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Monitoring rock glaciers by combining photogrammetric and GNSS-based methods / Fabian Neyer (2017)  

Public Titre : Monitoring rock glaciers by combining photogrammetric and GNSS-based methods Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Fabian Neyer, Auteur Editeur : Zurich : Schweizerischen Geodatischen Kommission / Commission Géodésique Suisse Année de publication : 2017 Autre Editeur : Zurich : Eidgenossische Technische Hochschule ETH - Ecole Polytechnique Fédérale de Zurich EPFZ Collection : Geodätisch-Geophysikalische Arbeiten in der Schweiz, ISSN 0257-1722 num. 99 Importance : 174 p. Format : 21 x 30 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-3-908440-45-1 Note générale : bibliographie thesis submitted to attain the degree of doctor of sciences of ETH Zurich Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications photogrammétriques [Termes IGN] Alpes centrales [Termes IGN] champ de vitesse [Termes IGN] collocation par moindres carrés [Termes IGN] déformation de la croute terrestre [Termes IGN] données localisées 3D [Termes IGN] glacier [Termes IGN] image terrestre [Termes IGN] matrice de covariance [Termes IGN] pergélisol [Termes IGN] reconstruction 3D [Termes IGN] rocher [Termes IGN] série temporelle [Termes IGN] Suisse Index. décimale : 33.60 Applications photogrammétriques - usage combiné de la photogrammétrie et de la lasergrammétrie Résumé : (auteur) Rock glaciers are creeping landforms of perennially frozen ground and belong to the permafrost creeping phenomena. They are mainly composed of rock debris that accumulate in areas of high natural erosion. Ice particles between the rocks cause the moving accumulation in steep terrain to dynamically flow downslope. In the Alpine region, these morphological landforms mainly occur at north-facing mountain slopes in high altitudes above the forest boundary and are known for their sensitivity to climate change. For several decades, rock glaciers have been monitored for scientific aims, while advances in surveying technologies increased the interest in such studies since the 1990s. Modern technologies in remote sensing (e.g., airborne imagery or satellite-based measurement techniques) are often combined with measurements from field campaigns, i.e., measurements taken directly on a rock glacier (e.g., GNSS, laser-scanning, ground temperature measurements, etc). The high-level goal is to enhance the process understanding, especially with respect to the changing climate: various studies indicate an extended risk of slope failures in steep frozen bedrock due to the global temperature increase. Early recognition of increased activities help to inform local authorities in the endangered areas about the potential hazard before such an event. The present work is part of the X-Sense project (Nano-Tera.ch), with an interdisciplinary team of scientists that build and operate new low-cost devices for data acquisition, develop new data processing pipelines and algorithms for evaluation, and also gain new insight of natural processes in these regions. Autonomous measurement systems, developed within other work packages in the X-Sense project, observe different permafrost creep areas with high resolution in space and time. Combined with multi-year observations, the derived surface motions are used to obtain an improved process understanding. This work focuses on the photogrammetric image processing in order to retrieve precise surface displacement estimates. More precisely, image sequences, acquired with two permanently installed commercial digital single-reflex cameras, are used to measure topographic changes in the observed permafrost area. By the combination with high resolution GNSS positioning results, the goal is to obtain precise time series of moving rock boulders at different positions within the field of view. Challenges arising from the combination of different data sets, the development of an automatic processing pipeline, and an improvement of the processing strategy in general, are the main tasks of this thesis. The study site is the bordering area above the Grabengufer rock glacier (Mattervalley VS, Switzerland), known as the Grabengufer rock slide. Local topographic conditions allowed only a partially good installation geometry for the photogrammetric reconstruction. With respect to a 3D reconstruction without the use of GNSS coordinates, an accuracy increase of about one order of magnitude could be achieved in case these high-precision solutions were integrated. More specifically, respective standard deviations for the East, North, and Height components of 6, 5, and 2 cm were achieved. The stated accuracy, maintained throughout the measurement period of nearly four years (summer months), was obtained in an area of approximately 80m×80 m, with a mean distance of 80 m from the two cameras. Position time series of moving rock boulders were filtered using the principles of collocation. Analyzing the correlation characteristics of the stochastic signal, an optimal correlation length was computed and used to extract relevant signals from the noise contaminated time series. Velocity was directly estimated as a derived quantity in the collocation process. Furthermore, the techniques of the adaptive collocation approach is presented. This iterative method uses the principles of a dynamically adjusting anisotropic covariance metric. In an example of 2-dimensional velocity fields it is shown that regional compression and extension areas can be extracted. Results indicate that the observed permafrost area has experienced a mean annual acceleration of about 0.1m/Year between the years 2013 and 2015. During the late summer months of 2015, a prominent temporal acceleration was observed. The mean displacement rate was found to be 0.67m/year, whereas the 3-dimensional displacement is dominated by a translation following the gliding surface. An area in the front of the observed field of view was found to have higher displacement rates, especially during the late summer months, thus it detaches from the otherwise relatively homogeneous flow field. The methods and principles presented in this work show the potential of monitoring permafrost surface displacements using permanently installed optical cameras in combination with positioning results from permanently mounted GNSS stations. These principles can easily be transfered to other monitoring applications and thus contribute to a better understanding of such processes. Note de contenu : 1 Introduction 2 Study Site 3 Image-Based Displacement Estimation 4 Object Point Reconstruction 5 Collocation for Time Series Analysis 6 Results 7 Conclusions 8 Outlook Numéro de notice : 17458 Affiliation des auteurs : non IGN Autre URL associée : https://doi.org/10.3929/ethz-a-010865360 Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse étrangère Note de thèse : thèse : Sciences : ETHZ : 2016 DOI : 10.3929/ethz-a-010865360 En ligne : https://www.sgc.ethz.ch/sgc-volumes/sgk-99.pdf Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=89683

