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Affiner la recherche Interroger des sources externesDART: An efficient 3D Monte Carlo vector radiative transfer model for remote sensing applications / Yingjie Wang (2022)
Titre : DART: An efficient 3D Monte Carlo vector radiative transfer model for remote sensing applications Titre original : Modélisation 3D du transfert radiatif avec polarisation pour l'étude des surfaces terrestres par télédétection Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Yingjie Wang, Auteur ; Jean-Philippe Gastellu-Etchegorry, Directeur de thèse ; A. Deschamps, Directeur de thèse Editeur : Toulouse : Université de Toulouse Année de publication : 2022 Importance : 248 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Thèse en vue de l'obtention du Doctorat de l'Université de Toulouse, spécialité Surfaces et interfaces continentales, hydrologieLangues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image optique
[Termes IGN] distribution du coefficient de réflexion bidirectionnelle BRDF
[Termes IGN] méthode de Monte-Carlo
[Termes IGN] modèle de transfert radiatif
[Termes IGN] modélisation 3D
[Termes IGN] polarisation
[Termes IGN] radianceIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) Accurate understanding of the land surface functioning, such as the energy budget, carbon and water cycles, and ecosystem dynamics, is essential to better interpret, predict and mitigate the impact of the expected global changes. It thus requires observing our planet at different spatial and temporal scales that only the remote sensing (RS) can achieve because of its ability to provides systematic and synoptic radiometric observations. These observations can be transformed to surface parameters (e.g., temperature, vegetation biomass, etc.) used as input in process models (e.g., evapotranspiration) or be assimilated in the latter. Understanding the radiation interactions in the land surface and atmosphere is essential in two aspects: interpret RS signals as information about the observed land surfaces, and model the processes of functioning of land surfaces where the radiation participates. This explains the development of radiative transfer models (RTMs) that simulate the radiative budget and RS observations. The initial 3D RTMs in the 1980s simulated basic radiation mechanisms in very schematic representations of land surfaces (e.g., turbid medium, geometric primitive). Since then, their accuracy and performance have been greatly improved to address the increasing need of accurate information about land surfaces as well as the advances of RS instruments. So far, two types of improvements are still needed: 1. More accurate and efficient radiative transfer (RT) modelling (e.g., polarization, specular reflection, atmospheric scattering and emission, etc.) 2. Representation of land surfaces at different realism degrees and spatial scales. DART is one of the most accurate and comprehensive 3D RTMs (dart.omp.eu). It simulates the radiative budget and RS observations of urban and natural landscapes, with topography and atmosphere, from the ultraviolet to the thermal infrared domains. Its initial version, DART-FT, in 1992, used the discrete ordinates method to iteratively track the radiation along finite number of discrete directions in voxelized representations of the landscapes. It has been validated with other RTMs, and also RS and field measurements. However, it cannot simulate RS observations with the presently needed precision because of its voxelized representation of landscapes, and absence of some physical mechanisms (e.g., polarization). During this thesis, in collaboration with the DART team, I developed in DART a new Monte Carlo vector RT mode called DART-Lux that takes full advantage of the latest advances in RT modelling, especially in computer graphics. The central idea is to transfer the radiation transfer problem as a multi-dimensional integral problem and solve it with the Monte Carlo method that is considerably efficient and accurate in computing multi-dimensional integral such as the complex mechanisms (e.g., polarization) in realistic representations of 3D landscapes. For that, I implemented the bidirectional path tracing algorithm that generates a group of "source-sensor" paths by connecting two sub-paths, one is generated starting from the light source and another one is generated starting from the sensor. Then, the contribution of these paths to the integral is estimated by the multiple importance sampling. This method allows to accurately and efficiently simulate polarimetric RS observations of kilometre-scale realistic landscapes coupled with plane-parallel atmosphere, with consideration of the anisotropic scattering, the thermal emission, and the solar induced fluorescence. Compared to DART-FT, DART-Lux improves the computer efficiency (i.e., computer time and memory) usually by a factor of more than 100 for large-scale and complex landscapes. It provides new perspectives for studying the land surface functioning and also for preparing Earth observation satellite missions such as the missions TRISHNA (CNES and ISRO), LSTM and next generation Sentinel-2 (ESA), and CHANGE (NASA). Note de contenu : General introduction
1- Radiometry and radiative transfer
2- Numerical models for radiative transfer
3- DART-Lux: theory and implementation
4- Modelling of atmospheric effects
5- Modelling of polarization
Conclusion and perspectivesNuméro de notice : 24106 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Organisme de stage : CESBIO DOI : sans En ligne : https://www.theses.fr/2022TOU30173 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=103060
