommunications : Toulouse : 2023 nature-HAL : Thèse DOI : sans Date de publication en ligne : 27/02/2023 En ligne : https://hal.science/tel-04006612v1/document Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=102915 Fusion de données hyperspectrales et panchromatiques dans le domaine réflectif / Yohann Constans (2022)
Titre : Fusion de données hyperspectrales et panchromatiques dans le domaine réflectif Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Yohann Constans, Auteur ; Xavier Briottet Editeur : Toulouse : Université de Toulouse Année de publication : 2022 Importance : 302 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie
Thèse en vue de l'obtention du Doctorat de l'Université de Toulouse, Spécialité PhysiqueLangues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image optique
[Termes IGN] analyse combinatoire (maths)
[Termes IGN] analyse de sensibilité
[Termes IGN] fusion d'images
[Termes IGN] hétérogénéité spatiale
[Termes IGN] image hyperspectrale
[Termes IGN] image panchromatique
[Termes IGN] jeu de données
[Termes IGN] optimisation (mathématiques)
[Termes IGN] pansharpening (fusion d'images)
[Termes IGN] pixel
[Termes IGN] pouvoir de résolution géométrique
[Termes IGN] qualité d'image
[Termes IGN] reconstruction d'image
[Termes IGN] réflexion (rayonnement)Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) Les capteurs satellitaires ne pouvant acquérir des images d'observation de la Terre à hautes résolutions spatiale et spectrale, une solution consiste à combiner une image panchromatique (PAN) à haute résolution spatiale avec une image hyperspectrale (HS) à haute résolution spectrale, pour générer une nouvelle image hautement résolue spatialement et spectralement. Ce procédé de fusion, appelé pansharpening HS, présente toutefois certaines limitations, parmi lesquelles la gestion des pixels HS mixtes, particulièrement présents en milieu urbain. Cette thèse a pour objectif de développer et valider une nouvelle méthode de pansharpening HS dans le domaine réflectif [0,4 - 2,5 µm] optimisant la reconstruction des pixels mixtes. Pour ce faire, une méthode de la littérature appelée Spatially Organized Spectral Unmixing (SOSU) a été choisie comme point de départ. Elle est basée sur des étapes de prétraitement de démélange spectral et de réorganisation spatiale des pixels mixtes, et une étape de fusion appelée Gain. Afin d'évaluer les méthodes de fusion, des jeux de données simulés présentant plusieurs niveaux de complexité spatiale et acquis par différents instruments ont été construits à partir de données aéroportées existantes. D'autre part, un protocole robuste d'évaluation de performances a été proposé. Il est basé sur le protocole de Wald et l'application de critères de qualité à différentes échelles spatiales et sur différents domaines spectraux, et il est complété par un produit à valeur ajoutée (cartes d'occupation des sols par classification supervisée). Des améliorations ont été apportées à SOSU pour l'adapter progressivement à des scènes de complexité spatiale élevée. Une nouvelle approche de réorganisation spatiale par analyse combinatoire a été proposée pour le traitement des milieux agricoles à péri-urbains. Des améliorations supplémentaires ont été apportées pour le traitement des milieux urbains, en modélisant notamment l'analyse combinatoire comme un problème d'optimisation et ont conduit à la méthode Combinatorial OptimisatioN for 2D ORganisation (CONDOR). Les performances de cette méthode ont été évaluées et comparées à celles de méthodes de référence. Elles ont révélé des améliorations visuelles et numériques de la qualité de la reconstruction et ont montré que la limitation la plus importante provient de la non-représentation du domaine SWIR [1,0 - 2,5 µm] dans l'image PAN en entrée de la fusion. Un nouveau choix d'instrumentation, reposant sur l'utilisation d'une seconde voie PAN dans le domaine SWIR II [2,0 - 2,5 µm], a ainsi été introduit pour dépasser cette limitation. Les méthodes Gain-2P et CONDOR-2P, extensions des méthodes Gain et CONDOR prenant en compte cette seconde voie PAN, ont été développées. L'analyse des résultats a révélé l'apport conséquent de ces deux méthodes étendues (jusqu'à 60 % et 45 % d'amélioration par rapport à leurs versions initiales sur des données respectivement péri-urbaines et urbaines) ainsi que l'amélioration de la qualité de l'image fusionnée avec CONDOR-2P par rapport à Gain-2P (jusqu'à 9 % d'amélioration). Enfin, une étude de sensibilité a été menée afin d'évaluer la robustesse des méthodes proposées vis-à-vis des défauts et caractéristiques instrumentaux (rapport de résolutions spatiales, déregistration, bruit et fonction de transfert de modulation), en choisissant des configurations représentatives des instruments satellitaires existants. Malgré la sensibilité de l'ensemble des méthodes aux différents paramètres, les analyses ont montré que CONDOR-2P obtient quasi-systématiquement la meilleure qualité de reconstruction, et se révèle particulièrement robuste vis-à-vis de l'augmentation du rapport de résolutions spatiales (10 % d'amélioration par rapport à Gain-2P pour une valeur de 8 en milieu péri-urbain). Note de contenu : 1- Introduction
