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Système de traitement d’images temps réel dédié à la mesure de champs denses de déplacements et de déformations / Seyfeddine Boukhtache (2020)
Titre : Système de traitement d’images temps réel dédié à la mesure de champs denses de déplacements et de déformations Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Seyfeddine Boukhtache, Auteur ; Michel Grédiac, Directeur de thèse ; François Berry, Directeur de thèse Editeur : Clermont-Ferrand : Université Clermont Auvergne Année de publication : 2020 Importance : 169 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Thèse pour obtenir le grade de docteur de l'Université Clermont Auvergne, Spécialité Électronique et Architecture de SystèmesLangues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image optique
[Termes IGN] appariement d'images
[Termes IGN] déformation de surface
[Termes IGN] effet thermique
[Termes IGN] interpolation linéaire
[Termes IGN] métrologie
[Termes IGN] pixel
[Termes IGN] réseau neuronal convolutif
[Termes IGN] temps réelIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) Cette thèse s’inscrit dans un cadre pluridisciplinaire. Elle traite de la problématique du temps réel et de celle des performances métrologiques en traitement d’images numériques. Elle s'intéresse plus particulièrement à la photomécanique. Il s'agit d'une discipline récente visant à développer et à utiliser au mieux des systèmes de mesure de champs entiers de petits déplacements et de petites déformations en surface de solides soumis à des sollicitations thermomécaniques. La technique utilisée dans cette thèse est la corrélation des images numériques (CIN), qui se trouve être l'une des plus employées dans cette communauté. Elle représente cependant des limitations à savoir un temps de calcul prohibitif et des performances métrologiques améliorables afin d'atteindre celles des capteurs ponctuels classiques comme les jauges de déformation.Ce travail s'appuie sur deux axes d'étude pour relever ce défi. Le premier repose sur l'optimisation de l'interpolation d'images qui est le traitement le plus coûteux dans la CIN. Une accélération est proposée en utilisant une implémentation matérielle parallélisée sur FPGA, tout en tenant compte de la consommation des ressources matérielles et de la précision. La principale conclusion est qu'un seul FPGA (dans les limites technologiques actuelles) ne suffit pas à implémenter l'intégralité de l'algorithme CIN. Un second axe d'étude a donc été proposé. Il vise à développer et à utiliser des réseaux de neurones convolutifs pour tenter d'atteindre à la fois des performances métrologiques meilleures que la CIN et un traitement en temps réel. Cette deuxième étude a montré l'efficacité d'un tel outil pour la mesure des champs de déplacements et de déformations. Elle ouvre de nouvelles perspectives en termes de performances métrologiques et de rapidité des systèmes de mesure de champs. Note de contenu : Introduction générale
1. Traitement sous-pixellique et performances métrologiques
1.1 Les approches à performance sous-pixelique
1.2 Techniques d’interpolation
1.3 Métrologie par vision
1.4 Le cas particulier de mesure métrologique en photomécanique
1.5 Conclusion
2. Implémentation matérielle : précision et ressources matérielles
2.1 Plateformes matérielles
2.2 Réduire la complexité de calcul : techniques d’approximation
2.3 Précision arithmétique
2.4 Processus d’optimisation de la représentation en virgule fixe
2.5 Conclusion
3. FPGA-based architecture for bi-cubic interpolation : the best trade-off between precision and hardware resource consumption
3.1 Introduction
3.2 Bi-cubic interpolation
3.3 Previous studies
3.4 Proposed architecture
3.5 Resource utilization and precision analysis
3.6 Results
3.7 Conclusion
4. Alternatives to bi-cubic interpolation considering FPGA hardware resource consumption
4.1 Introduction
4.2 Bi-cubic interpolation
4.3 Previous works
4.4 Approximation of the cubic kernel with n-piecewise linear functions
4.5 Combining cubic and linear interpolations
4.6 Results
4.7 Conclusion
5. When Deep Learning Meets Digital Image Correlation
5.1 Introduction
5.2 A short primer on deep learning
5.3 A brief review of CNN-based methods for optical flow estimation
5.4 Dataset
5.5 Fine-tuning networks of the literature
5.6 Tailoring FlowNetS to estimate displacement fields
5.7 Spatial resolution and metrological performance indicator
5.8 Assessing the generalization capability
5.9 Computing time
5.10 Conclusion
6. Conclusion générale et perspectives
6.1 Conclusion
