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Affiner la recherche Interroger des sources externesInvestigating the role of wind disturbance in tropical forests through a forest dynamics model and satellite observations / E-Ping Rau (2022)
Titre : Investigating the role of wind disturbance in tropical forests through a forest dynamics model and satellite observations Type de document : Thèse/HDR Auteurs : E-Ping Rau, Auteur ; Jérôme Chave, Directeur de thèse Editeur : Toulouse : Université de Toulouse 3 Paul Sabatier Année de publication : 2022 Importance : 184 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Thèse en vue de l'obtention du Doctorat de l'Université de Toulouse 3 Paul SabatierLangues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection
[Termes IGN] biomasse forestière
[Termes IGN] canopée
[Termes IGN] chablis (sylviculture)
[Termes IGN] cyclone
[Termes IGN] forêt tropicale
[Termes IGN] Guyane française
[Termes IGN] image Sentinel-SAR
[Termes IGN] modèle dynamique
[Termes IGN] perturbation écologique
[Termes IGN] précipitation
[Termes IGN] risque naturel
[Termes IGN] sécheresse
[Termes IGN] traitement d'image radar
[Termes IGN] ventIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) Natural disturbances have an important influence on the structure, composition and functioning of tropical forests and a role in the regulation of biogeochemical cycles. The frequency and intensity of natural disturbances are modified by climate change: a better knowledge of their mechanism of action is necessary to predict the consequences of this modification. Modeling allows us to evaluate the role of each of the ecological processes and their link with environmental factors. Remote sensing tools inform us about the structure and functioning of forests at large scales, and can be useful for the calibration and validation of vegetation models. In this thesis, I employed both approaches to examine how tropical forests are shaped by natural disturbances, particularly wind, which is a major disturbance factor in many tropical regions. First, I evaluated the transferability of a spatially explicit, individual-based model via sensitivity testing and calibration of global parameters. The model correctly predicts forest structure at two contrasting sites, and its response is consistent with variations in climate forcing. Calibration of a small number of key parameters was required, including the parameter controlling mortality and crown allometry. To investigate the sensitivity of the model to mortality, I implemented a wind damage module based on biophysical principles and coupled with wind speed to model forest responses to extreme wind events. With increasing disturbance level, canopy height decreased steadily but biomass showed a non-linear response. Wind intensity had a strong impact on canopy height and biomass, but not the frequency of extreme wind events. Finally, I tested whether radar data from Sentinel-1 satellites could be used to detect gaps due to natural disturbances in French Guiana. The Sentinel-1 data detected more natural gaps above 0.2 ha than the optical satellite data, and they showed a spatial pattern consistent with the optical images. The level of disturbance did not vary with altitude. We found more disturbance during dry seasons, which could be due to the delayed response of precipitation rather than the direct response of drought. In conclusion, this thesis demonstrates that the integration between modeling and remote sensing sheds light on the effects of natural disturbances on tropical forests. The resulting results can be used to study other types of disturbances and their interactions on a large scale. Note de contenu :
General introduction
General methods
CHAPTER 1: Transferability of an individual- and trait-based forest dynamics model: a test case across the tropics
1.1 Abstract
1.2 Introduction
1.3 Materials and methods
1.4 Results
1.5 Discussion
1.6 Acknowledgements and author contributions
1.7 Supplementary data
CHAPTER 2: Wind speed controls forest structure in subtropical forests exposed to cyclones: a case study using an individual-based model
2.1 Abstract
2.2 Introduction
2.3 Material and methods
2.4 Results
2.5 Discussion
2.6 Acknowledgments and author contributions
2.7 Supplementary data
CHAPTER 3: Detecting Natural Disturbances in Tropical Forests Using Sentinel-1 SAR Data: a Test in French Guiana
3.1 Abstract
3.2 Introduction
3.3 Methods
3.4 Results
3.5 Discussions
3.6 Acknowledgments and author contributions
3.7 Supplementary data
