Dissertations / Theses: 'Radar à synthèse d'ouverture inverse'

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Martin, Jennifer. "Imagerie Isar à l'aide de l'algorithme génétique." Thesis, Université Laval, 2010. http://www.theses.ulaval.ca/2010/27630/27630.pdf.

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Pastoré, Laurette. "Imagerie radar par synthèse d'ouverture en basse fréquence." Paris 10, 2003. http://www.theses.fr/2003PA100026.

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Abstract:

Les principaux avantages de l'imagerie radar par rapport à l'imagerie optique sont un fonctionnement par tous les temps, une résolution en distance indépendante de la portée et éventuellement une information polarimétrique sur les caractéristiques électriques du réflecteur. L'imagerie par synthèse d'ouverture utilise le déplacement du radar pour former une antenne fictive et ainsi améliorer la résolution transverse des images. L'évolution la plus récente du radar RAMSES de l'ONERA est une extension vers les basses fréquences (bande P). Elles présentent l'intérêt de traverser le feuillage et pénétrer dans le sol mais posent cependant des problèmes spécifiques qui font l'objet de cette thèse : algorithmie, étalonnage et analyse des images. La dimension accrue de l'antenne synthétique dépasse la cadre d'application de l'algorithme Range Doppler classique. Le Range Migration Algorithm mis en oeuvre pendant ce travail, est apparu comme une solution adaptée à ce problème. La procédure proposée pour l'étalonnage polarimétrique prend en compte le long de l'antenne synthétique, les variations d'attitude de l'avion et de réponse de la cible étalon -variations qui deviennent significatives dans cette configuration. L'analyse des images calibrées permet la mesure de l'atténuation à travers le couvert qui dépend fortement de l'angle de vue et de la polarisation. Pour étendre cette analyse à la détection de cibles complexes (camions) sous couvert, un algorithme de détection de changements a été développé. La technique originale d'imagerie SAR verticale démontre aussi la pénétration sous la feuillage. L'étude théorique menée sur le propagation dans le sol en bande P prédit une atténuation fortement dépendante de l'angle d'incidence, de la polarisation et surtout des conditions d'humidité. La possibilité d'observer des objets enterrés est appuyée par les premiers résultats de la mise en oeuvre d'une procédure de stéréoscopie sur la dune du Pilat qui fait apparaître des structures non visibles en optique et probablement enfouies sous le sable Compared to optical imaging, radar advantages are : it is sensitive to weather and lightening conditions, range resolution does not depend on distance to target and polarimetric measure can provide information about electrical properties of the reflector. Synthetic aperture imagery makes us of aircraft motion to built a synthetic antenna, enhancing image cross range resolution. The ONERA radar RAMSES was recently upgraded with low frequency bands (P-Band). These frequencies penetrate through the ground and through forest canopy. However, it raises specific problems which this dissertation deals with : algorithm validity, calibration methods and image analysis. The wider synthetic antenna exceeds the classical Range Doppler Algorithm limitations. The Range Migration Algorithm used revealed as a good solution to this problem. The calibration process proposed takes into account the fluctuations of aircraft attitude and canonical traget response along the synthetic antenna. The calibrated images analysis enables foliage attenuation measure and features a significant under foliage penetration and a strong dependence on the incidence angle and polarisation. A change detection procedure was developed in order to extend this analysis to complex under cover targets detection (commodity trucks). Foliage penetration was also demonstrated using an original technique : SAR imaging on the vertical plane. Theoretical study about ground propagation predicts attenuation which strongly depends on incidence angle, on polarisation, and, most of all, on moist content. Radar stereo-vision evidence revealed that buried structures are indeed visible on our P band images

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Hervet, Éric. "Appariement d'images Radar à Synthèse d'Ouverture en conditions radargrammétriques." Toulouse, INPT, 2000. http://www.theses.fr/2000INPT007H.

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Abstract:

Le radar à synthèse d'ouverture (RSO) est un puissant outil de télédétection capable de fournir des images à haute résolution de la surface terrestre par tout temps, de jour comme de nuit. Les images radar sont caractérisées par une forte granulation appelée speckle, inhérente à la formation même des données radar et qui rend extrêmement difficile leur interprétation automatique. L'objectif de cette thèse concerne la radargrammétrie ou stéréovision radar, qui consiste à produire des modèles d'élévation de terrain à partir de paires d'images RSO. Pour cela il faut passer notamment par une phase-clé appelée appariement qui peut se faire à court terme en deux étapes : on effectue d'abord un filtrage du speckle, c'est-à-dire une estimation des réflectivités radar sous-jacentes de la surface imagée. Ceci permet alors d'appliquer aux images filtrées des méthodes de traitement d'images éprouvées en imagerie optique. Cette approche en deux temps est cependant limitée car fortement dépendante des résultats du filtrage qui, s'il réduit le speckle, ne le supprime pas complètement. Nous proposons une autre approche, dite "deux en un", qui consiste à développer des outils de stéréovision dédiés aux images RSO. L'étape d'appariement s'applique directement à des images non filtrées au préalable et se base sur une méthode d'optimisation robuste tenant compte des statistiques connues en imagerie RSO. Nous montrons qu'elle donne de meilleurs résultats qu'une approche en deux temps.

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Giret, Rébecca. "Imagerie radar par synthèse d'ouverture pour la gestion du trafic autoroutier." Phd thesis, INSA de Rennes, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00922039.

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Abstract:

La gestion et la maitrise du trafic autoroutier prend une importance particulière depuis cette dernière décennie de par l'augmentation constante du nombre de véhicules sur les routes. A cet égard, l'utilisation du télépéage est un moyen de fluidifier le trafic automobile aux abords des accès autoroutiers : les véhicules sont identifiés lorsque le badge à bord des véhicules est détecté par la balise de télépéage. L'objectif de l'étude présentée dans ce mémoire est l'ajout d'une fonction d'imagerie à un système de télépéage pour contrôler la nature du véhicule. La balise de télépéage émet un signal à ondes continues pour la détection du badge de l'usager. La cible (le véhicule), en passant sous la balise, crée le mouvement nécessaire à une synthèse d'ouverture. En effet, l'imagerie radar par synthèse d'ouverture permet l'obtention d'une image radar haute résolution. Dans l'axe distance (axe de propagation de l'onde émise), cette résolution peut être obtenue avec un signal impulsionnel et/ou modulé. La résolution dans l'axe azimut (sens de déplacement du radar ou de la cible) est atteinte grâce au mouvement relatif entre le radar et la cible.

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Trebossen, Hervé. "Apport des images RADAR à synthèse d'ouverture à la cartographie marine." Marne-la-Vallée, 2002. http://www.theses.fr/2002MARN0140.

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Abstract:

Plus de la moitié du transport de marchandises à travers le monde se fait par voie de mer. Un des moyens permettant d’assurer la sécurité des navires et par conséquent d’éviter les pollutions accidentelles est de mettre à la disposition des marins des cartes marines de qualité, conformes aux moyens modernes de navigation (navigation par GPS). Malheureusement, actuellement, ces documents de navigation sont anciens sur nombre de zones côtières. Le SHOM qui est chargé en France de l’établissement et de la diffusion de l’information nautique utilise, dans certains cas, pour actualiser plus rapidement ses cartes des images de télédétection provenant des satellites optiques SPOT. Dans les zones à forte nébulosité, l’acquisition de telles données est très aléatoire, les images des satellites RADAR à Synthèse d’Ouverture (RSO) apportent l’avantage de ne pas être perturbées par la couverture nuageuse. L’étude que nous présentons, née de la collaboration entre le SHOM et l’UMLV, a pour objectif de développer une méthode d’utilisation des données spatiales radar en vue de faciliter la création et la réactualisation des cartes marines. Le premier chapitre de ce travail présente, sur chacun des différents sites qui vont être « auscultés » au travers des images radar à synthèse d’ouverture, les grandes caractéristiques du milieu, la base de données images et cartes puis l’intérêt du site pour la cartographie marine. Les cinq sites côtiers présentés sont en partie en milieu tropical humide (la Guyane française, le Cameroun et le Gabon), en milieu polaire (Terre Adélie) et enfin en milieu inter-tropical aride (Mauritanie). Le deuxième chapitre porte sur les traitements radiométriques et géométriques mis en œuvre pour l’utilisation des images radar. Les traitements radiométriques comporteront principalement l’usage d’algorithmes connus et de logiciels déjà existants pour le filtrage du chatoiement sur les images d’amplitude, la génération des images de cohérence à partir de données complexes et l’extraction automatique d’informations. En ce qui concerne les traitements géométriques, nous avons choisi de développer un outil de géoréférencement pour les scènes ERS. Cet outil demande de connaître l’orbitographie du satellite, la position du géoïde sur le site imagé et la géométrie interne des données satellitaires. La validation de cet outil s’appuiera sur la prise en compte de points de contrôle au sol et sur la comparaison d’images acquises en orbites montante et descendante. L’analyse des images traitées se fera sur les thèmes intéressant la cartographie marine : en mer, au large et sur les zones de petits fonds proches de la côte, sur l’estran, et enfin, à terre, sur les végétations côtières et les zones anthropisées. D’autres données de télédétection (images optiques et autres données RSO) pourront être utilisées, selon les disponibilités, pour enrichir notre propos. Enfin le dernier chapitre est consacré, d’une part, aux réactualisations de cartes marines auxquelles nous avons participé et d’autre part, à la proposition de produits cartographiques nouveaux fusionnant les images RSO récentes et des données cartographiques plus anciennes, destinés à suppléer à l’absence de cartes classiques actualisées et susceptibles d’intégrer les évolutions observées sur certains sites d’étude More half of the carriage of goods throughout the world is done by sea. One of the means allowing to ensure the safety of the ships and consequently to avoid accidental pollution, is to put at provision of the sailors of the sea charts of quality, in conformity with the modern means of navigation (navigation by GPS). Unfortunately, currently, these documents of navigation are old on a number of coastal zones. The SHOM who is in charge in France of the establishment and of the diffusion of nautical information, uses, in certain cases, to bring up to date its cards more quickly, of the images of remote sensing coming from the optical satellites SPOT. In zones with strong nebulosity, the acquisition of such data is very random, the images of the satellites with Synthetic Aperture RADAR (SAR) bring the advantage of not being disturbed by the cloud cover. Present study is borned of collaboration between SHOM and UMLV, its main goal is to develop a method to use SAR images in order to facilitate nautical chart reactualisation. First chapter of this work presents, on each various site which "will be auscultated" through images radar with synthesis of opening, great characteristics of the medium, the data base images and cards then interest of the site for marine cartography. The five coastal sites presented are partly in humid tropical area (French Guiana, Cameroon, Gabon), in polar zone (Terre-Adélie) and last in arid inter-tropical area (Mauritania). Second chapter relates to the radiometric and geometrical processing implemented for the use of the images radar. Radiometric processing will comprise mainly the use of known algorithms for filtering of the speckle on amplitude images, generating coherence images with complex SAR data and extracting automatically information from SAR data. With regard to the geometrical processing, we chose to develop a tool in order to georeference our ERS images database. This tool requires to know satellite orbitography, geoid height on study site and internal satellite geometry. Validation of this tool will be based on ground control points acquisition and on comparison between ERS images acquired in ascending and descending pass. SAR data analysis will be done on topics interesting nautical charts updating: shallow waters close to coast, on inter-tidal zone, and finally, on terrestrial part, coastal vegetation and anthropic zones. Other remote sensing data (optical and different SAR data) could be used, according to availabilities, to enrich our matter. Last, fourth chapter is devoted with re-actualisations of nautical charts in which we participated. We propose new cartographic products including recent SAR images and older data from nautical charts, to compensate lack of traditional maps up to date and likely to integrated evolutions observed study sites

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Tria, Mohamed. "Imagerie Radar à Synthèse d'Ouverture (RSO) Par Analyse En Ondelettes Continues Multidimensionnelles." Phd thesis, Paris 11, 2005. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011181.

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Abstract:

Le travail de thèse a porté sur "l'imagerie radar à synthèse d'ouverture par analyse en ondelettes continues multidimensionnelles". Ce travail de thèse a consisté à mettre en oeuvre des méthodes d'analyse temps-fréquence dans le domaine de l'imagerie SAR (Synthetic aperture Radar). Le principe de l'imagerie SAR consiste à illuminer une zone du sol avec le faisceau d'ondes éléctromagnétiques de l'antenne radar. Cette zone se compose de plusieurs points réflecteurs appartenant à une ou plusieurs cibles. Alors que le porteur se déplace sur sa trajectoire de vol, l'antenne émet périodiquement des impulsions qui parviennent à l'ensemble des cibles présentes dans la zone illuminée. Une partie non-négligeable de chaque impulsion est alors réfléchie par les cibles puis interceptée par le radar. L'ensemble des données collectées par le radar va permettre d'établir l'image de terrain en haute résolution via un algorithme de reconstruction d'images. Les méthodes classiques d'imagerie font l'hypothèse d'isotropie (les points imagés se comportent de la même manière selon l'angle sous lequel ils sont vus) et de blancheur (les points imagés ont le même comportement dans la bande fréquentielle émise) des réflecteurs imagés. Malheureusement, les hypothèses précédentes ne sont plus valables avec l'émergence de nouvelles capacités d'imagerie (large bande fréquentielle, grandes excursions angulaires,. . . ). L'objectif du travail de thèse a consisté à développer une méthode d'analyse temps-fréquence basée sur l'utilisation d'ondelettes continues permettant de mettre en lumière les phénomènes d'anisotropie et de coloration des points imagés. Ce type d'analyse se fonde sur le concept d'hyperimage qui permet d'associer à chaque pixel de l'image SAR, son comportement angulaire et fréquentiel. L'algorithme d'implantation de la transformée en ondelettes continues que nous avons proposé est basé sur la transformée de Fourier. Par conséquent, l'algorithme est à moindre coût en terme de temps de calcul en utilisant l'algorithme rapide de transformée de Fourier (FFT). . The thesis work was about the " Synthetic Aperture Radar (SAR) imaging by using the multidimensional continuous wavelet analysis ". This work consisted in establishing time-frequency methods in the SAR domain. The principle of the SAR imaging consists in irradiating a ground zone with electromagnetic waves emitted by the radar antenna. This zone contains several reflectors belonging to one or several targets. While the airborne is moving on its flight path, the antenna emits periodically impulses which reach the whole targets located on the irradiated zone. A non-negligible part of each impulse is reflected by the target and received by the radar. The whole collected data will be used to form a high resolution image of the illuminated zone thanks to an algorithm of image reconstruction. The classical imaging methods assume that the reflectors are isotropic (they behaves the same way regardless the aspect under wich they are viewed) and white (they have the same properties within the emitted bandwidth). Unfortunately, new capacities in SAR imaging (large bandwidth, large angular excursions of analysis) makes these assumptions obsolete. The purpose of the thesis work consisted in developing a time-frequency method based on the use of continuous wavelets allowing to highlight the anisotropic and coloration effects of the irradiated points. This kind of analysis is based on the concept of hyperimage which allows to associate to each pixel an energetic response which is a function of the aspect and the frequency. The algorithm allowing to implant the continuous wavelet transform is based on the Fourier transform. Hence, this algorithm is not expensive in terms of time calculation by using the Fast Fourier Transform (FFT). .

