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Monitoring leaf phenology in moist tropical forests by applying a superpixel-based deep learning method to time-series images of tree canopies / Guangqin Song in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, vol 183 (January 2022)  

Public [article]  inISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing > vol 183 (January 2022) . - pp 19 - 33 Titre : Monitoring leaf phenology in moist tropical forests by applying a superpixel-based deep learning method to time-series images of tree canopies Type de document : Article/Communication Auteurs : Guangqin Song, Auteur ; Shengbiao Wu, Auteur ; Calvin K.F. Lee, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2022 Article en page(s) : pp 19 - 33 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image optique [Termes IGN] algorithme SLIC [Termes IGN] apprentissage profond [Termes IGN] canopée [Termes IGN] classification dirigée [Termes IGN] diagnostic foliaire [Termes IGN] Enhanced vegetation index [Termes IGN] feuille (végétation) [Termes IGN] forêt tropicale [Termes IGN] Panama [Termes IGN] phénologie [Termes IGN] photosynthèse [Termes IGN] segmentation sémantique [Termes IGN] série temporelle [Termes IGN] superpixel [Termes IGN] variation saisonnière Résumé : (auteur) Tropical leaf phenology—particularly its variability at the tree-crown scale—dominates the seasonality of carbon and water fluxes. However, given enormous species diversity, accurate means of monitoring leaf phenology in tropical forests is still lacking. Time series of the Green Chromatic Coordinate (GCC) metric derived from tower-based red–greenblue (RGB) phenocams have been widely used to monitor leaf phenology in temperate forests, but its application in the tropics remains problematic. To improve monitoring of tropical phenology, we explored the use of a deep learning model (i.e. superpixel-based Residual Networks 50, SP-ResNet50) to automatically differentiate leaves from non-leaves in phenocam images and to derive leaf fraction at the tree-crown scale. To evaluate our model, we used a year of data from six phenocams in two contrasting forests in Panama. We first built a comprehensive library of leaf and non-leaf pixels across various acquisition times, exposure conditions and specific phenocams. We then divided this library into training and testing components. We evaluated the model at three levels: 1) superpixel level with a testing set, 2) crown level by comparing the model-derived leaf fractions with those derived using image-specific supervised classification, and 3) temporally using all daily images to assess the diurnal stability of the model-derived leaf fraction. Finally, we compared the model-derived leaf fraction phenology with leaf phenology derived from GCC. Our results show that: 1) the SP-ResNet50 model accurately differentiates leaves from non-leaves (overall accuracy of 93%) and is robust across all three levels of evaluations; 2) the model accurately quantifies leaf fraction phenology across tree-crowns and forest ecosystems; and 3) the combined use of leaf fraction and GCC helps infer the timing of leaf emergence, maturation and senescence, critical information for modeling photosynthetic seasonality of tropical forests. Collectively, this study offers an improved means for automated tropical phenology monitoring using phenocams. Numéro de notice : A2022-009 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : FORET/IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1016/j.isprsjprs.2021.10.023 Date de publication en ligne : 10/11/2021 En ligne : https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2021.10.023 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=99057 [article]

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081-2022011	SL	Revue	Centre de documentation	Revues en salle	Disponible
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Uncertainties in measurements of leaf optical properties are small compared to the biological variation within and between individuals of European beech / Fanny Petibon in Remote sensing of environment, vol 264 (October 2021)  