General discussion and conclusionsNuméro de notice : 26836 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : FORET/IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Ecologie, biodiversité et évolution : Toulouse 3 Paul Sabatier : 2022 nature-HAL : Thèse DOI : sans Date de publication en ligne : 20/06/2022 En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03699667/document Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=101075
Titre : Apport de la photogrammétrie satellite pour la modélisation du manteau neigeux Type de document : Thèse/HDR Auteurs : César Deschamps-Berger, Auteur ; Marie Dumont, Directeur de thèse ; Simon Gascoin, Directeur de thèse Editeur : Toulouse : Université de Toulouse 3 Paul Sabatier Année de publication : 2021 Importance : 266 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 : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Photogrammétrie spatiale
[Termes IGN] avalanche
[Termes IGN] bassin hydrographique
[Termes IGN] Californie (Etats-Unis)
[Termes IGN] carte d'occupation du sol
[Termes IGN] image Pléiades
[Termes IGN] manteau neigeux
[Termes IGN] modèle numérique de surface
[Termes IGN] modèle stéréoscopique
[Termes IGN] neige
[Termes IGN] Pyrénées (montagne)
[Termes IGN] télédétection électromagnétiqueIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) Le manteau neigeux en montagne est une ressource importante pour les écosystèmes et les activités humaines comme l'irrigation, l'approvisionnement en eau des populations, la production hydroélectrique et l'économie touristique. Il représente aussi un risque dans les zones exposées aux avalanches. L'étude et le suivi du manteau neigeux en montagne s'appuie souvent sur des réseaux de mesure, des observations par télédétection et de la modélisation. Les avancées récentes en photogrammétrie satellite offrent de nouvelles perspectives pour compléter les réseaux de mesures qui sont souvent insuffisants vis-à-vis de la forte variabilité spatiale du manteau neigeux. Une méthode de cartographie de la hauteur de neige à partir d'images stéréoscopiques Pléiades est présentée et appliquée sur plusieurs sites. La comparaison avec une carte de référence par lidar aéroporté fournit une estimation de l'erreur des produits de photogrammétrie satellite sur un bassin versant de Californie (États-Unis). A l'échelle d'un pixel de 3 m, l'erreur standard est de 0,7 m. L'erreur décroît à ~0,3 m lorsque les mesures sont moyennées sur des surfaces supérieures à 103 m². Avec cette précision, les cartes de hauteur de neige par photogrammétrie satellite permettent d'observer les processus modelant le manteau neigeux en montagne (transport par le vent, avalanche), de mesurer le volume de neige sur des zones de plus 100 km² et de décrire la variabilité spatiale du manteau. Une série de cartes de hauteur de neige est assimilée dans la chaine de modélisation SAFRAN-Crocus afin d'évaluer le potentiel de ces données pour améliorer la représentation spatiale des propriétés physiques du manteau neigeux. Un filtre particulaire est utilisé pour assimiler une carte de hauteur de neige par hiver pendant cinq hivers sur un bassin versant des Pyrénées. L'assimilation corrige des biais dans les précipitations initialement sous-estimées à haute altitude et introduit une variabilité spatiale autrement absente des forçages et des processus modélisés. Cette combinaison innovante de produits de télédétection satellite et d'un modèle complexe spatialisé offre de nouvelles perspectives pour l'estimation de la ressource en eau en montagne et du risque avalanche. Note de contenu : Introduction générale
1- Utilisation de la photogrammétrie satellite pour mesurer les changements de topographie à la surface de la Terre
2- Cartographie de la hauteur de neige avec des images Pléiades
3- Cartographie pluriannuelle de la hauteur de neige dans les Pyrénées
4- Assimilation de cartes de hauteur de neige dans un modèle spatialisé du manteau neigeux
ConclusionNuméro de notice : 28324 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Surfaces et interfaces continentales, Hydrologie : Toulouse 3 : 2021 Organisme de stage : CESBIO DOI : sans En ligne : https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-03334086 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=98362
Titre : Apport de la télédétection pour la simulation spatialisée des composantes du bilan carbone des cultures et des effets d'atténuation biogéochimiques et biogéophysiques des cultures intermédiaires Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Gaétan Pique, Auteur ; Eric Ceschia, Directeur de thèse ; Rémy Fieuzal, Directeur de thèse Editeur : Toulouse : Université de Toulouse 3 Paul Sabatier Année de publication : 2021 Importance : 279 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie
