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Room semantics inference using random forest and relational graph convolutional networks: A case study of research building / Xuke Hu in Transactions in GIS, Vol 25 n° 1 (February 2021)
[article]
Titre : Room semantics inference using random forest and relational graph convolutional networks: A case study of research building Type de document : Article/Communication Auteurs : Xuke Hu, Auteur ; Hongchao Fan, Auteur ; Alexey Noskov, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : pp 71 - 111 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géomatique
[Termes IGN] apprentissage automatique
[Termes IGN] bâtiment public
[Termes IGN] carte d'intérieur
[Termes IGN] cartographie automatique
[Termes IGN] classification par forêts d'arbres décisionnels
[Termes IGN] classification par réseau neuronal convolutif
[Termes IGN] graphe relationnel
[Termes IGN] inférence sémantiqueRésumé : (Auteur) Semantically rich maps are the foundation of indoor location‐based services. Many map providers such as OpenStreetMap and automatic mapping solutions focus on the representation and detection of geometric information (e.g., shape of room) and a few semantics (e.g., stairs and furniture) but neglect room usage. To mitigate the issue, this work proposes a general room tagging method for public buildings, which can benefit both existing map providers and automatic mapping solutions by inferring the missing room usage based on indoor geometric maps. Two kinds of statistical learning‐based room tagging methods are adopted: traditional machine learning (e.g., random forests) and deep learning, specifically relational graph convolutional networks (R‐GCNs), based on the geometric properties (e.g., area), topological relationships (e.g., adjacency and inclusion), and spatial distribution characteristics of rooms. In the machine learning‐based approach, a bidirectional beam search strategy is proposed to deal with the issue that the tag of a room depends on the tag of its neighbors in an undirected room sequence. In the R‐GCN‐based approach, useful properties of neighboring nodes (rooms) in the graph are automatically gathered to classify the nodes. Research buildings are taken as examples to evaluate the proposed approaches based on 130 floor plans with 3,330 rooms by using fivefold cross‐validation. The experiments conducted show that the random forest‐based approach achieves a higher tagging accuracy (0.85) than R‐GCN (0.79). Numéro de notice : A2021-186 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : GEOMATIQUE/URBANISME Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1111/tgis.12664 Date de publication en ligne : 19/08/2020 En ligne : https://doi.org/10.1111/tgis.12664 Format de la ressource électronique : URL Article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=97152
in Transactions in GIS > Vol 25 n° 1 (February 2021) . - pp 71 - 111[article]Spruce budworm tree host species distribution and abundance mapping using multi-temporal Sentinel-1 and Sentinel-2 satellite imagery / Rajeev Bhattarai in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, vol 172 (February 2021)
[article]
Titre : Spruce budworm tree host species distribution and abundance mapping using multi-temporal Sentinel-1 and Sentinel-2 satellite imagery Type de document : Article/Communication Auteurs : Rajeev Bhattarai, Auteur ; Parinaz Rahimzadeh-Bajgiran, Auteur ; Aaron R. Weiskittel, Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : pp 28 - 40 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection
[Termes IGN] Abies balsamea
[Termes IGN] carte de la végétation
[Termes IGN] classification par forêts d'arbres décisionnels
[Termes IGN] défoliation
[Termes IGN] dégradation de la flore
[Termes IGN] image multibande
[Termes IGN] image multitemporelle
[Termes IGN] image radar moirée
[Termes IGN] image Sentinel-MSI
[Termes IGN] image Sentinel-SAR
[Termes IGN] indice de végétation
[Termes IGN] insecte phyllophage
[Termes IGN] Nouveau-Brunswick (Canada)