Titre : Deep learning based 2D and 3D object detection and tracking on monocular video in the context of autonomous vehicles Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Zhujun Xu, Auteur ; Eric Chaumette, Directeur de thèse ; Damien Vivet, Directeur de thèse Editeur : Toulouse : Université de Toulouse Année de publication : 2022 Importance : 136 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie
Thèse en vue de l'obtention du Doctorat de l'Université de Toulouse, spécialité Informatique et TélécommunicationsLangues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image optique
[Termes IGN] apprentissage profond
[Termes IGN] apprentissage semi-dirigé
[Termes IGN] architecture de réseau
[Termes IGN] détection d'objet
[Termes IGN] échantillonnage de données
[Termes IGN] objet 3D
[Termes IGN] segmentation d'image
[Termes IGN] véhicule automobile
[Termes IGN] vidéo
[Termes IGN] vision par ordinateurIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) The objective of this thesis is to develop deep learning based 2D and 3D object detection and tracking methods on monocular video and apply them to the context of autonomous vehicles. Actually, when directly using still image detectors to process a video stream, the accuracy suffers from sampled image quality problems. Moreover, generating 3D annotations is time-consuming and expensive due to the data fusion and large numbers of frames. We therefore take advantage of the temporal information in videos such as the object consistency, to improve the performance. The methods should not introduce too much extra computational burden, since the autonomous vehicle demands a real-time performance.Multiple methods can be involved in different steps, for example, data preparation, network architecture and post-processing. First, we propose a post-processing method called heatmap propagation based on a one-stage detector CenterNet for video object detection. Our method propagates the previous reliable long-term detection in the form of heatmap to the upcoming frame. Then, to distinguish different objects of the same class, we propose a frame-to-frame network architecture for video instance segmentation by using the instance sequence queries. The tracking of instances is achieved without extra post-processing for data association. Finally, we propose a semi-supervised learning method to generate 3D annotations for 2D video object tracking dataset. This helps to enrich the training process for 3D object detection. Each of the three methods can be individually applied to leverage image detectors to video applications. We also propose two complete network structures to solve 2D and 3D object detection and tracking on monocular video. Note de contenu : 1- Introduction
2- Video object detection avec la heatmap propagation (propagation de carte de chaleur)
3- Video instance segmentation with instance sequence queries
4- Semi-supervised learning of monocular 3D object detection with 2D video tracking annotations
5- Conclusions and perspectivesNuméro de notice : 24072 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Informatique et Télécommunications : Toulouse : 2022 DOI : sans En ligne : https://www.theses.fr/2022ESAE0019 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=102136
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
Titre : A multipath and thermal noise joint error characterization and exploitation for low-cost GNSS PVT estimators in urban environment Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Eustachio Roberto Matera, Auteur ; Carl Milner, Directeur de thèse ; Axel Javier Garcia Pena, Directeur de thèse Editeur : Toulouse : Université de Toulouse Année de publication : 2022 Importance : 348 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Thèse en vue de l'obtention du Doctorat de l'Université de Toulouse délivré par l'Institut National Polytechnique de Toulouse en Informatique et TélécommunicationLangues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement du signal
[Termes IGN] bruit thermique
[Termes IGN] correction du trajet multiple
[Termes IGN] corrélation temporelle
[Termes IGN] filtre de Kalman
[Termes IGN] rapport signal sur bruit
[Termes IGN] récepteur GNSS
[Termes IGN] signal GPS
[Termes IGN] trajet multiple
[Termes IGN] zone urbaine denseIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) Achieving an accurate localization is a significant challenge for low-cost GNSS devices in dense urban areas. The main limitations are encountered in the urban canyons, consisting in a reduced satellite signal availability and a positioning estimation error due to the impact of Line-of-Sight and Non Line-of-Sight multipath phenomenon. This PhD study allows to understand the impact of the multipath phenomenon on the low-cost GNSS receivers and to prove the need of accurate assessment of the multipath error model affecting the GNSS measurements, especially in urban environment. It consists in the investigation, characterization, and finally, exploitation of the multipath error components affecting the pseudorange and pseudorange-rate measurements, of a single frequency, dual constellation GNSS receiver in the urban environment, operating with GPS L1 C/A and Galileo E1 OS signals. The first goal consists in providing a set of methodologies able to identify, isolate and characterize the multipath error components from the measurements under test. However, considering that the isolation of the multipath error is a complex operation due to the superimposed effects of multipath and thermal noise, the final method consists of isolating the joint contribution of multipath and thermal noise components. The isolated multipath and thermal noise error components are firstly classified depending the corresponding received signal /0 values, and, secondly, statistically characterized by means of Probability Density Function, sample mean and sample variance. Also, the temporal and spatial correlation properties of the isolated error components are calculated by means of a methodology which