Public [article]  inRemote sensing of environment > vol 264 (October 2021) . - n° 112601 Titre : Uncertainties in measurements of leaf optical properties are small compared to the biological variation within and between individuals of European beech Type de document : Article/Communication Auteurs : Fanny Petibon, Auteur ; Ewa A. Czyż, Auteur ; Giulia Ghielmetti, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : n° 112601 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection [Termes IGN] anisotropie [Termes IGN] diagnostic foliaire [Termes IGN] échantillonnage [Termes IGN] Fagus sylvatica [Termes IGN] feuille (végétation) [Termes IGN] France (administrative) [Termes IGN] incertitude spectrale [Termes IGN] indicateur biologique [Termes IGN] phénologie [Termes IGN] réflectance spectrale [Termes IGN] réflectance végétale [Termes IGN] saison [Termes IGN] spectroradiomètre [Termes IGN] Suisse Résumé : (auteur) The measurement of leaf optical properties (LOP) using reflectance and scattering properties of light allows a continuous, time-resolved, and rapid characterization of many species traits including water status, chemical composition, and leaf structure. Variation in trait values expressed by individuals result from a combination of biological and environmental variations. Such species trait variations are increasingly recognized as drivers and responses of biodiversity and ecosystem properties. However, little has been done to comprehensively characterize or monitor such variation using leaf reflectance, where emphasis is more often on species average values. Furthermore, although a variety of platforms and protocols exist for the estimation of leaf reflectance, there is neither a standard method, nor a best practise of treating measurement uncertainty which has yet been collectively adopted. In this study, we investigate what level of uncertainty can be accepted when measuring leaf reflectance while ensuring the detection of species trait variation at several levels: within individuals, over time, between individuals, and between populations. As a study species, we use an economically and ecologically important dominant European tree species, namely Fagus sylvatica. We first use fabrics as standard material to quantify measurement uncertainties associated with leaf clip (0.0001 to 0.4 reflectance units) and integrating sphere measurements (0.0001 to 0.01 reflectance units) via error propagation. We then quantify spectrally resolved variation in reflectance from F. sylvatica leaves. We show that the measurement uncertainty associated with leaf reflectance, estimated using a field spectroradiometer with attached leaf clip, represents on average a small portion of the spectral variation within a single individual sampled over one growing season (2.7 ± 1.7%), or between individuals sampled over one week (1.5 ± 1.3% or 3.4 ± 1.7%, respectively) in a set of monitored F. sylvatica trees located in Swiss and French forests. In all forests, the spectral variation between individuals exceeded the spectral variation of a single individual at the time of the measurement. However, measurements of variation within individuals at different canopy positions over time indicate that sampling design (e.g., standardized sampling, and sample size) strongly impacts our ability to measure between-individual variation. We suggest best practice approaches toward a standardized protocol to allow for rigorous quantification of species trait variation using leaf reflectance. Numéro de notice : A2021-808 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : FORET/IMAGERIE Nature : Article DOI : 10.1016/j.rse.2021.112601 Date de publication en ligne : 29/07/2021 En ligne : https://doi.org/10.1016/j.rse.2021.112601 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=98868 [article]

Terrestrial laser scanning intensity captures diurnal variation in leaf water potential / S. Junttila in Remote sensing of environment, Vol 255 (March 2021)  

Public [article]  inRemote sensing of environment > Vol 255 (March 2021) . - n° 112274 Titre : Terrestrial laser scanning intensity captures diurnal variation in leaf water potential Type de document : Article/Communication Auteurs : S. Junttila, Auteur ; T. Hölttä, Auteur ; Eetu Puttonen, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : n° 112274 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Lasergrammétrie [Termes IGN] Betula (genre) [Termes IGN] diagnostic foliaire [Termes IGN] données lidar [Termes IGN] données localisées 3D [Termes IGN] dynamique de la végétation [Termes IGN] Pinus sylvestris [Termes IGN] sécheresse [Termes IGN] semis de points [Termes IGN] stress hydrique [Termes IGN] teneur en eau de la végétation [Termes IGN] variation diurne Résumé : (auteur) During the past decades, extreme events have become more prevalent and last longer, and as a result drought-induced plant mortality has increased globally. Timely information on plant water dynamics is essential for understanding and anticipating drought-induced plant mortality. Leaf water potential (ΨL), which is usually measured destructively, is the most common metric that has been used for decades for measuring water stress. Remote sensing methods have been developed to obtain information on water dynamics from trees and forested landscapes. However, the spatial and temporal resolutions of the existing methods have limited our understanding of the water dynamics and diurnal variation of ΨL within single trees. Thus, we investigated the capability of terrestrial laser scanning (TLS) intensity in observing diurnal variation in ΨL during a 50-h monitoring period. We aimed to improve the understanding on how large a part of the diurnal variation in ΨL can be captured using TLS intensity observations. We found that TLS intensity at the 905 nm wavelength measured from a static position was able to explain 77% of the variation in ΨL for three trees of two tree species with a root mean square error of 0.141 MPa. Based on our experiment with three trees, a time series of TLS intensity measurements can be used in detecting changes in ΨL, and thus it is worthwhile to expand the investigations to cover a wider range of tree species and forests and further increase our understanding of plant water dynamics at wider spatial and temporal scales. Numéro de notice : A2021-192 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : FORET/IMAGERIE Nature : Article DOI : 10.1016/j.rse.2020.112274 Date de publication en ligne : 14/01/2021 En ligne : https://doi.org/10.1016/j.rse.2020.112274 Format de la ressource électronique : url article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=97113 [article]