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Guglielmi-Giraudo, Véronique. "Contribution à l'étude de méthodes super-résolvantes appliquées au radar à synthèse d'ouverture." Toulouse, INPT, 1996. http://www.theses.fr/1996INPT081H.

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Abstract:

Afin d'ameliorer la resolution spatiale des images obtenues a partir d'un radar a synthese d'ouverture, nous cherchons a traiter le signal recu par des techniques super-resolvantes au lieu de la compression d'impulsion habituelle par filtrage adapte. Le probleme inverse du pre-traitement radar etant malheureusement mal-pose, nous devons utiliser des techniques de regularisation, en incorporant une information a priori sur la scene imagee. Nous avons donc applique des techniques de restauration ou la connaissance a priori soit repose sur des proprietes deterministes de la solution, soit est formulee en termes de lois de probabilites, liees aux proprietes du speckle. Par ailleurs, nous avons essaye de retrouver a partir des donnees images non plus le champ retrodiffuse de reflectivite radar mais plutot la cause meme de ce champ. Ainsi, nous avons pose le probleme inverse de la section radar de retrodiffusion comme un probleme de maximum de vraisemblance. Enfin, nous avons aussi envisage des methodes parametriques reposant sur une modelisation parametrique des donnees recues ou sur une extrapolation spectrale parametrique de la solution. Des resultats numeriques, obtenus a la fois a partir de signaux simules et de donnees radar reelles, ont permis de mettre en evidence le fait que la resolution classique du filtre adapte peut etre amelioree, en particulier quand des cibles brillantes de petites dimensions constituent les objets interessants de l'image. Certaines techniques super-resolvantes apparaissent ainsi comme une approche attrayante du traitement radar

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Lê, Thu Trang. "Extraction d'informations de changement à partir des séries temporelles d'images radar à synthèse d'ouverture." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAA020/document.

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Abstract:

La réussite du lancement d'un grand nombre des satellites Radar à Synthèse d'Ouverture (RSO - SAR) de nouvelle génération a fourni régulièrement des images SAR et SAR polarimétrique (PolSAR) multitemporelles à haute et très haute résolution spatiale sur de larges régions de la surface de la Terre. Le système SAR est approprié pour des tâches de surveillance continue ou il offre l'avantage d'être indépendant de l'éclairement solaire et de la couverture nuageuse. Avec des données multitemporelles, l'information spatiale et temporelle peut être exploitée simultanément pour rendre plus concise, l'extraction d'information à partir des données. La détection de changement de structures spécifiques dans un certain intervalle de temps nécessite un traitement complexe des données SAR et la présence du chatoiement (speckle) qui affecte la rétrodiffusion comme un bruit multiplicatif. Le but de cette thèse est de fournir une méthodologie pour simplifier l'analyse des données multitemporelles SAR. Cette méthodologie doit bénéficier des avantages d'acquisitions SAR répétitives et être capable de traiter différents types de données SAR (images SAR mono-, multi- composantes, etc.) pour diverses applications. Au cours de cette thèse, nous proposons tout d'abord une méthode générale basée sur une matrice d'information spatio-temporelle appelée Matrice de détection de changement (CDM). Cette matrice contient des informations de changements obtenus à partir de tests croisés de similarité sur des voisinages adaptatifs. La méthode proposée est ensuite exploitée pour réaliser trois tâches différentes: 1) la détection de changement multitemporel avec différents types de changements, ce qui permet la combinaison des cartes de changement entre des paires d'images pour améliorer la performance de résultat de détection de changement; 2) l'analyse de la dynamicité de changement de la zone observée, ce qui permet l'étude de l'évolution temporelle des objets d'intérêt; 3) le filtrage nonlocal temporel des séries temporelles d'images SAR/PolSAR, ce qui permet d'éviter le lissage des informations de changement dans des séries pendant le processus de filtrage.Afin d'illustrer la pertinence de la méthode proposée, la partie expérimentale de la thèse est effectuée sur deux sites d'étude: Chamonix Mont-Blanc, France et le volcan Merapi, Indonésie, avec différents types de changements (i.e. évolution saisonnière, glaciers, éruption volcanique, etc.). Les observations de ces sites d'étude sont acquises sur quatre séries temporelles d'images SAR monocomposantes et multicomposantes de moyenne à haute et très haute résolution: des séries temporelles d'images Sentinel-1, ALOS-PALSAR, RADARSAT-2 et TerraSAR-X A large number of successfully launched and operated Synthetic Aperture Radar (SAR) satellites has regularly provided multitemporal SAR and polarimetric SAR (PolSAR) images with high and very high spatial resolution over immense areas of the Earth surface. SAR system is appropriate for monitoring tasks thanks to the advantage of operating in all-time and all-weather conditions. With multitemporal data, both spatial and temporal information can simultaneously be exploited to improve the results of researche works. Change detection of specific features within a certain time interval has to deal with a complex processing of SAR data and the so-called speckle which affects the backscattered signal as multiplicative noise.The aim of this thesis is to provide a methodology for simplifying the analysis of multitemporal SAR data. Such methodology can benefit from the advantages of repetitive SAR acquisitions and be able to process different kinds of SAR data (i.e. single, multipolarization SAR, etc.) for various applications. In this thesis, we first propose a general framework based on a spatio-temporal information matrix called emph{Change Detection Matrix} (CDM). This matrix contains temporal neighborhoods which are adaptive to changed and unchanged areas thanks to similarity cross tests. Then, the proposed method is used to perform three different tasks:1) multitemporal change detection with different kinds of changes, which allows the combination of multitemporal pair-wise change maps to improve the performance of change detection result;2) analysis of change dynamics in the observed area, which allows the investigation of temporal evolution of objects of interest;3) nonlocal temporal mean filtering of SAR/PolSAR image time series, which allows us to avoid smoothing change information in the time series during the filtering process.In order to illustrate the relevancy of the proposed method, the experimental works of the thesis is performed on four datasets over two test-sites: Chamonix Mont-Blanc, France and Merapi volcano, Indonesia, with different types of changes (i.e., seasonal evolution, glaciers, volcanic eruption, etc.). Observations of these test-sites are performed on four SAR images time series from single polarization to full polarization, from medium to high, very high spatial resolution: Sentinel-1, ALOS-PALSAR, RADARSAT-2 and TerraSAR-X time series

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Onana, Vincent de Paul. "Système d'aide à l'extraction automatique d'informations géographiques dans les images radar à synthèse d'ouverture." Université de Marne-la-Vallée, 2001. http://www.theses.fr/2001MARN0127.

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Vasile, Gabriel. "Imagerie radar à synthèse d'ouverture interférométrique et polarimétrique : application au suivi des glaciers alpins." Chambéry, 2007. http://www.theses.fr/2007CHAMS019.

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Abstract:

La première partie méthodologique de ce mémoire est dédiée au filtrage du speckle des données POL-InSAR multivariées et son impact sur l'estimation de paramètres. Trois directions principales ont été étudiées pour gagner en stationnarité/ergodicité : des voisinages adaptatifs vis-à-vis du signal, un estimateur adaptatif ou non et la compensation de la composante déterministe du signal de phase interférométrique. Ce mémoire propose une nouvelle stratégie pour filtrer des images SAR multivariées : l'utilisation de voisinages adaptatifs obtenus par une technique de croissance de région multivariée. Cette méthode appelée IDAN combine toutes les informations d'intensité disponibles dans un processus de croissance de région pour assurer la validité des hypothèses de stationnarité/ergodicité. Conjointement à IDAN, une nouvelle méthode est proposée pour estimer les fréquences locales dans des interférogrammes SAR. Ces méthodes ont été testées à la fois sur des images satellitaires basse résolution provenant d'acquisitions tandem ERS et sur plusieurs jeux de données aéroportées haute résolution dans différentes bandes de fréquences et configurations polarimétriques. La seconde partie de ce mémoire est dédiée à l'observation des glaciers alpins par télédétection SAR. Cette partie aborde le problème du traitement des données SAR multivariées sur le site test Chamonix Mont-Blanc. L'analyse de plusieurs interférogrammes ERS tandem acquis entre juillet 1995 et avril 1996 a permis d'obtenir les premiers champs de vitesse D-InSAR sur des glaciers des Alpes françaises et de montrer qu'il est possible de mesurer leur vitesse de surface entre octobre et avril avec un échantillonnage spatial de l'ordre de 20 m dans des interférogrammes à 1 jour en bande C. La seconde application présente une analyse POL/POL-InSAR des données SAR multibandes haute résolution acquises par le système aéroporté E-SAR en octobre 2006 In this PhD thesis, two main axes have been investigated. The first methodological part of this thesis proposes a particular focus on speckle filtering of POL-InSAR multivariate data and its implication on parameter estimation. The objective of speckle filtering is to retrieve the radiometric and spatial scene information from the observed speckled SAR measurement. Three main directions for gaining in stationarity/ergodicity have been investigated : signal adaptive neighbourhoods, non-adaptive/adaptive estimators and compensation of deterministic components in the interferometric phase signal. This thesis proposes a novel strategy for filtering multivariate SAR images, namely the use of adaptive neighbourhoods obtained by multivariate region growing techniques. According to this algorithm, named IDAN, all the available intensity images of the polarimetric or/and interferometric components are fused in the region growing process to ensure the validity of the stationarity/ergodicity assumptions. A novel method for estimating local frequencies in SAR interferograms is proposed. These algorithms have been tested both on several high resolution airborne data sets, and on low resolution spaceborne tandem ERS SAR images. The second part of this thesis is dedicated to Alpine glacier monitoring by SAR remote sensing. This part tackles the problem of processing multivariate SAR data over the Chamonix Mont-Blanc test site. The first application presented consists in measuring the 3D displacement field of an Alpine glacier by D-InSAR. The analysis of several tandem ERS interferograms between July 1995 and April 1996 shows that it is possible to measure temperate glacier surface velocity fields from October to April in 1-day C-band interferograms with approximately 20-meter ground sampling. The second application is represented by the first POL-InSAR analysis of multiband high resolution airborne SAR data acquired by the ESAR system in October 2006

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Le, Tourneau François-Michel. "Etude des paysages du littoral amazonien à partir d'images de radar à synthèse d'ouverture." Marne-la-Vallée, 1999. http://www.theses.fr/1999MARN0042.

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Abstract:

L'imagerie radar est un outil particulierement precieux pour l'etude des zones equatoriales puisqu'elle permet de voir a travers les nuages. De nombreuses etudes, menees en particulier sur la guyane, mettent en avant l'utilite de ces donnees pour l'etude des milieux naturels tropicaux et leur evolution sous la pression anthropique croissante. Or si l'offre en images radar est plutot abondante, ces donnees sont moins utilisees que lors des annees 1970. Cette sous-utilisation est probablement due aux difficultes d'interpretation inherentes aux donnees radar. Nous cherchons dans ce travail a confronter les informations issues de l'interpretation d'un ensemble d'images radar avec un questionnement geographique afin de determiner dans quelle mesure les premieres repondent au second et afin de proposer une methodologie d'interpretation qui rende ces donnees plus accessibles. Le littoral amazonien est une zone de choix pour cette recherche, surtout dans la mesure ou la vision synoptique que permet la mosaique de plus de vingt images dont nous disposions est originale. Nous avons cherche a y caracteriser les paysages et leur fonctionnement, notamment en rapprochant les donnees radar de statistiques bresiliennes a l'echelle du municipe. La premiere partie du travail cherche a decrire le fonctionnement du capteur radar et les phenomenes de reflexion des ondes, afin d'interpreter au mieux les images. Nous y rappelons egalement les differentes entreprises de cartographie radar qui ont eu lieu en amerique latine et proposons un panorama des donnees disponibles actuellement. Nous presentons ensuite le littoral amazonien, sa constitution et les origines de la fracture nord-sud qui s'y manifeste sur le plan humain. La troisieme partie presente la methodologie de constitution de notre base de donnees mais egalement une methodologie d'interpretation des images basee sur la connaissance du contexte geographique. Enfin dans une quatrieme partie nous etudions les paysages du littoral amazonien, tels que nous avons pu les saisir a partir de notre base de donnees et de nos visites sur le terrain. Nous mettons ainsi en particulier en relief les mutations sensibles de certains milieux comme les campos de l'amapa sous la pression des societes productrices de cellulose ou la zone bragantine devant la croissance de l'elevage bovin

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Mavrocordatos, Constantin. "Étude et réalisation d'un calculateur temps réel pour un radar à synthèse d'ouverture aéroporté." Toulouse, ENSAE, 1990. http://www.theses.fr/1990ESAE0011.

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Abstract:

Le radar à synthèse d'ouverture est un instrument aéroporté (ou spatial) permettant la prise d'images du sol de haute résolution. Son fonctionnement, contrairement aux instruments optiques, ne dépend ni de la luminosité naturelle ni de la présence de nuages. Cette performance est atteinte au prix d'un traitement très exigeant en quantité de calculs. Un calculateur effectuant ce traitement en temps réel est étudié et réalisé. Il comporte une partie analogique et une autre numérique. Au cœur du système, un convoluteur à ondes acoustiques de surface effectue la convolution du signal radar avec une réplique programmable de 83 points complexes, en 6, 4 s. La partie numérique est composée d'une mémoire tournante de 8 Mbit, un générateur numérique des répliques et une interface de sortie. Une image de la région survolée est affichée en temps réel à bord sur un écran vidéo et peut également être enregistrée puis restituée au sol. Plusieurs images traitées par ce calculateur sont comparées. Leur excellente qualité démontre la validité du principe de traitement, s'appuyant sur l'utilisation d'un convoluteur à ondes acoustiques de surface.

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Soccorsi, Matteo. "Estimation des paramètres et modélisation des données radar à synthèse d'ouverture à haute résolution." Paris, Télécom ParisTech, 2010. https://pastel.hal.science/pastel-00561766.

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Abstract:

La thèse porte sur l’extraction d’informations et l’amélioration des données RSO de un mètre de résolution visantà fournir des meilleurs descripteurs de contenu pour la compréhension des scènes et la reconnaissance de cibles, pour des produits améliorés radiométriquement et spatialement. Pour atteindre cet objectif, la thèse approche le problème de la modélisation des images RSO et propose une nouvelle solution fondée sur l’estimation du problème inverse pour l’extraction d’information. Le problème de la sélection du modèle est géré par le taux de distorsion, en raison de sa correspondance avec le cadre de l’inférence bayésienne. Nous commençons l’analyse avec l’extension de la famille de champs aléatoires de Gauss-Markov linéaires a des données à valeurs complexes, qui s’applique aux variables al´eatoires à valeurs complexes : la distribution normale à plusieurs variables complexes et le modèle paramétriques des champs aléatoires de Gauss-Markov en cas de variables aléatoires correctes et incorrectes. La méthode proposée est une régularisation de Tikhonov dans le domaine complexe. Le speckle est traité comme un processus aléatoire à valeurs réelles. L’approche dans le domaine complexe permet de gérer la formation de l’image cohérente comme information ou comme incertitude dans le cas de structures ou de textures de la scène. Dans le contexte de l’optimisation des paramètres pour l’extraction de caractéristiques, a fenêtre d’analyse optimale (moyenne) et l’ordre optimal (moyen) du rocessus d’auto-régression sont estimés à l’aide du taux de distorsion. Cela confirme que le taux de distorsion est une bonne mthode basée sur l’entropie our la sélection de modèle The thesis is approaching this problematic by statistical modeling and Bayesian inference for complex SAR image analysis. The Tikhonov regularization method is applied for image restoration because it allows to reformulate the ill-posed image estimation problem into a well-posed problem by the selection of a convex function. It allows to use the required image and prior models and to find the Maximum A Posteriori (MAP) estimate solution, exploiting the connection to the Bayesian framework. Furthermore it allows the optimization to be performed on complex-valued data and to include the system impulse response which has to be included to correctly model the SAR image. The use of the Rate Distortion for model selection is possible because of the connection between the mutual information and the Occam factor which permits the model selection in the first level of Bayesian inference. The model selection is applied in order to optimize the parameters of the Model Based Despeckling (MBD) algorithm for image denoising and feature extraction : the optimal average analyzing window and the optimal average model order. The method is a global approach and suits in case of large data sets because of its simplicity and fastness. The Rate Distortion based model selection is appropriate for the design of image information mining systems. The Tikhonov regularization shows to be a powerfulmethod for the regularization of complex-valued images. It is recommended in applications where the phase is required, e. G. Interferometry, target analysis, because it provides an estimation of the image reflectivity while preserving the phase of the signal

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Mallepeyre, Vincent. "Conception d'un simulateur radar à synthèse d'ouverture ultra large bande pour la détection de mines." Limoges, 2002. http://www.theses.fr/2002LIMO0045.