[Termes IGN] Picea abiesRésumé : (auteur) Spruce budworm (Choristoneura fumiferana; SBW) is the most destructive forest pest of northeastern Canada and United States. SBW occurrence as well as the extent and severity of its damage are highly dependent on the characteristics of the forests and the availability of host species namely, spruce (Picea sp.) and balsam fir (Abies balsamea (L.) Mill.). Remote sensing satellite imagery represents a valuable data source for seamless regional-scale mapping of forest composition. This study developed and evaluated new models to map the distribution and abundance of SBW host species at 20 m spatial resolution using Sentinel-1 synthetic aperture radar (SAR) and Sentinel-2 multispectral imagery in combination with several site variables for a total of 191 variables in northern New Brunswick, Canada using the Random Forest (RF) algorithm. We found Sentinel-2 multi-temporal single spectral bands and numerous spectral vegetation indices (SVIs) yielded the classification of SBW host species with an overall accuracy (OA) of 72.6% and kappa coefficient (K) of 0.65. Incorporating Sentinel-1 SAR data with Sentinel-2 variables coupled with elevation, only marginally improved the performance of the model (OA: 73.0% and K: 0.66). The use of Sentinel-1 SAR data with elevation resulted in a reasonable OA of 57.5% and K of 0.47. These spatially explicit up-to-date SBW host species maps are essential for identifying susceptible forests, monitoring SBW defoliation, and minimizing forest losses from insect impacts at landscape scale in the current SBW outbreak in the region. Numéro de notice : A2021-085 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : FORET/IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1016/j.isprsjprs.2020.11.023 Date de publication en ligne : 15/12/2020 En ligne : https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2020.11.023 Format de la ressource électronique : url article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=96845
in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing > vol 172 (February 2021) . - pp 28 - 40[article]Réservation
Réserver ce documentExemplaires(2)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 081-2021021 SL Revue Centre de documentation Revues en salle Disponible 081-2021022 DEP-RECF Revue Nancy Bibliothèque Nancy IFN Exclu du prêt Tropical forest canopy height estimation from combined polarimetric SAR and LiDAR using machine-learning / Maryam Pourshamsi in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, vol 172 (February 2021)
[article]
Titre : Tropical forest canopy height estimation from combined polarimetric SAR and LiDAR using machine-learning Type de document : Article/Communication Auteurs : Maryam Pourshamsi, Auteur ; Junshi Xia, Auteur ; Naoto Yokoya, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : pp 79 - 94 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection
[Termes IGN] apprentissage automatique
[Termes IGN] bande L
[Termes IGN] canopée
[Termes IGN] classification par forêts d'arbres décisionnels
[Termes IGN] classification par séparateurs à vaste marge
[Termes IGN] données lidar
[Termes IGN] données polarimétriques
[Termes IGN] forêt tropicale
[Termes IGN] Gabon
[Termes IGN] hauteur des arbres
[Termes IGN] image captée par drone
[Termes IGN] image radar moirée
[Termes IGN] Rotation Forest classification
[Termes IGN] semis de pointsRésumé : (auteur) Forest height is an important forest biophysical parameter which is used to derive important information about forest ecosystems, such as forest above ground biomass. In this paper, the potential of combining Polarimetric Synthetic Aperture Radar (PolSAR) variables with LiDAR measurements for forest height estimation is investigated. This will be conducted using different machine learning algorithms including Random Forest (RFs), Rotation Forest (RoFs), Canonical Correlation Forest (CCFs) and Support Vector Machine (SVMs). Various PolSAR parameters are required as input variables to ensure a successful height retrieval across different forest heights ranges. The algorithms are trained with 5000 LiDAR samples (less than 1% of the full scene) and different polarimetric variables. To examine the dependency of the algorithm on input training samples, three different subsets are identified which each includes different features: subset 1 is quiet diverse and includes non-vegetated region, short/sparse vegetation (0–20 m), vegetation with