Secondary metabolites in leaves of hybrid aspen are affected by the competitive status and early thinning in dense coppices / Linda Rusalepp in Annals of Forest Science [en ligne], vol 78 n° 1 (March 2021)  

Public [article]  inAnnals of Forest Science [en ligne] > vol 78 n° 1 (March 2021) . - n° 1 Titre : Secondary metabolites in leaves of hybrid aspen are affected by the competitive status and early thinning in dense coppices Type de document : Article/Communication Auteurs : Linda Rusalepp, Auteur ; Reimo Lutter, Auteur ; Heiki Hepner, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : n° 1 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Termes IGN] arbre dominant [Termes IGN] diagnostic foliaire [Termes IGN] éclaircie (sylviculture) [Termes IGN] gestion forestière [Termes IGN] peuplement mélangé [Termes IGN] Populus tremula [Termes IGN] taillis [Vedettes matières IGN] Sylviculture Résumé : (auteur) Key message: Non-selective thinning of a hybrid aspen coppice stands via corridor or cross-corridor cutting impacts residual trees differently depending on their competitive status. Suppressed residual trees’ metabolic profile indicates increased stress level, especially after cross-corridor thinning. Context: Early thinning with regular corridor harvests is proposed for the management of post-harvest re-sprouted hybrid aspen (Populus tremula L. × P. tremuloides Michx.) coppice stands. The selection of remaining trees is not size-based and their physiological acclimation to the post-thinning conditions is unknown. Aims: To analyse differences in secondary metabolite profile between thinning treatments and trees competitive status. Methods: We used an HPLC-qTOF mass spectrometer to analyse the leaf extracts of dominant and suppressed trees from stands with different thinning intensities: un-thinned control with basal area of 15.4 ± 1.52 m2 ha−1, corridor thinning with basal area of 8.5 ± 0.46 m2 ha−1 and cross-corridor thinning with basal area of 3.9 ± 0.34 m2 ha−1. Results: Competitive status and thinning treatment both had significant effects on the contents of compounds. Higher exposure to irradiance increased the contents of flavonoids and hydroxycinnamates. Corridor thinning treatments doubled the foliar contents of secondary metabolites and lowered macronutrient contents in competitively suppressed residual trees. Dominant residual trees were not affected in this respect. Conclusion: Forest management practice and competitive status can significantly modify the metabolite profile in tree leaves. After corridor thinning of a young aspen coppice stand, the small-sized residual trees may initially respond with increased allocation to leaf chemical defence rather than to productivity. Numéro de notice : A2021-030 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : FORET Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s13595-020-01014-3 Date de publication en ligne : 05/01/2021 En ligne : https://doi.org/10.1007/s13595-020-01014-3 Format de la ressource électronique : url article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=96722 [article]

Apport de la modélisation physique pour la cartographie de la biodiversité végétale en forêts tropicales par télédétection optique / Dav Ebengo Mwampongo (2021)  