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Abstract:

Ce travail s'inscrit dans le cadre de la validation d'un concept de détection de cibles en présence de sol par un radar à synthèse d'ouverture S. A. R. , utilisant des impulsions temporelles ultra brèves couvrant un très large spectre 100MHz - 16HZ. Cette étude résulte d'une collaboration entre l'I. R. C. O. M. (Institut de Recherche en Communications Optiques et Microondes) et le C. E. L. A. R (Centre d'Electronique de l'Armement). Un démonstrateur radar SAR ULB nommé PULSAR a été construit et testé sur le site du C. E. L. A. R. L'objet de cette thèse est de décrire les outils numériques qu'il a été nécessaire d'adapter pour traiter le problème spécifique de la détection de mines, posées ou enterrées, dans des sols de caractéristiques différentes, par un radar SAR ULB. Ces résultats obtenus permettent de prédire à partir des performances du radar et de sa position par rapport au sol, les capacités de détection du système. Une bonne concordance a été obtenue entre les réponses déterminées théoriquement et celles mesurées pour des cibles positionnées en surface This work consists in validating the concept of target detection through the ground thanks to Synthetic Aperture Radar (SAR) using ultra short transient pulses covering a very broad spectrum (100 MHz-1 GHz). This study results from a collaboration between the IRCOM (Research Institute in Optical and Microwave Communications) and the CELAR (Armament Electronic Centre in Bruz (35) France). A SAR Ultra Wide Band (UWB) radar demonstrator, named PULSAR, was built and tested on the CELAR site. The object of this thesis is to describe the numerical tools that had to be adapted to deal with the specific problem of mine detection, laid or buried, in grounds of different characteristics, thanks to a SAR UWB radar. A good consistency was obtained between the responses determined theoretically and those measured for targets positioned on the surface

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Le, Besnerais Guy. "Méthode du maximum d'entropie sur la moyenne, critères de reconstruction d'image et synthèse d'ouverture en radio-astronomie." Paris 11, 1993. http://www.theses.fr/1993PA112412.

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Abstract:

Nous étudions le problème de la reconstruction d'une image à partir d'une mesure incomplète et dégradée de sa transformée de Fourier bidimensionnelle. On suppose en outre que l'image cherchée appartient à un ensemble convexe de fonctions définie par un gabarit. Enfin, le problème se présente parfois comme la remise à jour d'une image grossière déjà disponible, à laquelle la reconstruction finale doit «ressembler» dans la limite de ce qu'autorisent les données. L'approche adoptée est d'optimiser, sous les contraintes définies par les données de Fourier, un critère choisi pour imposer toutes les propriétés précédentes à la solution. Pour définir ce critère, nous utilisons le procédé du maximum d'entropie sur la moyenne (PMEM), introduit à l'origine par J. Navaza. Nous effectuons le lien entre le PMEM et les méthodes «à maximum d'entropie» très utilisées, car adaptées à la contrainte de positivité. Nous présentons ensuite une méthodologie de construction de critères fondée sur le PMEM et qui constitue une généralisation des méthodes précédentes, car il est alors possible de tenir compte de contraintes autres que la positivité. Un exemple synthétique monodimensionnel est présenté pour illustrer les propriétés générales des reconstructions obtenues. La méthode est appliquée au problème d'imagerie propre à la synthèse d'ouverture en radio-astronomie. Dans ce type d'application, il est important de tenir compte des erreurs systématiques qui n'ont pu être calibrées, en particulier celles affectant la phase des mesures. Nous introduisons à cet effet un jeu de paramètres de correction de ces aberrations, puis nous optimisons le critère choisi par rapport à ces nouvelles variables. Les résultats obtenus sont illustrés sur des exemples de simulation bidimensionnels We adress here the problem of image reconstruction from a limited number of its Fourier coefficients, degraded by noise and/or systematic errors. The sought image is assumed to belong to a convex set of functions defined by some known template. Sometimes the problem may also consist in updating a default image, so that the reconstructed image be close to the default one in terms of some discrepancy measure. Reconstruction may be achieved by optimization of a criterion which naturally imposes the expected properties on the solution. The design of such a criterion is carried out using the maximum entropy on the mean procedure (MEMP), as originally proposed by J. Navaza. We first emphasize the relationship between MEMP and the maximum entropy image reconstruction methods, which are usualy used in connection with the positivity constraint. Then we present a constructive procedure to design image reconstruction criteria, based on the MEMP, which generalizes the maximum entropy methods, since it works with constraints other than positivity. A study of the properties of the reconstructions which may be obtained is given using a synthetic monodimensionnal problem. The method is then applied to the imaging problem which occurs in aperture synthesis techniques in radio-astronomy. Ln this problem, the influence of systematic errors, which remains after the calibration procedures and especially those affecting the phase of the measured data must be accounted for. The correction of systematic errors is handled through the introduction of a set of parameters, and the criterion is optimized with respect to this new set of variables. Simulation results are provided on bidimensionnal problems

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Veyssière, Gaëlle. "Apport des mesures du radar à synthèse d'ouverture de Sentinel-1 pour l'étude des propriétés du manteau neigeux." Thesis, Toulouse, INPT, 2019. http://www.theses.fr/2019INPT0025/document.

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Abstract:

Le suivi de l’évolution du manteau neigeux est directement lié à des enjeux socio-économiques majeurs en zone de montagne. Parmi ces enjeux figure la prévision du risque d’avalanche qui s’appuie principalement sur des observations et sur la connaissance de l’état du manteau neigeux et de son évolution dans le temps. Dans cette thèse, co-financée par le CNES et par Météo- France, nous avons évalué l’apport d’observations de télédétection spatiale active micro-ondes issues du radar à synthèse d’ouverture (SAR) de Sentinel-1, pour suivre l’évolution de certaines propriétés du manteau neigeux. Dans un premier temps, nous avons évalué la chaîne de modélisation SAFRAN-ISBA/Crocus-MEMLS par rapport aux données Sentinel-1 pré-traitées sur 3 saisons hivernales de 2014 à 2017, sur une zone de 2310 km2 à 20 m de résolution dans les Alpes du Nord françaises. Nous avons montré que les données SAR étaient pertinentes pour suivre l’évolution du manteau neigeux et, avons démontré la capacité de la chaîne de modélisation à reproduire les variations du signal observé dans le temps malgré de forts biais négatifs en cas de neige humide. Nous nous sommes intéressés à la valeur ajoutée des observations SAR de Sentinel-1 pour cartographier la neige humide, c’est-à-dire, la neige avec un taux élevé d’eau liquide. Des comparaisons ont été effectuées entre les produits neige humide obtenus par Sentinel-1 et les produits neige de Sentinel-2 distribués par Theia. Cette étude a été menée sur la saison hivernale 2017-2018, qui a connu un enneigement exceptionnel. Ces travaux ouvrent la voie à l’assimilation de données de télédétection SAR dans le modèle de neige Crocus ainsi qu’à une plus grande exploitation de ces données dans le cadre du suivi de l’enneigement pour de multiples applications Monitoring snowpack properties in moutainous areas is directly related to major socio-economic issues. Among these issues, avalanche prediction works through a range of tools based on meteorological and snow observations and modeling. In this thesis, co-funded by the CNES and Météo-France, we evaluated the contribution of Sentinel-1 synthetic aperture radar (SAR) remote sensing observations to study the snowpack properties and the quality of the simulations for assimilation in a snowpack model. As a first step, we evaluated the SAFRAN-ISBA/Crocus- MEMLS modeling chain against pre-processed Sentinel-1 data for 3 winter seasons from 2014 to 2017 over an area of 2310 km2 in the Northern French Alps. We have shown that SAR data are relevant for monitoring snowpack evolution and demonstrated the ability of the modeling chain to reproduce observed signal variations despite strong negative bias in wet snow conditions. We focused on wet snow products derived from Sentinel-1 SAR observations in synergy with snow absence/presence products derived from visible Sentinel-2 observations. This study was conducted on the winter season 2017-2018, which was remarkable for its snow and avalanche conditions. Such combined products make it possible to follow the spatio-temporal variability of mountain wet snow and dry snow at high elevation. This work opens the way for the assimilation of SAR remote sensing data into the Crocus snowpack model as well as greater exploitation of this data in the context of avalanche snow monitoring and prediction for a variety of purposes

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Ciuc, Mihai. "Traitement d'images multicomposantes : application à l'imagerie couleur et radar." Chambéry, 2002. http://www.theses.fr/2002CHAMS007.

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Abstract:

Ce mémoire porte sur le traitement des images multicomposantes, caractérisées par le fait que la valeur d'un pixel est représentée non par un seul scalaire (images à niveaux de gris), mais par plusieurs valeurs, qui peuvent être de même nature, ou bien correspondre à des grandeurs physiques différentes. Plus précisément, cette thèse s'intéresse à l'application du principe de traitement d'images à voisinages adaptatifs au cas des images multicomposantes. Ce principe, étudié et appliqué jusqu'à présent dans le cas des images scalaires, consiste en l'utilisation, comme support spatial pour le calcul de la valeur finale d'un pixel, d'un voisinage de forme et taille qui sont particularisées pour le pixel en cause. Nous illustrons l'application de ce principe au traitement des images multicomposantes dans le cadre de diverses applications concernant l'imagerie couleur (filtrage amélioration) et la télédétection (filtrage de speckle dans les images RSO multitemporelles, filtrage de la cohérence issue d'un couple interférométrique). Nous montrons que, pour chacune des applications étudiées, les opérateurs basés sur des voisinages ) adaptatifs fournissent des résultats meilleurs que ceux obtenus avec des opérateurs classiques, tant du point de vue subjectif (perception humaine), qu'objectif, tel qu'il peut être évalué par des mesures d'erreur numériques This thesis deals with multicomponent image processing. A multicomponent image pixel is characterized by a few components, which may be of different nature. More precisely, this thesis extends the adaptive-neighborhood principle to multicomponent images. This principle, so far investigated for the case of gray-level images, consists in determining, for each pixel, a variable-sized, variable-shaped neighborhood, which ) serves as spatial support for the computation of the final value at that current pixel. We exemplify the application of the principle to multicomponent images in the context of various applications covering the field of color (filtering, enhancement) and radar (multitemporal SAR image filtering, coherence filtering in complex interferograms) imagery. Moreover, we show that, for each of the studied applications, the adaptive-neighborhood-based operators lead to better results than those obtained by standard operators, by both subjective and objective criteria

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Mesnager, Gilles. "Évaluation de méthodes spectrales pour le traitement à bord de données issues d'un radar à synthèse d'ouverture." Toulouse, INPT, 1994. http://www.theses.fr/1994INPT060H.

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Abstract:

Le but de cette these est d'etudier une methode originale de traitement des donnees issues d'un radar a synthese d'ouverture (rso). La simplification des algorithmes necessaires a la synthese de l'image permet d'envisager la realisation de cette etape a bord du satellite. La forme compacte des donnees obtenues reduit le debit des donnees a transmettre. Le premier chapitre rappelle les definitions des coefficients caracteristiques d'une image radar, ainsi que le principe de la synthese d'ouverture. Les limitations associees au principe de formation des images rso sont exprimees en termes d'ambiguites et de resolution. Les equations issues de la synthese d'ouverture et de la compression d'impulsion sont exposees au second chapitre, ainsi que les differentes methodes d'extraction des coefficients. Certaines contraintes liees au principe d'analyse des images sar sont exposees. Le troisieme chapitre montre l'interet de l'algorithme du specan en terme de cout calculatoire. L'extension originale de cet algorithme, incorporant des methodes d'analyse spectrale parametrique est presentee. Les differents modeles de signaux utilises sont presentes. L'etude theorique originale de cette nouvelle methode d'estimation d'image est realisee au chapitre 4. Les resultats sont exprimes dans le cas d'une image de type indiciel ou impulsionnel et compares a ceux obtenus par des methodes classiques. Les differents algorithmes permettant d'estimer les parametres des modeles sont resumes au chapitre 5. L'analyse de la qualite image suivant les modeles employes est effectuee au chapitre 6, et des solutions d'implantation de la methode retenue avec les contraintes temps reel sont detaillees au chapitre 7

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Imbo, Patrick. "Apport de la diversité de polarisation dans le cadre de Radars à Synthèse d'Ouverture spatiaux." Toulouse, INPT, 2004. http://www.theses.fr/2004INPT015H.

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Abstract:

Dans le domaine spatial, la diversité de polarisation est encore une ressource rare. Les radars spatiaux opérationnels civils actuels, ERS et RADARSAT n'offrent pas cette diversité de polarisation. Leurs émissions et réceptions sont respectivement limitées aux polarisations verticale et horizontale. L'arrivée d'ENVISAT, sans ouvrir la porte à la polarimétrie totale, offre tout de même des perspectives d'utilisation de signatures radar acquises sous différentes configurations de polarisation. Par ailleurs, les missions spatiales de demain (RadarSat2, ALOS,. . . ) emportent toutes des modes de polarimétrie totale expérimentaux (notée fp pour full polarimetry). La technique polarimétrique spatiale est par conséquent une technique de devenir, pour laquelle les potentialités doivent être précisemment évaluées. Néanmoins, la spécificité des missions spatiales réside dans le fait qu'elles sont par nature moins performantes en termes de résolution géométrique, de bilan de liaison que leurs homologues aéroportés. L'objectif principal de cette étude est de mettre en lumière les possibles compromis à établir entre la réduction de la mesure polarimétrique, et les gains en terme d'architecture des charges utiles radar qui en découlent. On évalue successivement des architectures incohérentes basées sur la réception incohérente de signaux de co- et de cross-polarisation, puis des architectures cohérentes qui se cantonnent à des mesures de co-polarisation. On introduit un mode de visualisation original de la mesure polarimétrique permettant de n'en retenir que le caractère utile (la représentation ITS) [. . . ]

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Mvogo, Ngono Joseph. "Compression des images de radar à synthèse d'ouverture dans le cadre de leur utilisation dans les systèmes d'information géographique." Université de Marne-la-Vallée, 2001. http://www.theses.fr/2001MARN0130.