mid-range height (20–40 m) to tall/dense ones (40–60 m); subset 2 covers mostly the dense vegetated area with height ranges 40–60 m; and subset 3 mostly covers the non-vegetated to short/sparse vegetation (0–20 m) .The trained algorithms were used to estimate the height for the areas outside the identified subset. The results were validated with independent samples of LiDAR-derived height showing high accuracy (with the average R2 = 0.70 and RMSE = 10 m between all the algorithms and different training samples). The results confirm that it is possible to estimate forest canopy height using PolSAR parameters together with a small coverage of LiDAR height as training data. Numéro de notice : A2021-086 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : FORET/IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1016/j.isprsjprs.2020.11.008 Date de publication en ligne : 19/12/2020 En ligne : https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2020.11.008 Format de la ressource électronique : url article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=96846
in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing > vol 172 (February 2021) . - pp 79 - 94[article]Réservation
Réserver ce documentExemplaires(2)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 081-2021021 SL Revue Centre de documentation Revues en salle Disponible 081-2021022 DEP-RECF Revue Nancy Bibliothèque Nancy IFN Exclu du prêt Using automated vegetation cover estimation from close-range photogrammetric point clouds to compare vegetation location properties in mountain terrain / R. Niederheiser in GIScience and remote sensing, vol 58 n° 1 (February 2021)
[article]
Titre : Using automated vegetation cover estimation from close-range photogrammetric point clouds to compare vegetation location properties in mountain terrain Type de document : Article/Communication Auteurs : R. Niederheiser, Auteur ; M. Winkler, Auteur ; V. Di Cecco, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : pp 120 - 137 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Photogrammétrie terrestre
[Termes IGN] Alpes
[Termes IGN] caméra numérique
[Termes IGN] carte de la végétation
[Termes IGN] classification par forêts d'arbres décisionnels
[Termes IGN] classification semi-dirigée
[Termes IGN] couvert végétal
[Termes IGN] distribution de Poisson
[Termes IGN] données topographiques
[Termes IGN] indice de végétation
[Termes IGN] module linéaire
[Termes IGN] montagne
[Termes IGN] occupation du sol
[Termes IGN] photogrammétrie métrologique
[Termes IGN] semis de pointsRésumé : (auteur) In this paper we present a low-cost approach to mapping vegetation cover by means of high-resolution close-range terrestrial photogrammetry. A total of 249 clusters of nine 1 m2 plots each, arranged in a 3 × 3 grid, were set up on 18 summits in Mediterranean mountain regions and in the Alps to capture images for photogrammetric processing and in-situ vegetation cover estimates. This was done with a hand-held pole-mounted digital single-lens reflex (DSLR) camera. Low-growing vegetation was automatically segmented using high-resolution point clouds. For classifying vegetation we used a two-step semi-supervised Random Forest approach. First, we applied an expert-based rule set using the Excess Green index (ExG) to predefine non-vegetation and vegetation points. Second, we applied a Random Forest classifier to further enhance the classification of vegetation points using selected topographic parameters (elevation, slope, aspect, roughness, potential solar irradiation) and additional vegetation indices (Excess Green Minus Excess Red (ExGR) and the vegetation index VEG). For ground cover estimation the photogrammetric point clouds were meshed using Screened Poisson Reconstruction. The relative influence of the topographic parameters on the vegetation cover was determined with linear mixed-effects models (LMMs). Analysis of the LMMs revealed a high impact of elevation, aspect, solar irradiation, and standard deviation of slope. The presented approach goes beyond vegetation cover values based on conventional orthoimages and in-situ vegetation cover estimates from field surveys in that it is able to differentiate complete 3D surface areas, including overhangs, and can