2- Etat de l'Art
3- Construction de jeux de données de complexité variable
4- Développement d'une procédure robuste d'évaluation de performances
5- Evolution de SOSU pour des scènes de complexité spatiale réduite : CASTOR
6- Evolutions de CASTOR pour des scènes urbaines : CONDOR
7- Prise en compte d'une seconde voie PAN dans le domaine spectral SWIR II
8- Etude de sensibilité
9- Conclusion et perspectivesNuméro de notice : 24019 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Physique : Toulouse : 2022 Organisme de stage : ISAE-ONERA OLIMPES DOI : sans En ligne : https://www.theses.fr/2022ESAE0023 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=101791 Macrozonation of seismic transient and permanent ground deformation of Iran / Saeideh Farahani in Natural Hazards and Earth System Sciences, vol 20 n° 11 (November 2020)
Titre : Macrozonation of seismic transient and permanent ground deformation of Iran Type de document : Article/Communication Auteurs : Saeideh Farahani, Auteur ; Behrouz Behnam, Auteur ; Ahmad Tahershamsi, Auteur Année de publication : 2020 Article en page(s) : pp 2889 – 2903 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications SIG
[Termes IGN] carte sismologique
[Termes IGN] déformation de la croute terrestre
[Termes IGN] effondrement de terrain
[Termes IGN] faille géologique
[Termes IGN] modèle numérique de surface
[Termes IGN] réflexion (rayonnement)
[Termes IGN] surveillance géologique
[Termes IGN] système d'information géographique
[Termes IGN] zone à risqueRésumé : (auteur) Iran is located on the Alpide earthquake belt, in the active collision zone between the Eurasian and Arabian plates. This issue makes Iran a country that suffers from geotechnical seismic hazards associated with frequent destructive earthquakes. Also, according to the rapid growth of population and demands for construction lifelines, risk assessment studies which should be carried out in order to reduce the probable damages are necessary. The most important destructive effects of earthquakes on lifelines are transient and permanent ground displacements. The availability of the map of the displacements caused by liquefaction, landslide, and surface fault rupture can be a useful reference for researchers and engineers who want to carry out a risk assessment project for each specific region of the country. In this study, these precise maps are produced and presented by using a considerable number of GIS-based analyses and by employing the HAZUS methodology. It is important to note that a required accuracy for risk assessment is approximately around the macro scale. So, in order to produce a suitable map for risk assessment goals, in terms of accuracy, the GIS-based analyses are employed to map all of Iran. Numéro de notice : A2020-712 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : GEOMATIQUE/POSITIONNEMENT Nature : Article DOI : 10.5194/nhess-20-2889-2020 Date de publication en ligne : 03/11/2020 En ligne : https://doi.org/10.5194/nhess-20-2889-2020 Format de la ressource électronique : url article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=96277
in Natural Hazards and Earth System Sciences > vol 20 n° 11 (November 2020) . - pp 2889 – 2903[article]
Titre : Manuel d'optique Type de document : Guide/Manuel Auteurs : Germain Chartier, Coordinateur Mention d'édition : 2ème édition Editeur : Paris : Hermès - Lavoisier Année de publication : 2020 Importance : 668 p. Format : 16 x 24 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-2-7462-4905-9 Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Optique
[Termes IGN] biréfringence
[Termes IGN] diffraction
[Termes IGN] diffusion de Raman
[Termes IGN] diffusion de Rayleigh
[Termes IGN] faisceau laser
[Termes IGN] interférence
[Termes IGN] onde électromagnétique
[Termes IGN] optique géométrique
[Termes IGN] réflexion (rayonnement)Index. décimale : 25.00 Optique - généralités Résumé : (Editeur) Paru initialement en 1997, le Manuel d’Optique a contribué à la formation de nombreux opticiens au cours des deux dernières décennies et a été utilisé par de nombreux enseignants pour la rédaction de leurs cours. Son originalité pédagogique lui a valu l’attribution du Prix Arnulf Françon 1997. À la suite de la découverte des lasers et des fibres optiques, l’optique a subi de profondes mutations qui ont accentué son caractère pluridisciplinaire. Cet ouvrage fait le point sur les connaissances actuelles, fournit et ordonne les notions indispensables à la compréhension de l’optique moderne et de ses nombreuses applications. La méthode de présentation repose sur un parti pris de « raconter » l’optique, plutôt que de la déduire de lois fondamentales, avec un effort particulier pour que l’outillage mathématique entrave le moins possible la