Thèse en vue de l'obtention du Doctorat de l'Université Toulouse 3 - Paul Sabatier, Spécialité Surfaces et interfaces continentales, HydrologieLangues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection
[Termes IGN] albedo
[Termes IGN] bilan du carbone
[Termes IGN] blé (céréale)
[Termes IGN] changement climatique
[Termes IGN] dioxyde de carbone
[Termes IGN] eau douce
[Termes IGN] image Landsat-8
[Termes IGN] image Sentinel-MSI
[Termes IGN] image SPOT
[Termes IGN] indice de végétation
[Termes IGN] maïs (céréale)
[Termes IGN] modèle de simulation
[Termes IGN] parcelle agricole
[Termes IGN] puits de carbone
[Termes IGN] surface cultivée
[Termes IGN] tournesolIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) Les changements climatiques et la croissance démographique de la population mondiale amènent aujourd'hui le monde agricole à s'adapter pour faire face à ces deux enjeux majeurs. Si les surfaces agricoles, qui représentent près d'un tiers des terres émergées, contribuent largement aux émissions mondiales de gaz à effet de serre, elles offrent également la possibilité de mettre en place des leviers d'atténuation des changements climatiques. Dans ce contexte, ces travaux de thèse ont vocation à enrichir nos connaissances sur le fonctionnement des surfaces agricoles, à fournir des outils d'évaluation de la contribution des surfaces cultivées aux évolutions du climat, et à quantifier les effets biogéochimiques (stockage de C) et biogéophysiques (effet albédo) d'atténuation des changements climatiques via la mise en œuvre de cultures intermédiaires. Pour répondre à ces objectifs, deux approches de modélisation ont été développées au cours de ces travaux. Le premier volet de cette thèse s'est intéressé à développer une approche de modélisation spatialisée, permettant de fournir des estimations des productions (biomasses et rendements), des flux de CO2 et d'eau, ces variables servant à la quantification des bilans de carbone et d'eau pour les parcelles de grandes cultures. À cette fin, le modèle agro-météorologique SAFYE-CO2 assimilant des produits satellites d'indice de végétation à hautes résolutions spatiale et temporelle a été développé et appliqué à différentes cultures (blé, maïs et tournesol) et végétations d'intercultures (repousses spontanées, mauvaises herbes, cultures intermédiaires). Cette approche a pu être validée sur un réseau de parcelles du Sud-Ouest de la France, en tirant parti d'un grand nombre d'images satellites et de données de validation sur la zone de l'Observatoire Spatial Régional. Elle a notamment permis d'estimer avec précision les productions de blé, de tournesol et de maïs, ainsi que les flux de CO2 et d'eau sur les cultures de blé et de tournesol. La végétation, pouvant se développer sur les parcelles pendant les périodes d'interculture, a également été prise en compte afin d'améliorer l'estimation des flux de CO2 et d'eau. Cela a notamment permis de quantifier l'impact des cultures intermédiaires sur les composantes du bilan C des parcelles allouées aux grandes cultures sur la zone d'étude. Le second volet visait à développer un modèle d'introduction de cultures intermédiaires à l'échelle européenne, afin d'estimer le forçage radiatif induit par la modification de l'albédo de surface engendré par cette pratique. Grâce à des produits albédo moyenne résolution (1/20°), développés par le CNRM (et en collaboration avec ce laboratoire), cette approche de modélisation a permis de fournir des estimations de l'effet albédo relatifs aux cultures intermédiaires. Plusieurs scenarii d'introduction ont été simulés pour rendre compte de l'impact de certains facteurs, tels que la neige ou la pluie. Ils ont permis d'alerter sur le potentiel impact négatif de l'assombrissement du sol, induit à long terme (via l'enrichissement des sols en matière organique) par les cultures intermédiaires sur le forçage radiatif des surfaces cultivées. Enfin, comme tout changement de pratique agricole induit des effets biogéochimiques et biogéophysiques sur le climat, une analyse de ces effets couplés a été menée grâce à l'utilisation combinée de ces deux approches de modélisation. Note de contenu : Introduction générale
1- Simulation spatialisée des bilans de C sur grandes cultures
2- Intégration d’un module de bilan hydrique à SAFY-CO2
3- Estimation de l’effet albédo des cultures intermédiaires
4- Impacts de l’occupation du sol pendant l’interculture sur les flux de CO2, d’eau et sur l’albédo
5- Analyse des effets albédo à court et long termes des cultures intermédiaires
6- Discussion