distinguish between vegetation-covered and other surfaces in an automated manner. The results of the Random Forest classification confirmed it as suitable for vegetation classification, but the relative feature importance values indicate that the classifier did not leverage the potential of the included topographic parameters. In contrast, our application of LMMs utilized the topographic parameters and was able to reveal dependencies in the two biomes, such as elevation and aspect, which were able to explain between 87% and 92.5% of variance. Numéro de notice : A2021-258 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article DOI : 10.1080/15481603.2020.1859264 Date de publication en ligne : 13/01/2021 En ligne : https://doi.org/10.1080/15481603.2020.1859264 Format de la ressource électronique : url article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=97295
in GIScience and remote sensing > vol 58 n° 1 (February 2021) . - pp 120 - 137[article]Analyse de la dynamique d’embroussaillement des pelouses calcaires par traitement d’images / Théo Mesure (2021)
Titre : Analyse de la dynamique d’embroussaillement des pelouses calcaires par traitement d’images : Quelles possibilités d’automatisation ? Type de document : Mémoire Auteurs : Théo Mesure, Auteur Editeur : Champs-sur-Marne : Ecole nationale des sciences géographiques ENSG Année de publication : 2021 Importance : 63 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Rapport de projet pluridisciplinaire, cycle ING2Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image optique
[Termes IGN] analyse diachronique
[Termes IGN] automatisation
[Termes IGN] calcaire
[Termes IGN] carte d'occupation du sol
[Termes IGN] classification dirigée
[Termes IGN] classification orientée objet
[Termes IGN] classification par forêts d'arbres décisionnels
[Termes IGN] espèce végétale
[Termes IGN] géoréférencement indirect
[Termes IGN] image aérienne
[Termes IGN] Moselle (57)
[Termes IGN] Orfeo Tool Box
[Termes IGN] pelouse
[Termes IGN] protection de la biodiversitéIndex. décimale : PROJET Mémoires : Rapports de projet - stage des ingénieurs de 2e année Résumé : (Auteur) L’analyse fine et régulière des pelouses calcaires est un enjeu majeur dans le cadre des missions de gestion et de suivi scientifique du Conservatoire d’Espaces Naturels de Lorraine. Les pelouses sont des milieux semi-naturels, soumis à des dynamiques d’embroussaillement fortes et rapides si elles ne sont pas gérées régulièrement. A l’heure actuelle, le suivi de cette dynamique au Conservatoire se fait par analyse diachronique des photos aériennes mises à disposition. Cette analyse est complétée par une cartographie de terrain. Réalisée à la main, cette méthode est pour l’heure assez chronophage. Les travaux effectués au cours de ce stage se positionnent donc dans la continuité de ces études. Au vu des moyens technologiques actuels, le Conservatoire s’interroge sur la possibilité d’automatiser les cartographies d’occupation du sol, afin d’évaluer l’embroussaillement sur ses différents sites. Pour répondre à cette problématique, deux méthodes de classification supervisée ont été développées. Elles suivent le même principe et ne différent que par les données qu’on leur fournie. La première traite des images disposant de canal proche-infrarouge, tandis que la deuxième méthode se concentre elle sur les images ne disposant que du spectre visible. Pour procéder à la classification, les images sont segmentées grâce à l’algorithme de ligne de partage des eaux. On extrait aussi un certain nombre d’informations, directes ou dérivées, de ces images. Les attributs calculés ici, ont été déterminés pour fournir les meilleurs résultats sur la détection des pelouses calcaires. Enfin les segments créés sont donnés au classifieur RandomForest, afin qu’il les ordonne selon un ensemble de classes définies au préalable. Avec les méthodes développées, le classifieur parvient à trouver entre 80% et 90% de vrai positifs pour le type d’arbuste ou de pelouse, selon les années et les données en entrée. Des pistes d’amélioration ont aussi été explorées, telles que l’ajout de données externes ou le lissage de carte. Le deuxième objectif de ce stage était de pouvoir transmettre les méthodes de classification développées