6.2 PerspectivesNuméro de notice : 26530 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Électronique et Architecture de Systèmes : Clermont Auvergne : 2020 Organisme de stage : Sigma Clermont nature-HAL : Thèse Date de publication en ligne : 27/03/2021 En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03180484/document Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=97561 Analyse de la déformation récente dans le Grand Tunis par interférométrie radar SAR / Anis Chaabani (2019)
Titre : Analyse de la déformation récente dans le Grand Tunis par interférométrie radar SAR Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Anis Chaabani , Auteur ; Benoit Deffontaines , Directeur de thèse Editeur : Champs/Marne : Université Paris-Est Année de publication : 2019 Importance : 312 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie
Thèse pour l'obtention du grade de Docteur de l’Université Paris Est Spécialité : Sciences et Technologies de l'Information Géographique, GéotechniqueLangues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image radar et applications
[Termes IGN] carte sismologique
[Termes IGN] déformation de la croute terrestre
[Termes IGN] déformation de surface
[Termes IGN] géomorphologie locale
[Termes IGN] image Envisat
[Termes IGN] image Sentinel-SAR
[Termes IGN] interféromètrie par radar à antenne synthétique
[Termes IGN] série temporelle
[Termes IGN] surface topographique
[Termes IGN] Tunis (Tunisie)
[Termes IGN] zone à risqueIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) Les phénomènes de déformation du sol d‘origines naturelles (tectoniques et gravitaires...) ou anthropiques (surexploitation des nappes phréatiques, remblaiements...) peuvent avoir des retombées néfastes sur l'environnement et sur la vie humaine. Une bonne compréhension du mécanisme de la déformation est essentielle pour atténuer voire éliminer les risques sur les infrastructures et les environnements naturels. Dans cette étude, on se propose d‘appliquer la méthode interférométrique pour étudier la mobilité sur le grand Tunis qui est une zone urbaine et suburbaine et qui correspond au principal centre socio-économique de Tunisie. Tout d'abord, nous avons effectué des analyses sismotectoniques dans la zone d‘étude pour mieux comprendre les contextes sismique et structurale de la partie NE de la Tunisie tout en se basant sur différentes interprétations effectuées à partir des mécanismes au foyer et de la cartographie des épicentres réalisés dans cette zone. Cette analyse a permis de déduire l‘existence d‘un régime compressif NW-SE qui concorde bien avec le régime déjà existant à l‘échelle régionale. Cette cartographie a permis aussi la détection des différentes zones marquées par une activité sismique relativement importante avec une magnitude modérée et qui coïncident bien avec les accidents majeurs qui affectent la zone d‘étude. Par la suite, nous avons mené une analyse géomorphométrique du secteur d‘étude qui a permis de mettre en évidence différentes structures tectoniques existantes et de bien distinguer les différentes unités morphologiques et morphostructurales. Pour mieux assimiler le contexte morphodynamique de la zone d‘étude, nous avons choisi la méthode interférométrique des sous-ensembles à faibles lignes de base spatiales et temporelle (SBAS) qui est développée par Berardino et al. (2002). En effet, l‘application de l‘interférométrie radar différentiel sur la partie NE de la Tunisie a permis d‘identifier les zones à risques de subsidence naturelles et l'analyse des déformations de la surface topographique, associées aux phénomènes anthropiques. L‘analyse interférométrique des images radars à ouverture synthétique SBAS a démontré sa capacité de surveiller les déformations de la surface topographique et notamment les phénomènes de subsidence "à distance" avec une densité élevée de mesures au sol sur une large zone dans plusieurs travaux à travers le monde. Les analyses effectuées sur les données radar Envisat (2003-2007) en orbite descendante et Sentinel-1B (2016-2018) en orbite ascendante, nous ont permis d‘obtenir des cartes de déformation du sol, associées à des séries temporelles de la vitesse de déplacement de la zone d‘étude. Durant les deux périodes d‘analyses, nos résultats ont révélé et confirmé l‘existence de phénomènes de tassement différentiel dans la région de Tunis et de la plaine alluviale de Mornag. Le premier cas est très probablement expliqué par la nature du remblaiement et du sol hautement compressible dans la région de Tunis. Le deuxième cas consiste en un faible affaissement très probablement lié à une exploitation intensive du système aquifère de Mornag (pompage). Numéro de notice : 26239 Affiliation des auteurs : UPEM-LASTIG (2016-2019) Thématique : IMAGERIE/POSITIONNEMENT Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Sciences et Technologies de l'Information Géographique, Géotechnique : UPE : 2019 Organisme de stage : LaSTIG (IGN) nature-HAL : Thèse DOI : sans Date de publication en ligne : 03/12/2019 En ligne : https://hal.science/tel-02390442 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=94327