Conclusion généraleNuméro de notice : 28317 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : FORET/IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Surfaces et interfaces continentales, Hydrologie : Toulouse 3 : 2021 Organisme de stage : CESBIO DOI : sans En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03325160/document Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=98241
Titre : Dynamics of inundation events in the rivers-estuaries-ocean continuum in Bengal delta : synergy between hydrodynamic modelling and spaceborne remote sensing Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Md Jamal Uddin Kahn, Auteur ; Fabien Durand, Directeur de thèse ; Laurent Testut, Directeur de thèse Editeur : Toulouse : Université de Toulouse 3 Paul Sabatier Année de publication : 2021 Importance : 167 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Thèse présentée en vue de l’obtention du Doctorat en Océan, Atmosphère, Climat, de l’Université de ToulouseLangues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection
[Termes IGN] Bengale, golfe du
[Termes IGN] cyclone
[Termes IGN] delta
[Termes IGN] estran
[Termes IGN] gestion des risques
[Termes IGN] hydrodynamique
[Termes IGN] image Sentinel-MSI
[Termes IGN] marée océanique
[Termes IGN] modèle numérique de surface
[Termes IGN] niveau moyen des mers
[Termes IGN] risque naturel
[Termes IGN] submersion marineIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) The Bengal delta is the largest in the world. It is formed by the confluence of three transboundary rivers - Ganges, Brahmaputra, and Meghna. Flooding induced by large seasonal continental discharge, strong tide, and frequent deadly storm surges, regularly strikes this densely populated (density > 1000 person/km2), low-lying coastal region ( Note de contenu : 1. Introduction and Motivation
1.1 Introduction
1.2 The river deltas
1.3 Inundation in the Bengal delta
1.4 Bengal delta continuum and knowledge gaps
1.5 Scientific questions and study approach
1.6 Organization of the thesis
2. Hydrodynamic Modeling: Data and Methods
2.1 Introduction
2.2 Bathymetry assembly
2.3 Observations
2.4 Modelling framework
2.5 Model forcings and boundary condition
2.6 Assessment of tide
3. Intertidal Topography: Synergy Between Remote Sensing and Tidal Mod?elling
3.1 Introduction
3.2 Shoreline detection with Sentinel-2 imagery
3.3 Vertical referencing with tidal model
3.4 Results
3.5 Discussion
3.6 Conclusion
4. Coastal Tide: From the Present to the Future
4.1 Introduction
4.2 Observed trend in tidal range: The example of Hiron Point
4.3 Tidal model in the Bay of Bengal
4.4 Projected changes in tidal range in the Bengal delta
4.5 Tidal range evolution along the estuaries
4.6 Discussion
4.7 Conclusions
5. Storm Surge Modeling: A Case Study of Recent Super Cyclone Amphan
5.1 Introduction
5.2 Storm surge and inundation processes in the Bay of Bengal
5.3 Atmospheric evolution of cyclone Amphan
5.4 Storm surge model and performance
5.5 Near real-time storm surge forecasting
5.6 Discussion
5.7 Conclusions
5.8 Appendix
6. Storm Surge Hazard: A Probabilistic-Deterministic Approach
6.1 Introduction
6.2 Storm surge model
6.3 Probabilistic-deterministic cyclone ensemble
6.4 Storm surge hazard
6.5 Discussion
6.6 Conclusions and perspective
7. Conclusions and Perspectives for Future Work
7.1 Conclusion
7.2 Overview
7.3 Summary of conclusions and impacts
7.4 Future Research Perspectives
7.5 Transferrable lessons and concluding remarksNuméro de notice : 26768 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Océan, Atmosphère, Climat : Toulouse : 2021 Organisme de stage : Laboratoire d'Etudes en Géophysique et Océanographie Spatiales LEGOS nature-HAL : Thèse DOI : sans Date de publication en ligne : 06/01/2022 En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03514722/document Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=99866
Titre : Évaluation de l'évapotranspiration des zones irriguées en piémont du Haut Atlas, Maroc : modélisation, mesures micro-météorologiques et télédétection spatiale Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Jamal Elfarkh, Auteur Editeur : Toulouse : Université de Toulouse 3 Paul Sabatier Année de publication : 2021 Importance : 107 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Thèse pour obtenir le doctorat de l'Université de Toulouse, Spécialité Surfaces et interfaces continentales, HydrologieLangues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection
[Termes IGN] Atlas marocain
[Termes IGN] bilan hydrique
[Termes IGN] cultures irriguées
[Termes IGN] évapotranspiration
[Termes IGN] flux de rayonnement
[Termes IGN] image Landsat
[Termes IGN] image Landsat-8
[Termes IGN] image Sentinel-MSI
[Termes IGN] image Terra-MODIS