au plus grand nombre. Pour cela, des manuels utilisateurs ont été écrits, détaillant chacune des étapes nécessaires. Ces manuels donnent aussi les clefs de compréhension nécessaires à l’analyse des résultats et des attributs produits. A l’issu de ce stage, les perspectives sont nombreuses. Une telle méthodologie offre la possibilité d’un suivi plus régulier et détaillé des sites du Conservatoire. L’utilisation d’une méthode de classification orientée-objet, permet de prendre en compte le travail des experts sur le terrain, ainsi que d’intégrer plus facilement ces données au classifieur. Un travail sur les classes est aussi envisageable : en dehors du bâti, une simplification des classes de végétation est possible, et permettrait de faciliter le travail sur les images anciennes. Pour les images actuelles, un travail sur la nomenclature pourrait être utile pour améliorer le niveau de détail de la carte. En s’appliquant par exemple à différencier arbustes bas, pelouse non-gérée et pelouse non-gérée mitée (i.e avec un début d’embroussaillement). Enfin la faible configuration machine requise, permet d’imaginer des utilisations par un nombre plus grand d’acteurs. Note de contenu : Introduction
1. Contexte et présentation du stage
1.1 Présentation de la structure
1.2 Enjeux et objectifs
1.3 Présentation des sites
1.4 Déroulement et organisation du stage
1.5 Données à disposition
2. Recherches effectuées et principe de la méthode
2.1 Recherche des outils
2.2 Principe de fonctionnement
3. Description et création des attributs et des segments
3.1 Attributs spectraux
3.2 Attributs de texture
3.3 Attributs géométriques
3.4 Création des segments
3.5 Création de statistiques
4. Classifieur utilisé
4.1 SVM et RandomForest
4.2 Arbre de décision
4.3 Construction et fonctionnement du RandomForest
4.4 Jeu d’entraînement, jeu de validation
5. Résultats
5.1 Classes retenues
5.2 Cartes d’occupation du sol, images récentes
5.3 Cartes d’occupation du sol, images anciennes
5.4 Evaluation détaillée du classifieur
5.5 Statistiques d’occupation du sol
6. Limites et améliorations
6.1 Limites de la méthode
6.2 Limites de la nomenclature
6.3 Limites sur le panchromatique
6.4 Limites sur le RVB ancien
6.5 Limites sur l’évaluation du classifieur
6.6 Limites sur le géoréférencement
6.7 Améliorations possibles
7. Mise à disposition pour les utilisateurs du CENL
7.1 Outils utilisés pour automatiser
7.2 Rédaction et contenu des manuels
7.3 Limites
ConclusionNuméro de notice : 26620 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : BIODIVERSITE/FORET/IMAGERIE Nature : Mémoire de projet pluridisciplinaire Organisme de stage : Conservatoire des Espaces Naturels de Lorraine CENL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=98584 Documents numériques
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Analyse de la dynamique d’embroussaillement des pelouses calcaires par traitement d’images - pdf auteurAdobe Acrobat PDF Applications of remote sensing data in mapping of forest growing stock and biomass / Jose Aranha (2021)PermalinkApports des méthodes d'apprentissage profond pour la reconnaissance automatique des modes d'occupation des sols et d'objets par télédétection en milieu tropical / Guillaume Rousset (2021)PermalinkPermalinkAssessment of combining convolutional neural networks and object based image analysis to land cover classification using Sentinel 2 satellite imagery (Tenes region, Algeria) / N. Zaabar (2021)PermalinkPermalinkAutomated detection of individual Juniper tree location and forest cover changes using Google Earth Engine / Sudeera Wickramarathna in Annals of forest research, vol 64 n° 1 (2021)PermalinkPermalinkDevelopment and analysis of land-use/land-cover spatio-temporal metrics in urban environments: Exploring urban growth patterns and linkages to socio-economic factors / Marta Sapena Moll (2021)PermalinkFrom local to global: A transfer learning-based approach for mapping poplar plantations at national scale using Sentinel-2 / Yousra Hamrouni in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, vol 171 (January 2021)PermalinkInferencing hourly traffic volume using data-driven machine learning and graph theory / Zhiyan Yi in Computers, Environment and Urban Systems, vol 85 (January 2021)Permalink