estimates the temporal correlations as a function of the receiver speed. In addition, an image processing methodology based on the application of a sky-facing fish-eye camera provides the determination of an empirical /0 threshold equal to 35 dB-Hz used to qualitatively identify the Non Line- Of-Sight and Line-Of-Sight received signal reception states. The resulting errors are characterized by a nonsymmetrical, positive biased PDF for a /0 lower than 35 dBHz, while they are characterized by a symmetrical and zero-centred PDF for a /0 higher than 35 dB-Hz. Correlation times for pseudoranges are ranged from around 5s for static and very low speed dynamics to around 1s for high-speed dynamics. Correlation times for pseudorange-rates ranged from around 0.5s for static and very low speed dynamics to around 0.2s for high-speed dynamics, due to the data-rate limitations. The second goal consists in exploiting the multipath and thermal noise error models and the LOS/NLOS received signal reception state estimation in a low-complex EKF-based architecture to improve the accuracy of the PVT estimates. This is obtained by implementing some techniques based on the measurement weighting approach to take into account the statistical properties of the error under exam and by the application of a time differenced architecture design to exploit the temporal correlation properties. Positioning performance of the tested solutions surpassed the performances of a simple EKF architecture and are comparable to the performances of a uBlox M8T receiver. Note de contenu : 1- Introduction
2- GNSS architecture
3- GNSS receiver processing
4- Multipath effects on the GNSS receiver tracking performances
5- Multipath characterization methodologies
6- Multipath characterization results
7- Proposed extended Kalman Filter Algorithm
8- Conclusions and recommandations for future worksNuméro de notice : 15272 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat: en Informatique et Télécommunication : Toulouse :2022 Organisme de stage : Laboratoire de Télécommunications (TELECOM-ENAC) DOI : sans En ligne : http://www.theses.fr/2022INPT0030 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=100992
Titre : Robust GNSS phase tracking using variational bayesian inference Titre original : Méthodes de poursuite robuste de phase pour signaux GNSS basées sur l’inférence bayésienne variationnelle Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Fabio Fabozzi, Auteur ; Stéphanie Bidon, Auteur Editeur : Toulouse : Université de Toulouse Année de publication : 2022 Importance : 173 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie
Thèse en vue de l'obtention du Doctorat de l'Université de Toulouse, délivré par l'Institut Supérieur de l’Aéronautique et de l’Espace, Spécialité Signal, Image, acoustique et optimisationLangues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement du signal
[Termes IGN] données GNSS
[Termes IGN] filtrage bayésien
[Termes IGN] filtre de Kalman
[Termes IGN] glissement de cycle
[Termes IGN] inférence statistique
[Termes IGN] méthode robuste
[Termes IGN] phase
[Termes IGN] rapport signal sur bruit
[Termes IGN] récepteur GNSS
[Termes IGN] signal GNSSIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) In this Ph.D. thesis, we are interested in robust carrier-phase estimation by using Variational Bayesian filtering. Carrier-phase measurement has become a fundamental task in many various engineering applications such as precise point positioning in GNSS (Global Navigation Satellite System). Unfortunately, phase measurements obtained by traditional phase tracking techniques may be strongly affected by the presence of ambiguous phase jumps, known as cycle slips. The latter may strongly impact the performance of the considered phase tracking algorithm leading to, in the worst case, a permanent loss of lock (drop-lock) of the signal. A re-acquistion process is then necessary which afflicts the tracking performance. Therefore, to address this problem, we propose a robust nonlinear filter for carrier-phase tracking based on Restricted Variational Bayes inference. This methodology gives us a closed-form and easy-to-implement expression of the estimator. First, the algorithm is developed only for slow phase dynamics (i.e., first-order loop), then, its order is augmented by estimating a state vector formed by the carrier-phase and its derivatives. The performance of the proposed algorithm is compared with that of conventional techniques such as DPLL (Digital Phase Lock Loop) and KF (Kalman Filter)-based DPLL in terms of precision of estimation (root-mean-square error) and cycle slipping occurrence (mean-time-to-first-slip and cycle slip rate). The comparison is firstly conducted using synthetic data, and then, real GNSS data into a GNSS software-defined-radio receiver. Results show that the proposed method outperforms the conventional linear filters, when the signal-to-noise ratio is low. Note de contenu : Introduction
1- Introduction to GNSS
2- DPLL and robust phase tracking techniques
3- RVB algorithm in case of slow dynamics
4- RVB algorithm in case of high-order dynamics
5- RVB algorithm using real GNSS data
ConclusionNuméro de notice : 15268 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Thèse française Note de thèse : thèse de Doctorat : Signal, Image, acoustique et optimisation : Toulouse : 2022 Organisme de stage : ISAE-ONERA SCANR DOI : sans En ligne : https://depozit.isae.fr/theses/2022/2022_Fabozzi_Fabio.pdf Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=100684 Recueil des contributions, Colloque international Tous (im)mobiles, tous cartographes ? Approches cartographiques des mobilités, des circulations, des flux et des déplacements : Méthodes, outils, représentations, pratiques et usages / Françoise Bahoken (2021)
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