[Termes IGN] Normalized Difference Vegetation IndexIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) Une évaluation précise de l'évapotranspiration (ET) est indispensable à l'échelle du bassin pour étudier les processus hydrologiques et le bilan hydrique, en particulier de l'amont vers l'aval. Dans les montagnes, ce terme est mal connu en raison de divers défis, notamment la diversité de la végétation, la variabilité topographique, le manque de données disponibles et la difficulté d'effectuer des mesures sur ces terrain complexe. Dans ce contexte, l'objectif principal de cette thèse est d'étudier le potentiel de différents modèles basés sur la télédétection, à savoir TSEB (Two-Source-Energy-Balance model), SPARSE (Soil Plant Atmosphere and Remote Sensing Evapotranspiration), Shuttleworth-Wallace (SW) and SAMIR (SAtellite Monitoring of IRrigation), pour estimer l'ET sur une région du piémont du montagne. Premièrement, les modèles ont été testés à l'échelle locale en comparant avec les mesures de deux systèmes d'Eddy covariance (EC). Deuxièmement, la performance des modèles à l'échelle de la zone d'étude a été évaluée en pondérant les estimations par le footprint d'un scintillomètre à grande ouverture (LAS) et en les comparant aux mesures. D'abord TSEB basé sur les données de télédétection, MODIS et Landsat, a été testé à l'échelle locale en comparant ses estimations aux mesures EC. Quant à l'échelle locale, les résultats de comparaison des flux de chaleur latente simulés par TSEB basé sur les données Landsat sont très encourageants en comparant aux mesurés LAS, tandis qu'une dispersion plus importante a été observée lors de l'utilisation des produits MODIS. Ensuite, SW a été testé à l'échelle locale et de bons accords avec la mesure ont été démontrés. Cependant, ce modèle a besoin de nombreuses variables d'entrée pour calculer les résistances du sol (rss) et de la végétation (rsv), qui sont souvent difficiles à estimer à grande échelle, en particulier l'humidité du sol. Pour ce fait, une nouvelle approche pour spatialiser rss et rsv basée sur deux proxys de variables thermiques a été proposée. La comparaison entre les valeurs ET estimées par la nouvelle approche et mesurées confirme la capacité de l'approche proposée à fournir des cartes ET satisfaisantes. SPARSE a montré des performances acceptables pour l'estimation des flux de chaleur latente et sensible. Cependant, il est limité par plusieurs hypothèses et incertitudes. Notamment, la fiabilité des données de température de surface. De plus, le fait de prendre des paramètres calibrés constants sur toute l'année dans différentes conditions de végétation et d'environnement n'est pas représentatif d'une surface aussi complexe, en particulier la résistance stomatique minimale (rstmin). Le modèle SAMIR (Satellite Monitoring of Irrigation), est utilisé pour effectuer un suivi journalier du bilan hydrique de la zone étudiée. SAMIR a montré une très bonne performance pour la prévision de l'ET.[...] Note de contenu : Introduction générale
Chapitre I : Etat de l’art sur la mesure et la modélisation des transferts sol-végétation-atmosphère, notions et définitions
1.1 Introduction
1.2 Les échanges énergétiques au niveau de l’interface Sol-Végétation-Atmosphère (SVA)
1.3 Bilan hydrique à l’interface SVA
1.4 Utilisation de la télédétection pour la caractérisation des propriétés radiatives de surface
1.5 Présentation des différentes approches de modélisation de l’ET
1.6 Conclusion
Chapitre 2 : Site d’étude, données expérimentales et algorithmes des modèles
2.1 Introduction
2.2 Présentation du site
2.3 Matériels : description et bases physiques
2.4 Données satellitaires
2.5 Description et implémentation des modèles étudiés
2.6 Extrapolation des valeurs instantanées aux journalières
2.7 Conclusion
Chapitre 3 : Mesure et estimation des flux turbulents à l’échelle de la parcelle
3.1. Introduction
3.2. Traitement et analyse des mesures
3.3. Evaluation des données satellitaires
3.4. Validation des estimations des modèles à l’échelle locale par les mesures d’Eddy covariance
3.5. Conclusion
Chapitre 4 : Spatialisation de l’évapotranspiration et inter-comparaison des modèles
4.1. Introduction
4.2. Validation des estimations des modèles à l’échelle régionale par les mesures du scintillomètre 4.3. Comparaison des performances des modèles
ConclusionNuméro de notice : 26532 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Surfaces et interfaces continentales, Hydrologie : Toulouse : 2021 Organisme de stage : Centre d'Etudes Spatiales de la BIOsphère CESBIO nature-HAL : Thèse Date de publication en ligne : 27/04/2021 En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03208563/document Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=97626