Titre : Suivi géodésique des réservoirs souterrains Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Eric Henrion, Auteur ; Frédéric Masson, Directeur de thèse ; Cécile Doubre, Directeur de thèse Editeur : Strasbourg : Université de Strasbourg Année de publication : 2019 Importance : 326 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie
Thèse présentée pour obtenir le grade de Docteur de l'Université de Strasbourg, Spécialité : GéophysiqueLangues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale
[Termes IGN] déformation de la croute terrestre
[Termes IGN] déformation de surface
[Termes IGN] données géodésiques
[Termes IGN] données GNSS
[Termes IGN] énergie géothermique
[Termes IGN] gaz naturel
[Termes IGN] gestion des risques
[Termes IGN] interféromètrie par radar à antenne synthétique
[Termes IGN] sismicité
[Termes IGN] stockage
[Termes IGN] surveillance géologiqueIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) Cette étude porte sur des réservoirs souterrains, utilisés pour du stockage de gaz en cavités salines, et de la géothermie pour la production d’énergie. L’objectif est de développer une méthodologie avec la géodésie spatiale (InSAR et GNSS) pour extraire un maximum d’informations des déformations en surface issues des processus souterrains (variation de pression et de volume). Les zones végétalisées surplombant les réservoirs étudiés subissent une importante décorrélation temporelle, défavorable à une application efficace de l’InSAR. Les résultats montrent qu’il est possible d’extraire des déplacements pluri-millimétriques par la combinaison de ces deux techniques. Ce travail montre également que l’InSAR peut être utilisé comme outil d’alerte via un traitement rapide, compromis entre rapidité et précision. La disponibilité des données Sentinel-1 (gratuites) offre des perspectives de suivi inégalées en matière de résolution spatiale et temporelle, logistique, et économique. Note de contenu : 1- Introduction
2- Contexte
3- Géodésie spatiale
4- Quantification des déplacements de surface
5- Traitement inSAR opérationnel pour la surveillance des déplacements de surface et détection de comportements anormaux
6- ConclusionNuméro de notice : 25740 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Géophysique : Strasbourg : 2019 Organisme de stage : Institut de physique du Globe (Strasbourg) nature-HAL : Thèse DOI : sans En ligne : https://hal.science/tel-02534205 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=94928 Estimation of 3-D surface displacement based on InSAR and deformation modeling / Jun Hu in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 55 n° 4 (April 2017)
[article]
Titre : Estimation of 3-D surface displacement based on InSAR and deformation modeling Type de document : Article/Communication Auteurs : Jun Hu, Auteur ; Xiao-Li Ding, Auteur ; Lei Zhang, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2017 Article en page(s) : pp 2007 - 2016 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image radar et applications
[Termes IGN] déformation de surface
[Termes IGN] dynamique des fluides
[Termes IGN] élasticité
[Termes IGN] image radar moirée
[Termes IGN] interféromètrie par radar à antenne synthétique
[Termes IGN] modélisation 3D
[Termes IGN] test de performanceRésumé : (Auteur) A new approach is presented for mapping 3-D surface displacement caused by subsurface fluid volumetric change based on 1-D interferometric synthetic aperture radar (InSAR) line-of-sight measurements and surface deformation modeling. The relationship between surface deformation and source fluid volumetric change is modeled according to elastic half-space theory. A distinctive advantage of the proposed approach is that it effectively extends the capability of the sun-synchronous orbit side-looking synthetic aperture radar that has been essentially only able to measure 1-D displacements accurately or at most 2-D displacements when InSAR measurements from more than one orbit or platform are combined. Experimental studies are carried out with both simulated and real data sets to test the performance of the method. The results have demonstrated that the approach works very well. Numéro de notice : A2017-171 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1109/TGRS.2016.2634087 En ligne : http://dx.doi.org/10.1109/TGRS.2016.2634087 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=84715
in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing > vol 55 n° 4 (April 2017) . - pp 2007 - 2016[article]Minimising systematic error surfaces in digital elevation models using oblique convergent imagery / R. Wackrow in Photogrammetric record, vol 26 n° 133 (March - May 2011)