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Bruniquel, Jérôme. "Contribution de données multi-temporelles à l'amélioration radiométrique et à l'utilisation d'images de radars à synthèse d'ouverture." Toulouse 3, 1996. http://www.theses.fr/1996TOU30159.

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Abstract:

Les lancements recents de plusieurs satellites d'observation de la terre utilisant des radars a synthese d'ouverture (rso), operant quelles que soient les conditions meteorologiques, offrent l'opportunite d'exploiter de longues series temporelles d'images. L'utilisation de donnees multi-temporelles permet l'interferometrie et la detection de changements d'etat de surface. La variation radiometrique entre les dates et la coherence sont deux variables largement utilisees. Cependant, du a la nature coherente de l'eclairement, le speckle perturbe l'exploitation des donnees. Jusqu'a present, la reduction necessaire du speckle s'effectuait date par date au moyen de filtres spatiaux qui deteriorent la resolution geometrique. L'objectif principal de cette these est d'utiliser la diversite de plusieurs images afin d'ameliorer la radiometrie d'une serie d'images rso. Diverses sommations pixel a pixel de plusieurs canaux sont developpees permettant de reduire le speckle tout en conservant l'information radiometrique de chaque image de la serie. Pour les donnees complexes, le whitening filter permet une reduction optimale et constante du speckle. Pour les donnees intensites, il est montre qu'une sommation a compensation radiometrique et texturale preserve de maniere tres satisfaisante la resolution spatiale. Enfin, la combinaison d'une sommation multi-canal couplee a un filtre spatial permet d'obtenir un excellent compromis entre la resolution radiometrique et spatiale. De plus, le speckle rend tres incertaine l'estimation des differentes variables rencontrees dans l'analyse des series temporelles. Une etude statistique approfondie a permis de quantifier l'effet du speckle et d'etablir des estimateurs appropries. Enfin, la complexite de l'interaction de l'onde emise avec le milieu naturel rend leur interpretation physique difficile. Une approche simplifiee est abordee de maniere a relier qualitativement, les changements de surface aux indices apportes par l'imagerie temporelle

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Çakir, Ziyadin. "Analyse des déformations de surface associées aux séismes d'Izmit et de Dücze de 1999 (Turquie) en utilisant l'interférométrie radar à synthèse d'ouverture (InSAR)." Paris, Institut de physique du globe, 2003. http://www.theses.fr/2003GLOB0002.

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Abstract:

Les mesures tectoniques combinées aux données d'interférométrie radar (SAR) permettent d'améliorer les modèles de glissement associés aux séismes d'Izmit et de Düzce qui ont rompu la Faille Nord Anatolienne (FNA) à l'est d'istanbul en 1999. L'objectif principal est de comprendre les caractéristiques des déformations co- et post-sismiques incluses dans les interférogrammes des satellites européens ERS1-2. Cependant la présence d'effets atmosphériques nécessite une analyse critique des données SAR. On met en évidence un glissement asismique de près de 2m sous la zone hypocentrale, durant le mois qui a suivi le choc principal du séisme d'Izmit. On montre que le séisme de Dücze a réactivé une faille secondaire pentée vers le nord connéctée en profondeur à la FNA. En utilisant les modèles de source obtenus, on propose une analyse de la contrainte de Coulomb pour explorer les interactions entre les failles actives de la région d'Istanbul

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Belgued, Youssef. "Amélioration de la qualité géométrique des images spatiales radar : méthodes de localisation et restitution du relief par radargrammétrie." Toulouse, INPT, 2000. http://www.theses.fr/2000INPT019H.

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Abstract:

L'observation de la Terre depuis l'espace par les capteurs radar a ouvert de nouvelles perspectives dans le domaine des techniques d'exploitation des images et dans le domaine des applications servies par ces produits radar. Cette thèse s'intéresse à la qualité géométrique des images radar à synthèse d'ouverture acquises par satellite. Cet aspect est d'une grande importance lors de l'intégration de ces données dans des systèmes avec des sources de données hétérogènes, et lors de l'application de méthodes basées sur les modèles géométriques des images telles que la localisation et la restitution du relief. Nous commençons par la description de la modélisation du processus physique de prise de vue de l'image radar qui sert de base aux méthodes de localisation et aux applications liées à la géométrie des images. Puis nous montrons que des erreurs contaminent les valeurs des paramètres du modèle de prise de vue et nous analysons tous les foyers éventuels d'imprécision afin, d'une part, d'établir le vecteur d'état des paramètres à estimer et, d'autre part, par un processus de modélisation/simulation de disposer d'un outil d'expertise sur les potentialités en localisation et en restitution du relief de systèmes spatiaux radar existants ou futurs. L'ajustement des modèles de prise de vue, posé comme un problème d'estimation de paramètres en présence de bruit dans les mesures d'appui, est ensuite résolu simultanément pour un bloc d'images qui se chevauchent. Finalement, nous étudions la radargrammétrie qui consiste à générer des modèles numériques de terrain à partir d'images radar stéréoscopiques. Une nouvelle chaîne de traitement radargrammétrique est mise au point avec un module original de mise en géométrie épipolaire et une analyse de l'influence du filtrage des images en amont de l'étape d'appariement.

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Ogor, Benoit. "Etude comparative de méthodes de filtrage de speckle et de segmentation en imagerie radar à synthèse d'ouverture : application à la région des polders du Mont-St-Michel." Rennes, INSA, 1997. http://www.theses.fr/1997ISAR0015.

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Abstract:

Ces travaux concernent l'analyse automatique des images radar à synthèse d'ouverture (RSO) et plus particulièrement l'amélioration de la lisibilité des images et l'extraction automatique d'objets cartographiques. Les traitements visent à fournir des points d'amer pertinents en entrée d'un processus automatique de recalage d'images satellitaires multi-capteurs. L'utilisation des images RSO est systématiquement entravée par la présence d'une granularité particulière, appelée speckle, qui nécessite un traitement adapté à la nature statistique du phénomène. Dans ce mémoire, une étude bibliographique approfondie du problème du filtrage de speckle fait état d'un nombre considérable d'outils, malheureusement insuffisamment performants en raison d'un compromis fâcheux entre les résolutions radiométrique et spatiale des images. Une nouvelle génération d'opérateurs de réduction de speckle, les filtres multi-canaux, permet de repousser ces limites en opérant une sommation adaptative pixel à pixel d'une série d'images RSO. Notre étude expérimentale comparative des performances de réduction de speckle de nombreuses classes de filtres met en évidence l'apport des sommations multi-canaux pour préserver la géométrie des images mais celles-ci n'offrent une réduction de speckle optimale que si les canaux sont totalement décorrélés et localement homogènes. Cette étude montre, enfin, que l'association d'un filtre statistique multi-temporel et d'un opérateur mono-canal adaptatif permet d'atteindre un bon compromis entre une amélioration importante de la résolution radiométrique et une très faible dégradation de la résolution spatiale des images. Le problème de la segmentation radiométrique des images RSO en régions localement homogènes est ensuite abordé. Deux schémas de segmentation, s'appuyant sur un détecteur de structures spécifiques à l'imagerie RSO, sont présentés et validés sur des images RSO brutes et filtrées. Ils se distinguent essentiellement par la phase d'extraction des contours de l'image. L'un, basé contour, recherche les discontinuités radiométriques locales dans l'image. L'autre se charge de détecter, au contraire, les régions homogènes de l'image. Le premier utilise des outils traditionnels de l'analyse d'images tandis que le second fait collaborer la morphologie mathématique et une méthode de croissance hiérarchique de régions. Une application directe de la segmentation des images RSO est ensuite décrite : le filtrage de speckle assisté par segmentation. Enfin, après une conclusion générale, des perspectives originales sont proposées pour la suite du travail à réaliser.

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Li, Huimin. "Global observations of ocean surface winds and waves using spaceborne synthetic aperture radar measurements." Thesis, Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique Bretagne Pays de la Loire, 2019. http://www.theses.fr/2019IMTA0138/document.

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Abstract:

Les radars à synthèse d'ouverture (SAR) spatioportés ont fait la preuve de leur valeur inestimable dans l'observation des vents et des vagues océaniques mondiaux. Les images SAR acquises par plusieurs capteurs sont utilisées, notamment Sentinel-1 (S-1), Envisat/ASAR, Gaofen-3 et Radarsat-2. Cette thèse passe en revue les paramètres SAR couramment utilisés dans la première partie. Une série d'étapes d'étalonnage sont nécessaires pour obtenir un NRCS approprié et une évaluation du NRCS est effectuée pour le mode d'onde S-1 (WV). Il s'avère que WV est mal calibré et est donc recalibré pour obtenir un NRCS précis. Il a été démontré que la coupure de l'azimut est complémentaire du NRCS et peut expliquer l'impact de l'état de la mer sur l'extraction du vent. D'après les produits SAR entièrement polarimétriques disponibles, la coupure de l'azimut varie considérablement en fonction des polarisations. La transformation actuelle de la cartographie SAR est suffisante pour interpréter la coupure azimutale copolarisée, mais pas pour la polarisation croisée. Compte tenu des limites de l'imagerie SAR, un nouveau paramètre est proposé et défini en fonction du spectre croisé de l'image SAR, appelé MACS. La partie imaginaire de MACS est une quantité signée par rapport à la direction du vent. Compte tenu de cette dépendance, on s'attend à ce qu'un algorithme indépendant de récupération du vent en bénéficie. L'ampleur du MACS peut aider à estimer la fonction de modulation de la cartographie SAR. De plus, la MACS donne également des résultats prometteurs en ce qui concerne les études globales sur les vagues. Les signatures globales du MACS à différentes longueurs d'onde sont bien représentatives de la distribution spatiale et saisonnière des vents. Les MACS des vagues longues montrent des valeurs plus élevées sur les trajectoires des tempêtes alors que les vagues plus courtes sont principalement dans les vents des trader. Ces résultats devraient aider à évaluer les résultats du modèle et compléter les études ultérieures sur le climat spectral global des vagues Spaceborne synthetic aperture radar (SAR) has been demonstrated invaluable in observing the global ocean winds and waves. SAR images acquired by multiple sensors are employed, including Sentinel-1(S-1), Envisat/ASAR, Gaofen-3 and Radarsat-2. This thesis reviews the commonly used SAR parameters (NRCS and azimuth cutoff) in the first part. A series of calibration steps are required to obtain a proper NRCS and assessment of NRCS is carried out for S-1wave mode (WV). It turns out that WV is poorly calibrated and is thus re-calibrated to obtain accurate NRCS. Azimuth cut off is demonstrated to be complementary to NRCS and can account for the sea state impact on the wind retrieval. Based on the available fully polarimetric SAR products, azimuth cut off is found to vary greatly with polarizations. The present SAR mapping transformation is sufficient to interpret the co-polarized azimuth cut off, while not for the cross-polarization. With the limitations of SAR imaging in mind, a new parameter is proposed and defined based on the SAR image cross-spectra, termed as MACS. The imaginary part of MACS is found to be a signed quantity relative to the wind direction. Given this dependence, an independent wind retrieval algorithm is expected to benefit. The magnitude of MACS is able to aid for estimate of modulation function of SAR mapping. In addition, MACS also gives promising results regarding the global wave studies. The global signatures of MACS at various wave lengths are well representative of the winds distributions, spatially and seasonally. MACS of long waves shows greater values over the storm tracks while the shorter waves are mostly within the trader winds. These results are expected to help evaluate the model outputs and complement further studies of the global wave spectral climate. Data continuity in the coming 10 years shall extend the study towards longer duration

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Quin, Guillaume. "Etude des séries temporelles en imagerie satellitaire SAR pour la détection automatique de changements." Thesis, Paris, ENST, 2014. http://www.theses.fr/2014ENST0003/document.

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Abstract:

Cette thèse présente la méthode de détection de changements MIMOSA (Method for generalIzed Means Ordered Series Analysis). Cette nouvelle méthode permet de détecter automatiquement des changements entre couples ou séries temporelles d’images SAR. En effet, grâce aux moyennes temporelles, le nombre d’images en jeu n’importe plus puisque seulement deux moyennes différentes sont comparées de sorte à détecter les changements (par exemple moyenne géométrique et moyenne quadratique). De ce fait, les grand volumes de données disponibles de nos jours sont exploitables plus facilement puisque l’information utile est «résumée» dans les moyennes. Le seul paramètre de la détection est le taux de fausses alarmes obtenu dans le résultat, ce qui rend son analyse plus intuitive. Les cartes de changements fournies par MIMOSA sont de très bonne qualité en comparaison à celles fournies par d’autres méthodes. De nombreux tests ont été mis en place pour constater la robustesse de la méthode MIMOSA face aux problèmes les plus souvent rencontrés, comme une mauvaise calibration radiométrique, ou encore un mauvais recalage. Une interface graphique a de plus été développée autour de MIMOSA, incorporant de nombreux outils de préparation et traitement des données, ainsi que des outils d’analyse des résultats This PhD thesis presents the MIMOSA (Method for generalIzed Means Ordered Series Analysis) change detection methood. This new technique can automatically detect changes between SAR image pairs or within time series. Indeed, thanks to the temporeal means, the number of involved images doesn’t matters because only two different means are compared to detect the changes (for example, the geometric and quadratic means). Thus, large data volumes can be processed easily, since the useful information is condensed within the temporal means. The only change detection parameter is the false alarm rate that will be MIMOSA method are very good compared to other methods. Several tests have been performed in order to quantify the robustness of the method facing the most common problems, like image misregistration or radiometric calibration errors. A graphical user interface has also been developed for MIMOSA, including many useful tools to prepare and process SAR data, but also several analyse tools

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Bujor, Florentin. "Extraction - fusion d'informations en imagerie radar multi-temporelle." Chambéry, 2004. http://www.theses.fr/2004CHAMS023.