Public Titre : Apport de la modélisation physique pour la cartographie de la biodiversité végétale en forêts tropicales par télédétection optique Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Dav Ebengo Mwampongo, Auteur ; Christiane Weber, Directeur de thèse Editeur : Paris, Nancy, ... : AgroParisTech Année de publication : 2021 Importance : 188 p. Format : 21 x 30 cm 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 Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection [Termes IGN] analyse de sensibilité [Termes IGN] biodiversité végétale [Termes IGN] carte forestière [Termes IGN] diagnostic foliaire [Termes IGN] forêt tropicale [Termes IGN] image hyperspectrale [Termes IGN] image optique [Termes IGN] modèle de transfert radiatif [Termes IGN] réflectance végétale [Termes IGN] taxinomie [Termes IGN] transfert radiatif Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) La préservation de la biodiversité est un enjeu majeur pour le développement durable. Face aux besoins de conservation à l’échelle globale, la définition des méthodes opérationnelles qui permettent d’évaluer la diversité biologique est nécessaire pour l’orientation des différentes politiques environnementales. La télédétection optique a montré un potentiel pour étudier la biodiversité. L’imagerie hyperspectrale aéroportée a été largement utilisée avec succès. Malgré son potentiel, l’imagerie hyperspectrale aéroportée ne permet pas de couvrir des vastes étendues (échelle régionale ou globale) suite à des contraintes logistique et financière. Les missions satellites hyperspectrales actuelles et futures (PRISMA, EnMAP, Biodiversity, CHIME, SBG…) offrent la possibilité d’étudier la biodiversité à grande échelle. Il existe cependant un besoin d’améliorer l’interprétation physique des méthodes existantes, basées sur les données aéroportées, pour évaluer leurs potentiels. Les outils de modélisation du transfert radiatif permettent de mieux comprendre l’interaction entre un rayonnement incident et les milieux physiques qu’ils traversent et de ce fait d’interpréter le signal. Ce projet de thèse vise à définir un cadre pour produire des simulations réalistes à l’aide du modèle de transfert radiatif 3D DART (Discrete Anisotropic Radiative Transfer) dans une perspective de soutien au développement méthodologique pour l'évaluation de la biodiversité et la préparation de futures missions satellites à l'aide de la modélisation 3D (adapté aux milieux complexes tels que les forêts tropicales). Pour ce faire, nous avons réalisé des études de sensibilité pour comprendre l’influence de deux facteurs sur la réflectance simulée par DART : la variabilité spatiale des propriétés optiques foliaires, la prise en compte des éléments non photosynthétiques de la végétation. Puis nous avons comparé ces simulations à des données hyperspectrales aéroportées expérimentales en décrivant les scènes forestières correspondantes de la manière la plus fine à l’aide d’information relatives à la structure, à la composition en espèces et à une sélection de traits fonctionnels foliaires. Plusieurs approches s’appuyant sur les propriétés optiques foliaires, et sur la prise en compte d’une fraction ligneuse ont été testées pour l’intégration des éléments non photosynthétique dans la scène. La variabilité spatiale des propriétés optiques foliaires a été testée en s’appuyant sur les données d’inventaires spatialisées, permettant de prendre en compte la variabilité à l’échelle du pixel, ou en opérant une uniformisation des propriétés optiques à l’échelle de la couronne de chaque individu, ou à l’échelle des espèces. Nos résultats ont montré que les simulations les plus proches des données expérimentales, jugées les plus réalistes, étaient obtenues par l’intégration des éléments non photosynthétiques par le biais d’une famille de constituants chimiques foliaires, les pigments bruns, combinée à une prise en compte de la variabilité des propriétés optiques à l’échelle du pixel. Les différences entre données expérimentales et simulations ont été étudiées en s’appuyant sur différents critères, comme la différence spectrale, la dissimilarité spectrale interspécifique et interspécifique et la capacité de discrimination spectrale des espèces. Nous avons obtenu une bonne concordance entre les simulations issues du scénario le plus réaliste et les données expérimentales. Note de contenu : Introduction générale 1- Télédétection optique appliquée au suivi de la biodiversité végétale dans les écosystèmes forestiers tropicaux 2- Le transfert radiatif dans la végétation et sa simulation 3- Données et méthodes 4- Résultats : simulation de la réflectance de canopée et analyse comparative 5- Discussion générale Conclusion générale et perspectives Numéro de notice : 28661 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : BIODIVERSITE/IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Géomatique : AgroParisTech : 2021 Organisme de stage : TETIS DOI : sans En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03520758 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=99828

A machine learning framework for estimating leaf biochemical parameters from its spectral reflectance and transmission measurements / Bikram Koirala in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 58 n° 10 (October 2020)  

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Warming effects on morphological and physiological performances of four subtropical montane tree species / Yiyong Li in Annals of Forest Science [en ligne], Vol 77 n° 1 (March 2020)  

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Application of digital image processing in automated analysis of insect leaf mines / Yee Man Theodora Cho (2020)  

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État sanitaire et croissance radiale des arbres / Clara Tallieu (2020)  

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Effects of stand density on ecosystem properties of subalpine forests in the southern Rocky Mountains, USA / Sharon J. Hall in Annals of Forest Science, vol 67 n° 1 (January-February 2010)  

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Estimation of chlorophyll in Quercus leaves using a portable chlorophyll meter: effects of species and leaf age / Fernando Silla in Annals of Forest Science, vol 67 n° 1 (January-February 2010)  

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Temporal trends in the foliar nutritional status of the French, Walloon and Luxembourg broad-leaved plots of forest monitoring / Mathieu Jonard in Annals of Forest Science, Vol 66 n° 4 (June 2009)  

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Evolution de la nutrition des peuplements : vers une carence générale en phosphore ? / Luc Croisé in Rendez-vous techniques, Hors-série n° 4 (2008)

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Interactive responses of Quercus suber L. seedlings to light and mild water stress: effects on morphology and gas exchange traits / Jaime Puértolas in Annals of Forest Science, Vol 65 n° 6 (September 2008)  

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