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17458-01	33.60	Livre	Centre de documentation	Photogrammétrie - Lasergrammétrie	Disponible

Géomatique, modèles numériques de terrain / Patrick Julien (2016)

Public Titre : Géomatique, modèles numériques de terrain : mathématiques appliquées à la modélisation du relief Type de document : Guide/Manuel Auteurs : Patrick Julien , Auteur Editeur : Paris : Ellipses-Edition Marketing Année de publication : 2016 Collection : Technosup Sous-collection : Niveau C - Compléments (approfondissement, spécialisation) Importance : 276 p. Format : 17 x 26 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-2-340-01178-6 Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications photogrammétriques [Termes IGN] algèbre linéaire [Termes IGN] calcul matriciel [Termes IGN] diagramme de Voronoï [Termes IGN] krigeage [Termes IGN] modèle numérique de terrain [Termes IGN] système linéaire [Termes IGN] triangulation de Delaunay Index. décimale : 33.60 Applications photogrammétriques - usage combiné de la photogrammétrie et de la lasergrammétrie Résumé : (Editeur) L’ouvrage décrit en détail quelques méthodes mathématiques de construction de modèles numériques de terrain (MNT) sous forme de surfaces, à partir de données non structurées (échantillon irrégulier de points) ou difficiles à utiliser directement en ordinateur (courbes de niveau). Les surfaces construites peuvent s’appuyer sur un maillage (carré régulier ou triangulaire irrégulier), ou être représentées par une expression mathématique sans maillage sous-jacent, comme les surfaces splines « plaque mince » et les surfaces à fonction de base radiale (ou surfaces de « krigeage »). Ainsi représenté par une surface mathématique, le MNT peut être facilement exploité en ordinateur. Après un aperçu global des MNT et de leurs utilisations, le livre expose les méthodes de construction proprement dites, sans donner toutes les justifications des propriétés mathématiques énoncées ou utilisées. Ces justifications, avec les définitions nécessaires, font l’objet des derniers chapitres, de sorte que l’ensemble constitue un ouvrage autonome comportant des démonstrations complètes. Le livre s’adresse aux étudiants, ingénieurs, chercheurs ou développeurs et utilisateurs de systèmes d’information concernés par les aspects mathématiques des MNT. Il peut aussi intéresser les lecteurs curieux de découvrir des exemples d’applications des mathématiques. Note de contenu : 1. Aperçu sur les modèles numériques de terrain 2. Surfaces H(x,y) représentant un MNT 3. Ajustement d’une surface sur un échantillon de points (ou structuration du MNT) 4. Compléments de calcul matriciel et algèbre linéaire 5. Résolution numérique d’un système linéaire 6. Projection sur l’ellipsoïde, calcul de la latitude 7. Courbure des courbes et surfaces 8. Résultats auxiliaires pour les surfaces splines plaque mince 9. Probabilités pour le krigeage 10. Polygones convexes, diagramme de Voronoï, triangulation de Delaunay Numéro de notice : 22504 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE/MATHEMATIQUE Nature : Manuel de cours Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=80982

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22504-01	33.60	Livre	Centre de documentation	Photogrammétrie - Lasergrammétrie	Disponible
22504-02	33.60	Livre	Centre de documentation	Photogrammétrie - Lasergrammétrie	Disponible
22504-03	33.60	Livre	Centre de documentation	Photogrammétrie - Lasergrammétrie	Disponible
22504-05	33.60	Livre	Centre de documentation	Photogrammétrie - Lasergrammétrie	Disponible
22504-04	33.60	Livre	LaSTIG	Dépôt en unité	Exclu du prêt

Inverse Procedural Modelling and Applications / Julien Weissenberg (2014)  