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Abstract:

Les travaux présentés dans cette thèse s'articulent autour de trois axes : deux axes méthodologiques, l'extraction ert la fusion d'informations en imagerie radar à synthèse d'ouverture (RSO) multi-temporelle, et un axe plus thématique, l'application des méthodes proposées à la détection de changements et d'objets géographiques stables. La stratégie "extraction-fusion" permet d'exploiter les données RSO multi-temporelles dans des contextes opérationnels tels que le suivi des déforestations ou la mise à jour de cartes dans des régions où l'imagerie satellitaire optique se heurte aux mauvaises conditions météorologiques. Les attributs développés dans l'axe extraction d'informations apportent une contribution originale à l'analyse des images RSO multi-temporelles. Ils s'appuient sur les paramètres existants pour les images mono-dates et les étendent au cas multi-temporel pour exploiter soit la redondance de l'information en vue d'améliorer la détection des structures stables, soit les modifications de la radiométrie pour détecter les changements survenus entre les acquisitions. Le second axe méthodologique consiste à fusionner les informations extraites sous forme d'attributs par une méthode adpatée au contexte de la élédétection spatiale. La collaboration avec des géophysiciens nous a conduit à développer une méthode de fusion interactive qui intègre la connaissance qu'ont les experts des zones recherchées et du comportement des attributs. Un système de fusion symbolique floue permet d'atteindre cet objectif au travers d'une interface graphique construite en IDL, langage du logiciel ENVI très répandu dans la communauté de la télédétection. Outre les fonctionnalités de réglage interactif des fonctions d'appartenance, l'interface dévelpppée incorpore un ensemble de fonctionnalités qui la rendent facilement utilisable pour des opérateurs appartenant aux domaines d'application. Sur l'axe thématique, trois exemples d'application illustrent l'approche extraction-fusion dans les deux principales directions d'exploitation de l'imagerie RSO multi-temporelle : la détection de changements et l'amélioration de la détection des structures stables. Les données utilisées sont des images RSO acquises dans des régions tropicales humides par les satellites ERS dont les archives importantes permettent aujourd'hui de disposer de nombreuses séries multi-temporelles. Les résultats obtenus mettent en valeur le potentiel des données RSO pour la détection de changements et l'intérêt d'une détection simultanée des discontinuités spatio-temporelles dans les volumes formés par les séries d'images. A terme, le développement et le tranfert vers les utilisateurs finaéux de "bibliothèques" d'attributs dédiés à l'extraction d'informations dans les séries d'images radar doit permettre une meilleure utilisation de ces données. Ce transfert doit également comporter des méthodes de fusion d'informations permettant de combiner un ensemble de paramètres sélectionnés par les experts. La méthode de fusion floue interactive proposée est une alternative à des méthodes de classification automatiques ou supervisées, qui permet d'intégrer les connaissances expertes et de laisser l'utilisateur final piloter la fusion vers une solution satifaisante The work presented in this thesis is articulated around three axis : two methodological axis, information extraction and fusion in multi-temporal synthetic aperture radar (SAR) imagery, and one more thematic axis, the application of the proposed methods for change detection and for detection of geographical stable objects. The "extraction-fusion" strategy allows the use of multi-temporal SAR data in the operational context of deforestation monitoring or geographical map updating, in regions where satellite optical imagery meets bad weather conditions. The attributes developed in the information extraction axis bring an original contribution to the multi-temporal SAR image analysis. Based on the existing parameters for the single-date images, the attributes are extended to the multi-temporl case to exploit either the information redundancy for the detection improvement of the stable structures, or the radiometry modificatins to detect the changes occured between acquisistions. The second methodological axis consists in fusing the extracted information in the form of attributes by an original method designed for the special context of spce-borne remote sensing. The collaboration with geophysicists led us to develop an interactive fusion method which integrates the expert knowledge of the researched zones and about the behavior of the attributes. A symbolic fuzzy fusion system allows to reach this objective through a graphical user interface (GUI) built in IDL, the programming language of ENVI, a widespread software in the remote sensing community. In addition to the functionalities of interactive adjustment of the membership functions, the developed GUI incorporates a set of functionalities which make it user-friendly for operators belonging to the application fields

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Picard, Ghislain. "Modélisation radar des couverts végétaux : applications à la télédétection de couverts forestiers et agricoles." Toulouse 3, 2002. http://www.theses.fr/2002TOU30159.

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Souyris, Jean-Claude. "Etude polarimétrique de dièdres droits et de dièdres à arête elliptique ou hélicoi͏̈dale. Application à la calibration de radars à synthèse d'ouverture et à l'analyse discriminante de cibles canoniques." Toulouse 3, 1992. http://www.theses.fr/1992TOU30179.

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Abstract:

Dans un systeme radar, un probleme fondamental et preliminaire reside dans la calibration de la chaine de mesures. Les cibles etalons ne manquent pas dans le traitement radar classique. En polarimetrie cependant, la procedure de calibration s'alourdit considerablement. Contrairement aux voies de polarisation directe pour lesquelles il existe de nombreux etalons, la connaissance d'etalons specifiques a celles de contrapolarisation est beaucoup plus reduite. C'est pourquoi nous avons travaille a la synthese de reflecteurs a deux surfaces. Cette etude nous a permis de definir des calibrateurs passifs originaux de polarisation croisee a partir d'un cahier des charges sur un angle solide donne. Les logiciels realises sont aussi applicables au calcul de diffraction de parties de cibles ainsi qu'a la realisation de leurres polarimetriques. Nous avons d'autre part etudie les potentialites de classification de cibles a partir de donnees polarimetriques mesurees ou simulees. Nous nous sommes notamment interesses a l'influence des effets perturbateurs lies a la mesure en fonction des parametres la definissant (euler, huynen,. . . ). Pour chacun d'entre eux, nous avons evalue la deterioration induite pour un niveau de bruit donne. Nous avons ainsi defini une representation originale, qui s'avere etre plus discriminante pour les diffractions et egalement plus robuste vis-a-vis du bruit que les representations classiques. Parallelement, des mesures polarimetriques sur des echantillons de sols vus sous plusieurs incidences ont servi a evaluer le contenu informatif de chacun des termes de la matrice de retrodiffusion de cibles naturelles

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Rondeau-Genesse, Gabriel. "Suivi de l'eau liquide dans la neige par images radar en bande C et par modélisation fine du manteau neigeux." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2015. http://hdl.handle.net/11143/8140.

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Abstract:

MODIS est une méthode fiable et précise utilisée couramment pour suivre l'évolution du couvert nival au-dessus de bassins versants alpins. Toutefois, cette méthode de télédétection possède quelques limitations importantes, tel que l'inhabilité à distinguer la neige humide de la neige sèche, qui pourrait être mieux prise en compte par l'utilisation d'une méthode de télédétection complémentaire telle que l'imagerie par radar à synthèse d'ouverture (RSO). Le site d'étude utilisé pour le projet est le bassin versant de la rivière Nechako, situé dans la chaîne Côtière de la Colombie-Britannique, qui est caractérisé par un manteau neigeux pouvant atteindre plusieurs mètres d’épaisseur en montagne. Quinze images RADARSAT-2 en mode ScanSAR Wide ont été obtenues en polarisation VV et VH entre les mois de mars et juillet 2012. Elles ont été traitées à l'aide d'un algorithme basé sur la méthode de Nagler et Rott pour distinguer la neige humide de la neige sèche, mais qui utilise un seuil graduel plutôt que le seuil de -3 dB fréquemment utilisé. Les cartes de neige humide qui découlent de cette technique correspondent mieux aux incertitudes retrouvées sur le bassin en raison de la présence importante de forêts de conifères et de régions montagneuses. Les cartes ont été combinées au produit de neige de MODIS, afin d'utiliser son habileté à détecter le couvert nival avec précision pour corriger les zones de bruit des images RSO, causées entre autres par des sols gorgés en eau. Afin d'aider l'analyse des images RSO, une modélisation fine du manteau neigeux a été effectuée avec le logiciel Crocus afin de procéder à une analyse détaillée de l’évolution des caractéristiques du manteau neigeux, notamment du contenu en eau liquide de la neige, tout au long de l’hiver. La modélisation a été effectuée à l'emplacement de trois coussins à neige sur le bassin versant et est réalisée grâce à l'utilisation de données du North American Regional Reanalysis (NARR). À partir des résultats du modèle Crocus et de l'équivalent en eau observé aux coussins à neige, une relation a été établie entre la détection de neige humide en montagne par RADARSAT-2 et le ruissellement reçu au réservoir de la rivière Nechako. Avec le jeu de données actuel, le ruissellement maximal reçu au réservoir a été prévu avec une précision de 10 jours. Il est prévu que davantage d'années d’images radar pourraient permettre de confirmer et de réduire cet intervalle.

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Roukounakis, Nikolaos. "Application d'un modèle météorologique à haute résolution à la correction troposphérique d'observations interférométriques de radar à synthèse d'ouverture (InSAR) dans la région de l'ouest du golfe de Corinthe, Grèce." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019PSLEE042.

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Abstract:

La Géodésie spatiale, par interférométrie radar à synthèse d’ouverture (InSAR) et Global Navigation Satellite System (GNSS), permet de cartographier les déformations tectoniques de la Terre. Les vitesses inter-sismiques, sont petites, de l’ordre de quelques mm an⁻¹. Pour atteindre une précision de positionnement relatif millimétrique, surtout dans la composante verticale, les délais troposphériques affectant les signaux GNSS et InSAR doivent être parfaitement corrigés. Pour le GNSS, les délais troposphériques peuvent être évalués précisément grâce à la géométrie d’observation et à la redondance des données. La précision est telle que ces délais sont désormais assimilés en routine dans les modèles météorologiques. La correction des interférogrammes est plus complexe parce que les données InSAR ne contiennent pas d’information permettant de remonter explicitement aux délais troposphériques. Au premier ordre, il est possible de calculer la part de l’interférogramme corrélée avec la topographie et de la corriger. Mais cette correction n’éliminer pas les hétérogénéités de courte longueurs d'onde ni les gradients régionaux. Pour cela il faut utiliser d’autres méthodes qui peuvent être basées sur l’utilisation des délais zénithaux GNSS disponibles dans la région ou sur des modèles météorologiques à haute résolution, ou sur une combinaison des deux. Les délais zénithaux GNSS présentent l’intérêt de leur exactitude et de leur précision maîtrisée, mais dans la plupart des régions, ils ne sont disponibles, au mieux, qu’à quelques dizaines de points dans une image typique de 100 x 100 km. À l’opposé les modèles troposphériques à haute résolution apportent une vision matricielle globale, cependant leur précision est difficile à évaluer, surtout en zone de montagne. Dans ma thèse, je calcule, sur la partie ouest du golfe de Corinthe, et pour l’année 2016, des modèles météorologiques à la résolution de 1 km, à l’aide du modèle américain WRF (Weather Research and Forecasting). Je compare les délais zénithaux prédits par le modèle avec ceux observés à dix-neuf stations GNSS permanentes. Ces données GNSS me permettent de choisir, parmi cinque jeux différents de paramètres de calcul WRF, celui qui aboutit au meilleur accord entre les délais GNSS et ceux issus de mes modèles. Je compare ensuite les séries temporelles GNSS de l’année 2016 aux sorties de modèles aux dix-neuf pixels correspondants. J’utilise enfin les sorties de mes modèles pour corriger les interférogrammes Sentinel-1 produits dans la zone d’étude avec des intervalles d’acquisition de 6, 12, 18 et 24 jours pour lesquels la cohérence des interférogramme demeure généralement élevée. Je montre qu’un modèle météorologique à haute résolution, ajusté à l'échelle locale à l’aide de données GNSS disponibles, permet une correction troposphérique des interférogrammes qui élimine une partie significative des effets de courte longueur d’onde, jusqu’à 5 km environ, donc plus courte que la longueur d’onde typique du relief Space geodesy techniques (SAR interferometry and GNSS) have recently emerged as an important tool for mapping regional surface deformations due to tectonic movements. A limiting factor to this technique is the effect of the troposphere, as horizontal and vertical surface velocities are of the order of a few mm yr⁻¹, and high accuracy (to mm level) is essential. The troposphere introduces a path delay in the microwave signal, which, in the case of GNSS Precise Point Positioning (PPP), can nowadays be successfully removed with the use of specialized mapping functions. Moreover, tropospheric stratification and short wavelength spatial turbulences produce an additive noise to the low amplitude ground deformations calculated by the (multitemporal) InSAR methodology. InSAR atmospheric phase delay corrections are much more challenging, as opposed to GNSS PPP, due to the single pass geometry and the gridded nature of the acquired data. Several methods have been proposed, including Global Navigation Satellite System (GNSS) zenithal delay estimations, satellite multispectral imagery analysis, and empirical phase/topography estimations. These methods have their limitations, as they rely either on local data assimilation, which is rarely available, or on empirical estimations which are difficult in situations where deformation and topography are correlated. Thus, the precise knowledge of the tropospheric parameters along the propagation medium is extremely useful for the estimation and minimization of atmospheric phase delay, so that the remaining signal represents the deformation mostly due to tectonic or other geophysical processes. In this context, the current PhD Thesis aims to investigate the extent to which a high-resolution weather model, such as WRF, can produce detailed tropospheric delay maps of the required accuracy, by coupling its output (in terms of Zenith Total Delay or ZTD) with the vertical delay component in GNSS measurements. The model initially is operated with varying parameterization in order to demonstrate the best possible configuration for our study, with GNSS measurements providing a benchmark of real atmospheric conditions. In the next phase, the two datasets (predicted and observed) are compared and statistically evaluated for a period of one year, in order to investigate the extent to which meteorological parameters that affect ZTD, can be simulated accurately by the model under different weather conditions. Finally, a novel methodology is tested, in which ZTD maps produced from WRF and validated with GNSS measurements in the first phase of the experiment are used as a correction method to eliminate the tropospheric effect from selected InSAR interferograms. Results show that a high-resolution weather model which is fine-tuned at the local scale can provide a valuable tool for the tropospheric correction of InSAR remote sensing data

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Poisson, Jean-Baptiste. "Reconstruction de trajectoires de cibles mobiles en imagerie RSO aéroportée." Thesis, Paris, ENST, 2013. http://www.theses.fr/2013ENST0084/document.

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Abstract:

L’imagerie RSO circulaire aéroportée permet d’obtenir de nombreuses informations sur les zones imagées et sur les cibles mobiles. Les objets peuvent être observés sous plusieurs angles, et l’illumination continue d’une même scène permet de générer plusieurs images successives de la même zone. L’objectif de cette thèse est de développer une méthode de reconstruction de trajectoire de cibles mobiles en imagerie RSO circulaire monovoie, et d’étudier les performances de la méthode proposée. Nous avons tout d’abord mesuré les coordonnées apparentes des cibles mobiles sur les images RSO et leur paramètre de défocalisation. Ceci permet d’obtenir des informations de mouvement des cibles, notamment de vitesse et d’accélération. Nous avons ensuite utilisé ces mesures pour définir un système d’équations non-linéaires permettant de faire le lien entre les trajectoires réelles des cibles mobiles et leurs trajectoires apparentes. Par une analyse mathématique et numérique de la stabilité de ce système, nous avons montré que seul un modèle de cible mobile avec une vitesse constante permet de reconstruire précisément les trajectoires des cibles mobiles, sous réserve d’une excursion angulaire suffisante. Par la suite, nous avons étudié l’influence de la résolution des images sur les performances de reconstruction des trajectoires, en calculant théoriquement les précisions de mesure et les précisions de reconstruction qui en découlent. Nous avons mis en évidence l’existence théorique d’une résolution azimutale optimale, dépendant de la radiométrie des cibles et de la validité des modèles étudiés. Finalement nous avons validé la méthode développée sur deux jeux de données réelles Circular SAR imagery brings a lot of information concerning the illuminated scenes and the moving targets. Objects may be seen from any angle, and the continuity of the illumination allows generating a lot of successive images from the same scene. In the scope of this thesis, we develop a moving target trajectory reconstruction methodology using circular SAR imagery, and we study the performances of this methodology. We have first measured the apparent coordinates of the moving targets on SAR images, and also the defocusing parameter of the targets. This enables us to obtain information concerning target movement, especially the velocity and the acceleration. We then used these measurements to develop a non-linear system that makes the link between the apparent trajectories of the moving targets and the real ones. We have shown, by a mathematical and numerical analysis of the robustness, that only a model of moving target with constant velocity enables us to obtain accurate trajectory reconstructions from a sufficient angular span. Then, we have studied the azimuth resolution influence on the reconstruction accuracy. In order to achieve this, we have theoretically estimated the measurement accuracy and the corresponding reconstruction accuracy. We have highlighted the existence of an optimal azimuth resolution, depending on the target radiometry and on the validity of the two target models. Finally, we have validated the method on two real data sets on X-Band acquired by SETHI and RAMSES NG, the ONERA radar systems, and confirmed the theoretical analyses of its performances

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Danilo, Céline. "Évaluation des courants de surface océanique au moyen d'un radar à ouverture synthétique." Phd thesis, Université de Bretagne occidentale - Brest, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00560597.