compréhension des phénomènes. La rédaction de cette deuxième édition est le fruit de la coopération d’une quinzaine d’opticiens renommés qui ont, soit relu et modernisé le contenu des différents chapitres, soit rédigé des annexes décrivant des développements les plus récents de leur discipline. Ouvrage de référence, sa vision globale du thème est le point fort de l’approche pédagogique. Largement illustré par plus de 600 figures, il présente de façon simple et complète les aspects traditionnels de l’optique, les outils et les méthodes actuellement utilisés par les chercheurs et les ingénieurs ainsi que les développements les plus récents avec leurs implications technologiques. Ouvrage pivot d’un exposé général et moderne de l’optique, il est également le point d’entrée de thèmes plus pointus. Note de contenu :
Chapitre 1 - Grandeurs et ordres de grandeur de l’Optique
Chapitre 2 - Ondes Electromagnétiques
Chapitre 3 - Optique géométrique
Chapitre 4 - Lumière polarisée - Lois de la réflexion
Chapitre 5 - Biréfringence
Chapitre 6 - Interférences
Chapitre 7 - Diffraction
Chapitre 8 - Indice de réfraction
Chapitre 9 - Laser
Chapitre 10 - Optique non linéaire
Chapitre 11 - Diffusions Raman-Brillouin-Rayleigh
Chapitre 12 - Optique GuidéeNuméro de notice : 26397 Affiliation des auteurs : non IGN Nature : Manuel de cours Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=96102 Simulation d’éclairements des surfaces ombrées en zone urbaine par transfert radiatif 3D (modèle DART) / Yulu Xi (2020)
Titre : Simulation d’éclairements des surfaces ombrées en zone urbaine par transfert radiatif 3D (modèle DART) Type de document : Mémoire Auteurs : Yulu Xi, Auteur ; Manchun Lei Editeur : Champs-sur-Marne : Ecole nationale des sciences géographiques ENSG Année de publication : 2020 Importance : 58 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Mémoire de Master PPMD Photogrammétrie, Positionnement et Mesure de DéformationLangues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image optique
[Termes IGN] analyse d'image orientée objet
[Termes IGN] correction atmosphérique
[Termes IGN] correction des ombres
[Termes IGN] correction radiométrique
[Termes IGN] détection d'ombre
[Termes IGN] éclairement lumineux
[Termes IGN] modèle de transfert radiatif
[Termes IGN] modulation du signal
[Termes IGN] réflectance urbaine
[Termes IGN] réflexion (rayonnement)
[Termes IGN] scène urbaine
[Termes IGN] simulation 3DIndex. décimale : MPPMD Mémoires du mastère spécialisé Photogrammétrie, Positionnement et Mesures de Déformation Résumé : (Auteur) La télédétection optique en zone urbaine est très impactée par l’hétérogénéité spatiale au sol. Plus précisément, les conditions d’illumination à la surface sont plus compliquées à cause de la variation topographique. L’obstruction du rayonnement solaire direct réduit fortement l’éclairement reçu par des surfaces ombrées, mais l’effet de multi-réflexion peut y ajouter une contribution non négligeable. L’analyse sur l’éclairement des surfaces ombrée en fonction de la distribution de luminance du ciel et la multi-réflexion permet de mieux corriger la radiométrie d’images de télédétection en zone urbaine, pourtant il est difficile de séparer la contribution de chaque facteur dans les vraies mesures. A l’aide de la modélisation de transfert radiatif 3D, on peut simuler le transfert du rayonnement dans une scène urbaine, et extraire les différentes contributions de l’éclairement, en maitrisant tous les propriétés optiques et géométriques de la scène. L’objectif de ce stage est donc de simuler les images en éclairement reçu par la surface des scènes urbaines qui contient de l’ombre. On utilise le modèle DART pour réaliser des simulations d’éclairements des scènes urbaines, afin d’évaluer l’éclairement des surfaces ombrées en fonction des facteurs environnementaux (ciel, bâtiments, ...). Le travail consiste en l’apprentissage du DART, l’étude sur la paramètrisation du DART, la conception des scènes, la conception des simulations et l’extraction des résultats. Note de contenu : Introduction
1. Notions de base physique
1.1 Glossaire
1.2 Modélisation du signal
2. Modèle DART
2.1 Présentation générale
2.2 Fonctionnalités principales
2.3 Paramétrisations
2.4 Choix des paramètres pour notre étude
3. Conception des scènes de simulation
3.1 Idée principale de conception
3.2 Scènes simplifiées
3.3 Paramètres susceptibles d’influencer l’éclairement de la scène
3.4 Scènes complexes
3.5 Création des objets d’une scène
3.6 Extraction des différents composants dans les résultats de simulation
4. Résultats de simulation
4.1 Comparaison des performances de différentes paramétrisations
4.2 Distribution de luminance du ciel
Conclusion et perspectivesNuméro de notice : 26451 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE/URBANISME Nature : Mémoire PPMD Organisme de stage : LaSTIG (IGN) Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=96505 Documents numériques
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