Public Titre : Inverse Procedural Modelling and Applications Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Julien Weissenberg, Auteur Editeur : Zurich : Eidgenossische Technische Hochschule ETH - Ecole Polytechnique Fédérale de Zurich EPFZ Année de publication : 2014 Note générale : bibliographie Diss., Eidgenössische Technische Hochschule ETH Zürich, Nr. 22224 Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications photogrammétriques [Termes IGN] algorithme génétique [Termes IGN] architecture [Termes IGN] façade [Termes IGN] formalisation [Termes IGN] modèle 3D de l'espace urbain [Termes IGN] reconnaissance de formes [Termes IGN] reconstruction 3D du bâti [Termes IGN] simulation de surface [Termes IGN] temple Index. décimale : 33.60 Applications photogrammétriques - usage combiné de la photogrammétrie et de la lasergrammétrie Résumé : (auteur) Les architectes, tout comme l’industrie du cinéma et du jeu vidéo, ou encore les cartographes et urbanistes, ont besoin de modèles de villes sémantiques et détaillés. Si la modélisation procédurale a rendu la synthèse d’une ville virtuelle bien plus facile, la modélisation d’une ville existante reste un défi. En modélisation procédurale, un bâtiment est défini par une procédure, qui affine progressivement un bloc de départ. Nous traitons dans cette thèse d’un ensemble de méthodes pour automatiquement déterminer les règles et leurs paramètres à partir de photos. Tout d’abord, nous présentons les applications et défis liés la modélisation urbaine. Les grammaires formelles ont ouvert la voie à la synthèse de mégalopoles virtuelles ou encore de simulations urbaines précises. Nous présentons les grammaires de formes et expliquons comment les utiliser pour décrire un bâtiment. Néanmoins, lorsqu’il s’agit de représenter des villes existantes, le travail reste en grande partie manuel. La détection du style et l’extraction des façades constituent les premières étapes vers une automatisation. Ensuite, il faut distinguer deux cas. Dans le premier, un ensemble de règles est prédéfini et sert améliorer les détections des éléments architecturaux. Dans le second, les règles sont déterminées automatiquement à partir d’images de façades. Dans le premier cas, les règles sont un outil puissant pour la reconstruction 3D. Plus précisement, le but est de trouver les paramètres d’une grammaire pour une structure de bâtiment donnée. Les règles permettent de restreindre l’optimisation et ainsi de déterminer des paramètres difficiles à détecter à partir des observations. Une étude de cas sur les temples doriques montre comment les règles permettent de tirer parti d’une reconstruction 3D et des détections pour restaurer automatiquement les ruines. Néanmoins, la disponibilité de règles relève de l’exception. En fait, les architectes transgressent systématiquement les règles qu’ils établissent. De plus, il faut tenir compte du panel de styles et du grand nombre de bâtiments à reconstruire. Par conséquent, l’automatisation pour la reconstruction à grande échelle passe par la création automatique de telles règles. Nous présentons une méthode pour ce faire. De plus, nous montrons l’utilité de ces règles afin de compresser, comparer et synthétiser des façades. Au-delà de la création d’outils pour la reconstruction de villes, cette thèse porte sur la logique même de l’architecture. Enfin, il s’agit d’une opportunité d’analyser les relations entre sens et langage. Numéro de notice : 14915 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse étrangère Note de thèse : PhD : Geosciences : ETH Zurich : 2014 En ligne : http://e-collection.library.ethz.ch/view/eth:47219 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=76897

Integrating radar and laser-based remote sensing techniques for monitoring structural deformation of archaeological monuments / Deodato Tapete in Journal of archaeological science, vol 40 n° 1 (January 2013)    

Public [article]  inJournal of archaeological science > vol 40 n° 1 (January 2013) . - pp 176 - 189 Titre : Integrating radar and laser-based remote sensing techniques for monitoring structural deformation of archaeological monuments Type de document : Article/Communication Auteurs : Deodato Tapete, Auteur ; Nicola Casagli, Auteur ; Guido Luzi, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2013 Article en page(s) : pp 176 - 189 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications photogrammétriques [Termes IGN] données lidar [Termes IGN] données localisées 3D [Termes IGN] image radar moirée [Termes IGN] interféromètrie par radar à antenne synthétique [Termes IGN] monument historique [Termes IGN] patrimoine culturel [Termes IGN] Rome [Termes IGN] semis de points [Termes IGN] surveillance d'ouvrage [Termes IGN] télémétrie laser terrestre Index. décimale : 33.60 Applications photogrammétriques - usage combiné de la photogrammétrie et de la lasergrammétrie Résumé : (auteur) Ground-Based Synthetic Aperture Radar Interferometry (GBInSAR) and Terrestrial Laser Scanning (TLS) were purposely integrated to obtain 3D interferometric radar point clouds to facilitate the spatial interpretation of displacements affecting archaeological monuments. The paper describes the procedure to implement this integrated approach in the real-world situations of surveillance of archaeological and built heritage. Targeted tests were carried out on the case study of the Domus Tiberiana sited along the northern side of the Palatino Hill in the central archaeological area of Rome, Italy, and displacements of the monument were monitored over almost one year of acquisition. The GBInSAR - TLS integration provided updated information about the condition of the archaeological structures in relation to their history of instability mechanisms, and did not highlighted a general worsening for the stability of the entire monument. Point-wise and prompt detection of displacement anomalies and/or sudden changes in displacement trends proved the suitability of the method to support early warning procedures, also to evaluate effects on the masonry due to human activities. Numéro de notice : A2014-453 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article DOI : 10.1016/j.jas.2012.07.024 Date de publication en ligne : 03/07/2014 En ligne : https://doi.org/10.1016/j.jas.2012.07.024 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=74017 [article]

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