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Abstract:

L'objectif de cette thèse est d'extraire la composante du courant de surface océanique dans l'axe de visée radar (ou direction radiale) à partir des informations enregistrées par un radar à synthèse d'ouverture (SAR) embarqué sur satellite. Nous analysons le décalage Doppler du signal reçu par le SAR à bord d'ENVISAT. Ce travail vise principalement à séparer, sur le décalage Doppler, la contribution des vagues et celle du courant ainsi qu'à étendre cette analyse à de larges scènes observées sous de multiples angles d'incidence. Cette étude se limite à la polarisation verticale et à la bande de fréquence C. La recherche de la signature de courant s'appuie sur l'hypothèse que le décalage Doppler ne résulte que des mouvements des vagues et du courant. De plus, nous supposons, dans une première étape, que le courant sur la surface d'estimation du décalage Doppler est uniforme. Suivant ces hypothèses, la contribution du courant peut être déduite du décalage Doppler au moyen d'une soustraction à partir de la contribution des vagues. Ces dernières ont des longueurs d'onde relativement courtes typiques de la mer du vent. L'utilisation pratique de l'information de vent à 10~m de la surface pour estimer la contribution des vagues est évaluée. La méthode d'extraction de la composante radiale du courant est mise au point et testée, dans un premier temps, pour un angle d'incidence constant de 23° à partir d'imagettes ponctuelles réparties sur l'ensemble des océans. La comparaison des moyennes mensuelles de la composante du courant extraite des données SAR avec les climatologies mensuelles issues des mesures de courant in-situ indique une erreur RMS de 0,35 m/s. Dans un second temps, la même méthodologie est appliquée à des images de grande taille (400 km par 400 km au minimum) pour lesquelles l'angle d'incidence local varie de 16 à 42°. Cette nouvelle configuration nécessite une analyse préalable de l'effet de l'angle d'incidence sur le décalage Doppler. Nous montrons que la contribution relative du courant au décalage Doppler augmente avec l'angle d'incidence et varie également en fonction de la direction du vent par rapport à la direction radiale. Les vitesses extraites des données SAR présentent un accord quantitatif avec les mesures de courant de capteurs in-situ. Ce résultat est encourageant pour le développement d'une application opérationnelle de cette méthode. Enfin, la dernière partie de ce travail est consacrée à un cas plus complexe pour lequel l'existence de courant côtier fortement variable ne permet plus de faire l'hypothèse de courant uniforme sur la surface d'estimation du décalage Doppler. Nous analysons dans ce cas des cartes de décalage Doppler à une résolution de l'ordre du kilomètre. Malgré la complexité de la situation, là encore, la confrontation des vitesses déduites du décalage Doppler avec des cartes de courant de marée indique le large potentiel des images SAR pour restituer une information de courant de surface à haute résolution.

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Taylor, Abigael. "Traitements SAR multivoies pour la détection de cibles mobiles." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLN048/document.

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Abstract:

Le Synthetic Aperture Radar (SAR) aéroporté permet d’obtenir des images hautes résolutions, en compensant un déphasage lié au déplacement de l’avion. Il n’est cependant pas adapté à l’imagerie des cibles mobiles, celles-ci introduisant un déphasage supplémentaire, dépendant de leur vitesse et de leur accélération. En utilisant un système SAR multivoies, il est cependant possible de réaliser des traitements adaptés aux cibles mobiles, dont les principes sont proches du Space-Time Adaptive Processing (STAP). Le Synthetic Aperture Radar (SAR) aéroporté permet d’obtenir des images hautes résolutions, en compensant un déphasage lié au déplacement de l’avion. Il n’est cependant pas adapté à l’imagerie des cibles mobiles, celles-ci introduisant un déphasage supplémentaire, dépendant de leur vitesse et de leur accélération. En utilisant un système SAR multivoies, il est cependant possible de réaliser des traitements adaptés aux cibles mobiles, dont les principes sont proches du Space-Time Adaptive Processing (STAP) Airborne Synthetic Aperture Radar (SAR) provides high-resolution images, by compensating a phase shift linked to the platform movement. However, this processing is not suited for imaging moving target, for they introduce an additional phase shift, depending on their velocity and acceleration. By using a multichannel SAR system, it is possible to correctly process moving targets. Such a processing is closely related to Space-Time Adaptive Processing (STAP) principles. Airborne Synthetic Aperture Radar (SAR) provides high-resolution images, by compensating a phase shift linked to the platform movement. However, this processing is not suited for imaging moving target, for they introduce an additional phase shift, depending on their velocity and acceleration. By using a multichannel SAR system, it is possible to correctly process moving targets. Such a processing is closely related to Space-Time Adaptive Processing (STAP) principles

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Zine, Sonia. "Contribution de la télédétection satellitale radar pour le suivi des paramètres de surface d'une zone sahélienne agro-pastorale." Phd thesis, Université de Marne la Vallée, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009644.

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Abstract:

Cette thèse porte sur le suivi des paramètres de surface par télédétection radar. Le diffusiomètre ERS, caractérisé par une forte répétitivité temporelle et une faible résolution spatiale, a montré son potentiel sur des zones pastorales sahéliennes. Afin d'élargir son utilisation à l'ensemble de la bande sahélienne, il s'agit d'évaluer son potentiel sur des zones plus hétérogènes. Pour cela, les travaux portent sur une région d'étude située en zone sahélienne agro-pastorale. Les résultats d'une étude de modélisation du signal alliée à l'exploitation de la complémentarité des données issues du diffusiomètre et du radar à synthèse d'ouverture ERS, montrent que le taux de recouvrement du couvert végétal est le paramètre clé de la réponse radar au sein de la cellule de résolution. Ces résultats ont permis d'estimer par inversion l'humidité de surface à partir des données du diffusiomètre.

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Allain, Sophie. "Caractérisation d'un sol nu à partir de données SAR polarimétriques. Etude multi-fréquentielle et multi-résolutions." Phd thesis, Université Rennes 1, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00012010.

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Abstract:

Ce travail est consacré à la caractérisation des paramètres bio- et géo-physiques d'un sol nu à partir de données SAR polarimétriques, multi-fréquentielles et multi-résolutions. Des relations quantitatives entre la rugosité et l'humidité du sol et des descripteurs polarimétriques sont déterminées au moyen d'un modèle de diffusion utilisant la méthode de l'équation intégrale. Deux algorithmes d'inversion multi-fréquentiels sont développés pour l'extraction des paramètres physiques d'une surface et sont appliqués sur des mesures SAR polarimétriques acquises au laboratoire européen JRC. La réponse électromagnétique d'une surface rugueuse dépend aussi de la taille de la cellule de résolution radar. La relation entre la résolution SAR et les caractéristiques polarimétriques d'une surface est établie en partageant son spectre en deux composantes. Un nouveau modèle de diffusion prenant en compte la résolution est ainsi présenté et validé sur des données multi-résolutions polarimétriques.

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Harant, Olivier. "Méthodes statistiques en télédétection RSO polarimétrique haute résolution pour la modélisation et le suivi temporel des glaciers." Phd thesis, Université Rennes 1, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00863648.

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Abstract:

Ce travail de thèse propose une méthode générale d'estimation de déplacement de la surface des glaciers à partir d'images RSO polarimétriques à Haute Résolution spatiale. Les caractéristiques nouvelles de ces images offrent un niveau de détail propice au développement de nouvelles méthodes de suivi de texture complémentaires aux méthodes classiques d'interférométrie RADAR difficiles à mettre en oeuvre dans ce contexte. La méthode proposée est basée sur la vraisemblance du rapport d'images RSO multivariées. L'utilisation du rapport d'images RSO et des lois statistiques correspondantes offrent une souplesse adaptée aux caractéristiques des images RSO notamment au caractère multiplicatif du chatoiement. La texture extraite du jeu polarimétrique offre une bonne robustesse aux variations surfaciques de la neige. La question du modèle statistique sous-jacent des images HR est abordé et l'utilisation des lois de Fisher est justifié. Des protocoles de test permettent de souligner la sensibilité de ce type de méthode. Le schéma méthodologique est complété par un ensemble de traitements avancés tels que la segmentation hiérarchique et l'utilisation d'un modèle d'écoulement. Deux sites d'études dans les Alpes françaises et en Antarctique ont permis d'éprouver cette méthode sur l'estimation de déplacement des glaciers d'Argentière et de l'Astrolabe. Une étude préliminaire sur la généralisation multi-capteurs de cette chaîne de traitement est finalement introduite.

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Zhao, Weiying. "Multitemporal SAR images denoising and change detection : applications to Sentinel-1 data." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLT003/document.

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Abstract:

Le bruit de chatoiement (speckle) lié aux systèmes d'imagerie cohérente a des conséquences sur l'analyse et l'interprétation des images radar à synthèse d'ouverture (RSO). Pour corriger ce défaut, nous profitons de séries temporelles d'images RSO bien recalées. Nous améliorons le filtre adaptatif temporel non-local à l'aide de méthodes performantes de débruitage adaptatif et proposons un filtrage temporel adaptatif basé sur les patchs. Pour réduire le biais du débruitage, nous proposons une méthode originale, rapide et efficace de débruitage multitemporel. L'idée principale de l'approche proposée est d'utiliser l'image dite "de ratio", donnée par le rapport entre l'image et la moyenne temporelle de la pile. Cette image de ratio est plus facile à débruiter qu'une image isolée en raison de sa meilleure stationnarité. Par ailleurs, les structures fines stables dans le temps sont bien préservées grâce au moyennage multitemporel. Disposant d'images débruitées, nous proposons ensuite d'utiliser la méthode du rapport de vraisemblance généralisé simplifié pour détecter les zones de changement ainsi que l'amplitude des changements et les instants de changements intéressants dans de longues séries d'images correctement recalées. En utilisant le partitionnement spectral, on applique le rapport de vraisemblance généralisé simplifié pour caractériser les changements des séries temporelles. Nous visualisons les résultats de détection en utilisant l'échelle de couleur 'jet' et une colorisation HSV. Ces méthodes ont été appliquées avec succès pour étudier des zones cultivées, des zones urbaines, des régions portuaires et des changements dus à des inondations The inherent speckle which is attached to any coherent imaging system affects the analysis and interpretation of synthetic aperture radar (SAR) images. To take advantage of well-registered multi-temporal SAR images, we improve the adaptive nonlocal temporal filter with state-of-the-art adaptive denoising methods and propose a patch based adaptive temporal filter. To address the bias problem of the denoising results, we propose a fast and efficient multitemporal despeckling method. The key idea of the proposed approach is the use of the ratio image, provided by the ratio between an image and the temporal mean of the stack. This ratio image is easier to denoise than a single image thanks to its improved stationarity. Besides, temporally stable thin structures are well-preserved thanks to the multi-temporal mean. Without reference image, we propose to use a patch-based auto-covariance residual evaluation method to examine the residual image and look for possible remaining structural contents. With speckle reduction images, we propose to use simplified generalized likelihood ratio method to detect the change area, change magnitude and change times in long series of well-registered images. Based on spectral clustering, we apply the simplified generalized likelihood ratio to detect the time series change types. Then, jet colormap and HSV colorization may be used to vividly visualize the detection results. These methods have been successfully applied to monitor farmland area, urban area, harbor region, and flooding area changes

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Phan, Xuan Vu. "Assimilation de données radar satellitaires dans un modèle de métamorphisme de la neige." Thesis, Rennes 1, 2014. http://www.theses.fr/2014REN1S132/document.

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Abstract:

La caractérisation de la neige est un enjeu important pour la gestion des ressources en eau et pour la prévision des risques d'avalanche. L'avènement des nouveaux satellites Radar de Synthèse d'Ouverture (RSO) bande X à haute résolution permet d'acquérir des données de résolution métrique avec une répétitivité journalière. Dans ce travail, un modèle de rétrodiffusion des ondes électromagnétiques de la neige sèche est adapté à la bande X et aux fréquences plus élevées. L'algorithme d'assimilation de données 3D-VAR est ensuite implémenté pour contraindre le modèle d'évolution de la neige SURFEX/Crocus à l'aide des observations satellitaires. Enfin, l'ensemble de ces traitements sont évalué à partir de données du satellite TerraSAR-X acquises sur le glacier d'Argentière dans la vallée de Chamonix. Cette première comparaison montre le fort potentiel de l'assimilation des données RSO bande X pour la caractérisation du manteau neigeux Characterization of snowpack structure is an important issue for the management of water resources and the prediction of avalanche risks. New Synthetic Aperture Radar (SAR) satellites in X-band at high-resolution allow us to acquire image data with metric resolution and daily observations. In this work, an electromagnetic backscattering model applicable for dry snow is adapted for X-band and higher frequencies. The 3D-VAR data assimilation algorithm is then implemented to constrain the evolution of the snow metamorphisme model SURFEX/Crocus using satellite observations. Finally, the algorithm is evaluated using image data acquired from TerraSAR-X satellite on the Argentiere glacier in the Chamonix Valley of the French Alps. This first comparison shows the high potential of the data assimilation assimilation method using X-band SAR data for characterization of the snowpack

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Lavalle, Marco. "Full and Compact Polarimetric Radar Interferometry for Vegetation Remote Sensing." Phd thesis, Université Rennes 1, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00480972.

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Abstract:

Cette thèse aborde principalement le rôle que jouent les radars polarimétrique et interférométrique dans les applications de géosciences, tout particulièrement sur les forêts. Il est démontré que les modèles actuels simples de la corrélation spatiale des milieux naturels sont capables d'estimer de manière robuste la hauteur de la forêt et sa biomasse; lorsque la topographie est peu prononcée. La corrélation temporelle y est traitée plus précisément en définissant une fonction de corrélation temporelle dépendant de la hauteur de la canopée. Les effets de cette amélioration sur la modélisation directe et inverse sont discutés. Une expression simplifiée de ces modèles est proposée et validée dans le cas des basses fréquences. Nous utilisons à la fois des données polarimétriques satellitales, ainsi que des simulations numériques de rétrodiffusion afin d'illustrer les résultats. Pour les radars en polarimétrie compacte, la pseudo reconstruction est généralisée au cas interférométrique et son efficacité est démontrée seulement pour certaines combinaisons entre les composantes volumiques et les composantes du sol. Enfin, la qualité des données est abordée, en montrant que la rotation de Faraday peut être estimée et corrigée à partir des échos radar non focalisés et que les trièdres maillées peuvent servir d'étalonnage radiométrique des données à double polarisation.

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Riché, Vishal. "Étude et réalisation d'un système d'imagerie SAR exploitant des signaux et configurations de communication numérique." Phd thesis, Université Rennes 1, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00870035.