[article]
Titre : Minimising systematic error surfaces in digital elevation models using oblique convergent imagery Type de document : Article/Communication Auteurs : R. Wackrow, Auteur ; Jim H. Chandler, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp 16 - 31 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications photogrammétriques
[Termes IGN] angle de visée
[Termes IGN] déformation de surface
[Termes IGN] erreur systématique
[Termes IGN] image oblique
[Termes IGN] inondation
[Termes IGN] modèle numérique de surface
[Termes IGN] photogrammétrie terrestreRésumé : (Auteur) There are increasing opportunities to use consumer-grade digital cameras, particularly if accurate spatial data can be captured. Research recently conducted at Loughborough University identified residual systematic error surfaces or domes discernible in digital elevation models (DEMs). These systematic effects are often associated with such cameras and are caused by slightly inaccurate estimated lens distortion parameters. A methodology that minimises the systematic error surfaces was therefore developed, using a mildly convergent image configuration in a vertical perspective. This methodology was tested through simulation and a series of practical tests. This paper investigates the potential of the convergent configuration to minimise the error surfaces, even if the geometrically more complex oblique perspective is used. Initially, simulated data was used to demonstrate that an oblique convergent image configuration can minimise remaining systematic error surfaces using various imaging angles. Additionally, practical tests using a laboratory testfield were conducted to verify results of the simulation. The need to develop a system to measure the topographic surface of a flooding river provided the opportunity to verify the findings of the simulation and laboratory test using real data. Results of the simulation process, the laboratory test and the practical test are reported in this paper and demonstrate that an oblique convergent image configuration eradicates the systematic error surfaces which result from inaccurate lens distortion parameters. This approach is significant because by removing the need for an accurate lens model it effectively improves the accuracies of digital surface representations derived using consumer-grade digital cameras. Carefully selected image configurations could therefore provide new opportunities for improving the quality of photogrammetrically acquired data. Numéro de notice : A2011-076 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article DOI : 10.1111/j.1477-9730.2011.00623.x Date de publication en ligne : 16/03/2011 En ligne : https://doi.org/10.1111/j.1477-9730.2011.00623.x Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=30857
in Photogrammetric record > vol 26 n° 133 (March - May 2011) . - pp 16 - 31[article]Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 106-2011011 RAB Revue Centre de documentation En réserve L003 Disponible Multi-path PALSAR interferometric observations of the 2008 magnitude 8.0 Wenchuan earthquake / K. Zhang in International Journal of Remote Sensing IJRS, vol 31 n° 13 (July /2010)PermalinkVideogrammetric monitoring of as-built membrane roof structures / S.Y. Lin in Photogrammetric record, vol 23 n° 122 (June - August 2008)PermalinkTwo-scale surface deformation analysis using the SBAS-DInSAR technique: a case study of the city of Rome, Italy / M. Manunta in International Journal of Remote Sensing IJRS, vol 29 n° 6 (March 2008)PermalinkMapping of salt-affected soils using TM images / P. Garcia Rodriguez in International Journal of Remote Sensing IJRS, vol 28 n°11-12 (June 2007)PermalinkInterferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR): Its past, present and future / Zhong Lu in Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, PERS, vol 73 n° 3 (March 2007)PermalinkDreidimensionale kinematische Modelle zur Analyse von Deformationen an Hängen / P. Rawiel (2001)Permalinkvol 62 n° 1 - January 2000 - Computer graphics international 1998 (CGI'98) conference, [actes], Hannover, June 22 to June 26, 1998 (Bulletin de Graphical models) / F. WolterPermalinkContribution à la modélisation topologique par vision 2D et 3D pour la navigation d'un robot mobile sur terrain naturel / Carlos Alberto Parra Rodriguez (1999)PermalinkHAREM [Halieutique et Radar, Expérimentation en Méditerranée] / Marcel Petit (1990)PermalinkEffect of systematic errors due to the non-coincidence of the reference surface with the geoid for the Hellenic region via deformation analysis / A.M. Agatza-Balodimou in Survey review, vol 30 n° 232 (April 1989)Permalink