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Abstract:

Les travaux présentés dans cette thèse portent sur l'étude et la réalisation d'un système d'imagerie SAR (synthetic aperture radar) exploitant deux techniques provenant des communications numériques: la configuration MIMO et les signaux OFDM. Dans la première partie de cette étude, différentes méthodes de focalisation des signaux reçus pour la configuration MIMO sont proposées afin de mesurer l'impact de la configuration MIMO sur la robustesse du système d'imagerie SAR par rapport aux bruits. Par ailleurs, on mesure aussi l'impact de la configuration MIMO sur la résolution en azimut. Finalement, un système expérimental est développé au sein du laboratoire afin de confirmer les résultats obtenus par simulation. Dans la deuxième partie de cette étude, une méthode de réduction de l'ambiguïté en distance est proposée et validée par simulation. Cependant, l'utilisation de signaux classiques de type \textit{chirps} montre ses limites pour la réduction de l'ambiguïté en distance. Ainsi, une méthode de conception de signaux OFDM est développée afin de résoudre ce problème. Une dernière étude sur les signaux OFDM est mené dans le cadre de son utilisation dans la configuration MIMO pour l'imagerie SAR. L'impact des signaux OFDM sur la résolution azimutale ainsi que sur les différents paramètres de qualité images est étudié.

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Wasik, Valentine. "Analyse de la précision d’estimation de deux systèmes d’imagerie polarimétrique." Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM4348.

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Abstract:

L’imagerie polarimétrique permet d’estimer certaines caractéristiques d’un milieu qui peuvent ne pas être révélées par imagerie d’intensité standard. Cependant, les mesures effectuées peuvent être fortement perturbées par des fluctuations inhérentes aux processus physiques d’acquisition. Ces fluctuations sont difficiles à atténuer, notamment à cause de la fragilité des milieux observés ou de l’inhomogénéité des images acquises. Il est alors utile de caractériser la précision des estimations qu’il est possible d’obtenir. Dans cette thèse, cette question est abordée au travers de deux applications d’imagerie polarimétrique : la microscopie non-linéaire de second harmonique résolue en polarisation (PSHG) pour l’analyse de l’organisation structurale d’objets biomoléculaires, et l’imagerie radar polarimétrique interférométrique à synthèse d’ouverture (PolInSAR) pour l’estimation des paramètres du couvert forestier. Pour la première application, la précision d’estimation en présence de bruit de Poisson est caractérisée pour l’ensemble des assemblages moléculaires présentant une symétrie cylindrique, ce qui permet notamment d'aboutir à une procédure de détection des mesures qui ne permettent pas d’atteindre une précision d’estimation requise. Pour l’imagerie PolInSAR, on analyse une modalité d'acquisition intéressante pour les futures missions satellitaires. En particulier, on étudie dans ce contexte la précision d'estimation de la hauteur de végétation en présence de bruit de speckle en s'appuyant sur l'analyse du contraste polarimétrique. Une interprétation simple des comportements de cette modalité d'acquisition est obtenue dans la sphère de Poincaré Polarimetric imaging allows one to estimate some characteristics of a medium which might not be revealed by standard intensity imaging. However, the measurements can be strongly perturbed by fluctuations that are inherent in the physical acquisition processes. These fluctuations are difficult to attenuate, for instance because of the fragility of the observed media or because of the inhomogeneity of the obtained images. It is then useful to characterize the estimation precision that can be reached. In this thesis, this question is addressed through two polarimetric imaging applications: polarized-resolved second-harmonic generation non-linear microscopy (PSHG) for the analysis of the structural organization of biomolecular objects, and polarimetric interferometric synthetic aperture radar imaging (PolInSAR) for the estimation of vegetation parameters. For the first application, the estimation precision in the presence of Poisson noise is characterized for any molecular assembly that presents a cylindrical symmetry. This study results in particular in a procedure to detect the measurements that do not lead to a required precision. For PolInSAR imaging, we analyze an acquisition system that is interesting for future spatial missions. In particular, the estimation precision of the vegetation height is studied in this context in the presence of speckle noise by relying on the analysis of the polarimetric contrast. A simple interpretation of the behavior of this acquisition system is obtained in the Poincaré sphere

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Trouvé, Nicolas. "Comparaison des outils optique et radar en polarimétrie bistatique." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00671954.

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Abstract:

L'information polarimétrique des ondes électromagnétiques est fondamentalement semblable pour les micros ondes (radar), l'infrarouge et le visible (optique). Cependant, les échelles et les moyens de mesures impliqués varient très fortement ce qui explique que les divers outils développés (étalonnage, configuration géométrique, filtrage du bruit) divergent entre les différentes communautés. Ces divergences s'illustrent notamment sur les points suivants : - La géométrie d'acquisition, classiquement bistatique en optique et majoritairement monostatique en radar. - La nature de la mesure, cohérente pour le radar (intensité et phase) et en énergie pour l'optique ; quand l'optique mesure directement des grandeurs quadratiques du champ électrique, en radar il faut effectuer des estimations statistiques pour obtenir ces mêmes grandeurs. - Les traitements : en radar ce sont les décompositions polarimétriques en sommes matricielles qui sont les plus populaires, en optique les traitements sont le plus souvent multiplicatifs. Cette thèse exploite l'utilisation transverse des outils appartenant à ces deux mondes afin d'améliorer notre compréhension globale de la polarimétrie et son exploitation. Le travail présenté suit l'organisation logique d'un protocole de la mesure à l'exploitation. Nous avons d'abord adapté une méthode de calibration inspirée de l'optique au cas du radar bistatique. Ensuite nous avons analysé l'impact des géométries bistatiques et des choix de référence, pour proposer le choix du plan de diffusion dans l'analyse des images radar. Puis nous nous sommes penchés sur l'estimation de la matrice de covariance polarimétrique dans le cadre du radar. Ceci a permis de proposer une méthode originale de segmentation des images SAR ainsi que de nouveaux types de détecteurs. Enfin, nous présentons les différents "traitements polarimétriques" à proprement parler, et diverses applications auxquels ces traitements peuvent servir : caractérisation de milieux dépolarisants en optique (tissus) ou radar (forêt), détection de cibles déterministes, aide à la restitution 3D.

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Ledo, Gonçalves Ramos Fernanda. "Apport de l'interférométrie radar satellitaire pour le suivi des évolutions environnementales en Amazonie, Brésil." Phd thesis, Université de Grenoble, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01069825.

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Abstract:

Pendant ces dix dernières années, les lancements successifs de satellites pour l'observation de la Terre dotés de capteurs SAR (Synthetic Aperture Radar) ont permis de montrer son fort potentiel, car ces systèmes sont capables de couvrir de vastes régions avec une résolution élevée, ce qui représente un avantage pour le suivi terrain. Cette thèse propose d'élargir les applications conventionnelles, en s'occupant d'investiguer le potentiel et les limites de l'interférométrie SAR pour la mesure de la déformation du terrain dans la région amazonienne, qui n'a pas encore été étudiée dans ce cadre spécifique. L'application consiste à estimer le déplacement de la surface de la Terre sur la zone urbaine de Manaus, la plus grande ville de l'État d'Amazonas au Brésil, qui représente un site important pour l'exploration pétrolière et gazière et pour le transport. Ce site est entouré par des écosystèmes fragiles, qui le rendent très sensible à la présence de l'industrie pétrolière. Dans ce contexte, une compréhension de la dynamique temporelle et de la distribution spatiale des phénomènes de néotectonique est fondamentale pour la définition de bonnes pratiques de gestion de l'environnement. Au niveau méthodologique, afin de lever les principales difficultés rencontrées pour l'application de l'interférométrie différentielle sur une pile de données Radarsat-1, une stratégie multi-échelles et "model free", basée sur l'information de déformation non-linéaire au cours du temps est adoptée avec succès. La caractéristique essentielle de cette procédure est la séparation du signal de phase en différentes échelles spatiales pour simplifier la séparation des trois composantes de phase (topographie, atmosphère et déplacement). Cela conduit à une plus grande robustesse et permet l'inversion de composantes de phase pour les petites piles d'images. Au niveau géophysique, l'application de l'interférométrie à l'étude du déplacement du terrain est réalisée pour la première fois sur le milieu de l'Amazonie, en complétant les études de géologie structurale antérieures basées sur les mesures issues de la corrélation des images optiques et les mesures de terrain. En complément des connaissances antérieures, la présente étude apporte une information précise sur l'hypothèse de mouvements de la croûte récents liés aux activités néotectoniques du bassin de l'Amazonie. Les résultats indiquent une zone de mouvement de la croûte adjacente à une structure de drainage circulaire dans la ville de Manaus. Les images Radarsat-1 et 2 acquises sur cette région apportent une meilleure compréhension des activités géologiques et du mouvement de la croûte dans le bassin de l'Amazonie.

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Khazâal, Ali. "Reconstruction d'images pour la mission spatiale SMOS." Toulouse 3, 2009. http://thesesups.ups-tlse.fr/917/.

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SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) est une des missions d'exploration de la Terre menées par l'ESA dans le cadre de ses missions dites d'opportunité. Son objectif est l'observation, à une échelle globale, de l'humidité des sols et de la salinité des océans, deux paramètres importants pour une meilleure modélisation du climat et de meilleures prévisions météorologiques. Ces variables sont mesurées de manière indirecte par l'instrument MIRAS, un radiomètre micro-onde imageur dont le principe observationnelle repose sur l'interférométrie et la synthèse d'ouverture. Dans le cadre de cette mission, le problème de la reconstruction de la distribution de température de brillance des scènes observées à partir des données interférométriques est la clef de la réussite de la mission. Il a été démontré que ce problème est mal posé et doit être régularisé afin de fournir une solution unique et stable. Lors de cette thèse, la méthode de régularisation retenue par l'ESA pour la reconstruction de la distribution de la température de brillance est tout d'abord étudiée. Le problème de l'erreur systématique, ou biais de reconstruction, qui peut parfois être importante est ensuite traité et une approche efficace de réduction de cette erreur est proposée et validée. Une extension de cette méthode aux deux modes polarimétrique de SMOS polarisation double et polarisation totale) est ensuite proposée. Deux autres problèmes liés à la reconstruction d'image sont aussi étudiés. Dans un premier temps, l'effet de deux genres de pannes de certains éléments de MIRAS sur la qualité de la reconstruction est étudié. Ensuite, l'étalonnage des diagrammes d'antennes de MIRAS, une fois en orbite, est abordé où une méthode est proposée pour estimer ces diagrammes d'antennes Synthetic aperture imaging radiometers are powerful sensors for high-resolution observations of the Earth at low microwave frequencies. Within this context, the European Space Agency is currently developing the Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) mission devoted to the monitoring of SMOS at global scale from L-band space-borne radiometric observations obtained with a 2-D interferometer. This PhD is concerned with the reconstruction of radiometric brightness temperature maps from interferometric measurements through a regularization approach called Band Limited Regularization. More exactly, it concerns with the reduction of the systematic error (or bias) in the reconstruction of radiometric brightness temperature maps from SMOS interferometric measurements. It also extends the concept of "band-limited regularization approach" to the case of the processing of dual and full polarimetric data. Also, two problems that may affect the quality of the reconstruction are investigated. First, the impact of correlators and receivers failures on the reconstruction process is studied. Then, the calibration of MIRAS antenna's voltage patterns, when the instrument is in orbit, is also studied where a general approach is proposed to estimate this antenna's patterns

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Gelas, Colette. "Inversion de données PolSAR en bande P pour l'estimation de la biomasse forestière." Thesis, Toulouse 3, 2020. http://www.theses.fr/2020TOU30282.

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Abstract:

La thèse s'inscrit dans le cadre des travaux préparatoires à la mission spatiale BIOMASS du programme Earth Explorer de l'ESA (Agence Spatiale Européenne), qui prévoit d'exploiter pour la première fois depuis l'espace un SAR en bande P (435 MHz), dans le but de cartographier la biomasse et la hauteur des forêts à l'échelle globale pour la période 2023-2028. L'utilisation de la bande P permet d'obtenir une sensibilité du signal inédite avec la biomasse, en lien avec ses capacités de pénétration même à travers des forêts tropicales denses. La mission BIOMASS se base sur l'utilisation conjointe de trois méthodes d'imagerie qui sont la Polarimétrie (PolSAR), l'Interférométrie (PolInSAR) et la Tomographie (TomoSAR). Ses objectifs sont de produire tous les 7 mois des cartes de biomasse et hauteur des forêts à la résolution de 4 ha, ainsi que des cartes des perturbations sévères à 0.5 ha. La thèse s'est organisée autour du développement d'une chaîne de calcul articulée en plusieurs modules permettant d'extraire des valeurs de biomasse à partir de données PolSAR en bande P dans la perspective de cartographier la biomasse forestière de manière robuste et automatique. Les deux modules principaux consistent à estimer un indicateur polarimétrique lié à la biomasse forestière puis à l'inverser en biomasse en appliquant une méthode bayésienne construite sur des grandeurs a priori issues d'un modèle électromagnétique prédictif (MIPERS-4D). Une étude a été consacrée à la comparaison de différents indicateurs PolSAR permettant l'inversion de la biomasse forestière sur les différents sites expérimentaux étudiés. Cette thèse aborde la possibilité de minimiser les effets de la topographie avec une utilisation conjointe des modèles numériques d'élévation (DEM) qui donnent une approximation des pentes sous forêts et des données PolSAR à partir desquelles il est possible d'extraire des informations sur les coefficients des matrices de covariances et sur les pentes azimutales sous forêt. Dans l'objectif d'améliorer les relations entre les coefficients de rétrodiffusion et la biomasse, la minimisation des effets de speckle a également été étudiée dans le cadre des scénarios d'acquisitions BIOMASS, supposant des adaptations des techniques de filtrage existantes pour des séries temporelles de données SLC polarimétriques. Ces travaux sur le développement d'un filtre multi-temporel et multi-canal adapté aux séries temporelles PolSAR ont été valorisés dans l'article "Multi-temporal speckle filtering of polarimetric P-band SAR data over dense tropical forests in French Guiana : application to the BIOMASS mission" (publié dans la revue Remote Sensing), dans lequel un nouvel indicateur permettant de quantifier les performances du filtrage a également été proposé, en lien avec la capacité inédite de ces données pour caractériser les pentes azimutales du terrain. Ces différents travaux ont permis de mettre au point une méthode d'inversion adaptable aux contraintes de généralisation spatiale et temporelle pour les futures acquisitions BIOMASS à l'échelle globale. La méthode développée repose sur la combinaison d'un indicateur issu des données PolSAR qui optimise la relation à la biomasse ainsi que d'une méthode bayésienne minimisant les effets de dispersion à partir de fonctions de vraisemblance issues du modèle MIPERS-4D. Les conditions d'observations peuvent ainsi être prises en compte au travers de la paramétrisation du modèle, et l'application de cette méthode aux données des campagnes aéroportées étudiées dans cette thèse a montré son intérêt pour éviter la propagation directe des effets temporels ou de structure en biomasse. La combinaison de ces différentes études a permis d'améliorer la méthode d'inversion tout au long de la thèse, en ouvrant également des perspectives de développement pour la consolider avec en particulier la généralisation aux indicateurs PolInSAR et TomoSAR, en vue d'une exploitation la plus complète des futures données BIOMASS This thesis took place during the preparation phase of the BIOMASS ESA (European Space Agency) mission, which plans to exploit for the first time ever a P-band (435 MHz) spaceborne SAR, with the aim at mapping forest biomass and height worldwide for the period 2023-2028. The use of the P-band comes from its unique sensitivity to forest biomass, in relation to its ability to penetrate through dense media like tropical forests. The BIOMASS mission is based on the use of three imaging modes: Polarimetry (PolSAR), Interferometry (PolInSAR) and Tomography (TomoSAR), and aims at delivering forest biomass and height maps every 7 months at a resolution of 4 ha, as well as maps of severe disturbances at 0.5 ha. The thesis has been organised around the development of a processing chain made of several modules in order to map forest biomass from P-band PolSAR images, and for a wide range of forest types and observation conditions. The two main modules consist in the development of a PolSAR indicator related to forest biomass and in a Bayesian method built on likelihood functions derived from a predictive electromagnetic model (MIPERS-4D). A first study focused on the comparison between various PolSAR based indicators adapted to forest biomass estimation on several test sites. In particular, this thesis emphasises the possibility of minimising the effects of topography with the joint use of digital elevation models (DEM) which give an approximation of terrain slopes and with the fully polarimetric covariance matrix from which it is also possible to extract topographic information like the azimuthal component of terrain slopes. In order to improve the link between backscatter coefficients and biomass, the minimisation of speckle effects has also been studied in the specific framework of BIOMASS acquisitions plan, meaning the adaptation of state-of-the-art filtering techniques for polarimetric SLC time series data. This work results in the development of a multi-channel filter adapted to PolSAR time series, which has been demonstrated on the TropiSAR data acquired at the Paracou test site, and described in the paper "Multi-temporal speckle filtering of polarimetric P-band SAR data over dense tropical forests in French Guiana: application to the BIOMASS mission", published in the journal Remote Sensing, in which a new indicator to quantify filtering performances has been also highlighted, in connection with the capacity of P-band PolSAR data to characterise the azimuthal slopes. These works contribute to develop an inversion method accounting for the challenging constraints of spatial and temporal generalisations for the future BIOMASS acquisitions at global scale. The developed method proposes the combination of the so-called t0 indicator derived from PolSAR data in order to optimise the relationship with forest biomass, with a Bayesian method minimising the dispersion effects thanks to likelihood functions derived from the MIPERS-4D model. The observation conditions related to the temporal or spatial variability can be thereby accounted for, and application of the method to the P-band airborne SAR data acquired during the BIOMASS mission preparation phases shows its great interest to avoid the direct propagation of dispersive factors into biomass. These contributions enabled to adapt and improve the processing chain, and paved to way to further prospects of new insights such as the method generalisation with PolInSAR and TomoSAR indicators, in order to achieve a more thorough exploitation of the upcoming BIOMASS data

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Basly, Ludovic. "Télédétection pour la qualité de l'air en milieu urbain." Phd thesis, Université de Nice Sophia-Antipolis, 2000. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00006291.

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Abstract:

La qualité de l'air en milieu urbain fait désormais partie des préoccupations des autorités responsables des grandes agglomérations. Les décideurs ont besoin d'outils permettant la surveillance de la pollution atmosphérique. Actuellement, il est impossible de connaître précisément la distribution spatiale des polluants. Les associations en charge de la qualité de l'air sont donc très intéressées par tous les moyens susceptibles d'affiner cette connaissance. La télédétection est un de ces moyens, aussi nous nous sommes attachés, au cours de cette thèse, à apporter des éléments de réponse utiles aux praticiens. L'analyse d'images-radar à synthèse d'ouverture (RSO), de l'agglomération nantaise, nous a permis de définir les facteurs influençant la perception de l'environnement urbain dans les images-radar. De cette analyse a découlé une étude pour cartographier la rugosité aérodynamique sur toute la ville. Ce paramètre, caractérisant la morphologie locale, est nécessaire à la modélisation de la dispersion des polluants au-dessus des villes. Nous avons utilisé pour cette cartographie des images-radar seules ou employées conjointement à l'imagerie optique. Une autre étude a été menée visant à obtenir une méthode innovante, faisant usage des données optiques en infrarouge thermique, pour cartographier la distribution spatiale du champ de concentration des particules en suspension (fumées noires). Des facteurs pouvant influencer les interactions entre les polluants et les autres bandes spectrales, du visible et de l'infrarouge, ont été étudiés. Dans un souci d'opérationnalité, que ce soit avec l'imagerie radar ou optique, les résultats des nouvelles méthodes ont été comparés avec ceux obtenus avec des méthodes conventionnelles.

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Salameh, Edward. "Utilisation des techniques de télédétection pour mesurer la topographie des zones intertidales littorales dans le cadre de la mission SWOT." Thesis, Normandie, 2020. http://www.theses.fr/2020NORMR040.

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Abstract:

En lien avec les activités humaines et l’élévation du niveau de la mer dans le cadre du changement climatique, les zones intertidales sont soumises à de fortes pressions. La topographie de ces environnements est ainsi en évolution permanente. Le suivi de la topographie est fondamental pour la modélisation hydrodynamique et morphodynamique des systèmes côtiers. Ce suivi fait face à des importantes difficultés, surtout sur le plan logistique, vu la localisation des zones intertidales entre les limites des plus hautes et des plus basses marées. La télédétection spatiale est une des meilleures approches pour assurer des mesures topographiques intertidales à jour dans l’espace et dans le temps. Cette thèse porte ainsi sur l’utilisation de la télédétection spatiale pour le suivi de la topographie des zones intertidales par des capteurs radar (altimétrie et Radar àSynthèse d’Ouverture (RSO)) et multispectrales. L’objectif principal est d’explorer, de développer ou d’améliorer des méthodes dédiées à la cartographie de la topographie intertidale, et d’étudier également la capacité de la future mission SWOT (Surface Water and Ocean Topography; première mission altimétrique à fournir des élévations au sein d’une fauchée au moyen de la technique d’interférométrie SAR (RSO)) à cartographier la topographie de ces zones. Les méthodologies développées et utilisées dans cette thèse ont été appliquées à deux baies intertidales situées sur la façade Atlantique de la côte française : Le Bassin d’Arcachon et la Baie des Veys. Nous avons d’abord montré que les améliorations techniques des nouvelles missionssatellitaires permettaient, pour la première fois, à l’altimétrie satellitaire de fournir des profils topographiques intertidaux le long des traces des altimètres. Deuxièmement, nous avons introduit une approche améliorée de la méthode de la ligne d’eau (méthode la plus courante pour la cartographie de la topographie intertidale) qui sert à générer des Modèles Numériques d’Élévation (MNEs) intertidaux à l’aide des images satellitaires (RSO et multispectrales). Grâce à cette nouvelle approche, la détection des lignes d’eau et leurs post-traitements sont maintenant plus rapides, plus efficaces et quasi-automatiques. Nous avons également mis en évidence la capacité de SWOT à générer des MNEs intertidaux précis en utilisant la méthode de la ligne d’eau. Les méthodologies développées et utilisées au cours de cette thèse sont capables de mesurer régulièrement latopographie dans les zones intertidales et permettre la détection des changements topographiques dans ces environnements et proposer des bilans morpho-sédimentaires. Ainsi, les deux zones intertidales étudiées sont en érosion sur la période de 2016 à 2018 avec des pertes en volume de 1,12 × 106 m3 et 0,70 × 106 m3 pour le bassin d’Arcachon et la baie des Veys respectivement. Ces informations sont utiles et nécessaires pour plusieurs applications scientifiques (par exemple, le bilan sédimentaire, la modélisation hydrodynamique), mais aussi pour les autorités et les acteurs du littoral dans le but de la mise en oeuvre des politiques d’utilisation et de protection de ces environnements Intertidal flats provide essential services including protection against storm surges and coastal flooding.These environments are characterized by a continuous redistribution of sediments and topographic changes.They are under increasing pressure due to anthropogenic activities and sea level rise. The continuous monitoring of their topography is fundamental for hydrodynamic and morphodynamic modeling of coastal systems. Intertidal flats are among the most logistically challenging coastal landforms for ground-based and airborne-based topography monitoring. Spaceborne-based monitoring is the only viable and the mostcost-effective approach capable of providing regularly intertidal topography maps. Recent developments in radar (altimetry and Synthetic Aperture Radar (SAR)) and optical technologies, bring new types of data and enhanced capacities for monitoring intertidal environments. This PhD dissertation investigates the use of spaceborne-based methods for monitoring the topography in intertidal areas using radar altimetry, SAR, and multispectral satellite observations. The main objective is to explore, develop, or enhance methods dedicated for intertidal topography mapping. Being a part of the preparation phase of the future SWOT (Surface Water and Ocean Topography) radar altimetry mission, first mission to operate in wide-swath SAR interferometrymode, this PhD dissertation also investigates the capability of SWOT to map intertidal topography. Methodologies developed or/and used in this thesis were applied to two intertidal environments located on the French Coast: The Arcachon Bay and the Bay of Veys. We showed, for the first time, that recent advancements in technologies enabled satellite radar altimetry to extract intertidal topography profiles along the altimeters ground tracks. Second, we introduced an improved and quasi-automatic approach for the use of the waterline method (most common method for intertidal topography mapping) to derive intertidalDigital Elevation Models (DEMs). The changes include faster, more efficient and quasi-automatic detection and post-processing of waterlines. We also brought to light the ability of SWOT to generate highly accurate intertidal DEMs using the waterline method. The methodologies used here allow the generation of intertidal topography measurements regularly, that with careful usage, can be used for detecting topographic changes in intertidal environments. We showed that the two study areas eroded during 2016-2018, losing 1,12 × 106 m3 and 0,70 × 106 m3 for the Arcachon Bay and the Bay of Veys respectively. Updated DEMs provide useful and needed information for several scientific applications (e.g., sediment balance, hydrodynamic modelling), but also for authorities and stakeholders for coastal management and implementation of ecosystem protectionpolicies

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Shabou, Aymen. "Minimisation multi-étiquette d'énergies markoviennes par coupe-minimum sur graphe : application à la reconstruction de la phase interférométrique en imagerie RSO." Phd thesis, Télécom ParisTech, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00565362.

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Abstract:

Les approches markoviennes en imagerie et vision par ordinateur offrent un cadre mathématique élégant pour résoudre certains problèmes complexes. Le plus souvent, la fonction d'énergie globale modélisant le problème demeure difficile à minimiser. La première contribution de cette thèse consiste alors à proposer des algorithmes d'optimisation efficace de la classe d'énergies markoviennes multi-étiquettes de premier ordre ayant une attache aux données quelconque et un a priori convexe. Les algorithmes proposés reposent sur la technique de coupe-minimum sur graphe et des stratégies d'optimisation itérative par des nouveaux mouvements de partitions larges et multi-étiquettes, qui permettent d'avoir un compromis entre la qualité de l'optimum atteint et la complexité algorithmique. Le cadre applicatif principal de cette thèse est la reconstruction du relief par interférométrie radar à synthèse d'ouverture. Cette méthode de calcul de modèles numériques de terrain est confrontée le plus souvent à la nature très bruitée des données radar et aussi à la complexité des scènes naturelles et urbaines à reconstruire et à leur grande dimension. Ainsi, la seconde contribution de ces travaux de thèse consiste à proposer des modèles markoviens robustes face à la diversité des scènes à reconstruire dans le cas général et des algorithmes d'optimisation qui leur sont appropriés. L'approche générale est testée et validée sur un jeu de données radar synthétiques et réelles (ERS et ESAR).

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Kpre, Ettien lazare. "Contribution à l’étude de techniques de codage analogique pour l’imagerie microonde active et passive." Thesis, Limoges, 2017. http://www.theses.fr/2017LIMO0060/document.

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Abstract:

Les systèmes d’imagerie microonde suscitent un grand intérêt actuellement dans le domaine de la recherche, notamment pour des applications de sécurité (scanners corporels, vision à travers les murs, etc). Plusieurs techniques d’acquisition déjà existantes permettent d’optimiser l’ouverture rayonnante afin de garantir une bonne résolution sur l’image finale. Cependant, le verrou actuel des systèmes d’imagerie est de pouvoir atteindre un temps de rafraîchissement temps réel et d’adresser un grand nombre d’antennes. La majorité des systèmes actuels peinent à concilier la rapidité et la résolution, tout en garantissant une bonne sensibilité. Les travaux réalisés dans ce manuscrit visent à proposer une alternative aux systèmes existants en se basant sur des techniques de codage analogique des signaux d’antennes. Globalement, l’objectif est de minimiser le nombre de récepteurs sans affecter les performances. Les architectures proposées sont essentiellement basées sur le concept du Radar MIMO (pour les systèmes actifs) et du radiomètre à synthèse d’ouverture interférométrique ou SAIR (pour les systèmes passifs). Ces deux systèmes permettent de réduire considérablement le nombre d’antennes sans affecter la résolution de l’image, ce qui permet une première levée de contraintes. En sus, des composants compressifs entièrement passifs sont utilisés pour réduire le nombre de récepteurs des systèmes Radar MIMO et SAIR. Ces composants à diversité spatiale et fréquentielle présentent des fonctions de transfert orthogonales. Utilisés en émission, ils permettent un adressage simultané et indépendant des antennes du réseau. En réception, ils permettent de coder les signaux reçus par les antennes vers un nombre de voies RF considérablement réduit. En appliquant des techniques de décodage appropriées, les signaux reçus par chacune des antennes peuvent être estimées afin d’appliquer les algorithmes dédiés à la reconstruction de l’image. Ces composants offrent l’avantage de réduire fortement le nombre de voies RF tout en conservant la même ouverture rayonnante et en autorisant une acquisition simultanée des signaux. Des démonstrateurs laboratoires ont été réalisés en bande S afin de montrer une preuve de faisabilité des alternatives proposées. Enfin, les résultats obtenus ont fait l'objet d'une demande de brevet et un prototype d'imageur radiométrique à ondes millimétriques est en cours de prototypage dans le cadre du projet ANR-PIXEL Microwave imaging systems are currently attracting great attention in the field of research, especially for security applications (body scanners, vision through walls, etc.). Several acquisition techniques already exist to optimize the antenna aperture in order to guarantee a good resolution on the final image. However, the current lock of imaging systems is to be able to achieve a real-time acquisition and address numerous antennas. Most of the current systems struggle to reconcile fast imaging and resolution while ensuring good sensitivity. The work carried out in this manuscript aims at proposing an alternative to the existing systems based on analog coding techniques of the antenna signals. Overall, the goal is to minimize the number of receivers without affecting performances. The proposed architectures are based essentially on the concept of the MIMO radar (for active systems) and the Synthetic Aperture Interferometric Radiometer or SAIR (for passive systems). These two systems allow a significant reduction of the number of antennas without affecting the resolution of the image, thus enabling a first lifting of constraints. In addition, passive compressive components are used to reduce the number of receivers in the MIMO Radar and the SAIR systems. These components with spatial and frequency diversity exhibit orthogonal transfer functions. Used in transmission, they allow simultaneous and independent addressing of each element of the antenna array. In reception, they allow the signals received by the antennas to be coded into a considerably reduced number of aggregate waveforms. By applying suitable decoding techniques, the signals received by each antenna can be estimated in order to apply imaging algorithms. These components offer the advantage of greatly reducing the number of RF channels while keeping the same number of antennas and allowing simultaneous acquisition of the signals. Laboratory demonstrators were carried out in S-band to demonstrate the feasibility of the proposed alternatives. Finally, the results obtained were the subject of a patent application and a prototype of a millimeter-wave radiometric imager is being developed in the framework of the ANR-PIXEL project

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Dissertations / Theses on the topic 'Radar à synthèse d'ouverture inverse'

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