Dissertations / Theses: 'Télédétection,Végétation'

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Strulovici, Aurélien. "Modélisation radiative des feux de végétation pour des applications de télédétection." Paris 7, 2006. http://www.theses.fr/2006PA077139.

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Abstract:

Ce travail porte sur la modélisation du rayonnement infrarouge émis par un feu de végétation et la propagation de ce rayonnemen dans l'atmosphère jusqu' un capteur, satellital ou aroporté. Le but est de poser les fondations du problème direct pour amliorer les futures applications de télédtection des feux. Le rayonnement infrarouge du feu provient de l'émission par les particules de suies et par les gaz chauds Afin de prendre en compte ces deux composantes, on modifie un code Raie par Raie afin d'intégrer l'émission/asborption par les suies. Le calcul du coefficient d'absorption des gaz se base sur les banques spectroscopiques HITRAN et HITEMP, celui des particules à partir de 4 indices de réfraction trouvés dans la littérature. Cependant, une étude bibliographique montre la difficulté à trouver des données d'entrée pour le modèle de rayonnement. Pour pallier au manque de données, on utilise un code multiphasique de propagation des feux qui simule ces donnes d'entrée. Il permet également d'estimer la répartition du feu dans le pixel et donc de calculer sa luminance puis sa température de brillance. Cette méthode est appliquée à un feu de savane dans le parc national Kruger lors de la campagne SAFARI92. Les résultats sont comparés avec une image BIRD, des données MODIS et des spectres infrarouges acquis avec S-HIS lors de la campagne SAFARI2000 This research project aims at modeling the infrared radiation emitted by a vegetation fire and its propagation through the atmosphere to a sensor. The idea behind this work is to lay foundations for the direct problem in order to implement new fire related remote sensing applications. Infrared radiation from a vegetation fire cornes from two components, radiation from hot gases and from solid particles in the flame. A Une by line radiation model is chosen, optimized for hot gases calculations and modified to take into account radiation from soot particles. Absorption coefficient of gases is calculated from spectroscopic databases HITRAN and HITEMP. Soot absorption coefficient is calculated with 4 refractives index found in the litterature. A bibliographic study shows relevant input data for the radiative model seldom appears in articles. A multiphase propagation model of vegetation fires is then chosen in order to simulate input data of radiation model and define the fire front size. We can then estimate a fire pixel brightness temperature. The first study case is a savanna fire in the Kruger national park from the SAFARI92 campaign. Simulations are compared with a BIRD image, MODIS fire products and infrared spectra from S-HIS acquired during SAFARI2000 campaign

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Mougin, Eric. "Télédétection de la végétation par micro-ondes : mesure et modélisation des effets des paramètres du couvert sur la propagation et la rétrodiffusion des ondes radar." Toulouse, INPT, 1989. http://www.theses.fr/1989INPT025A.

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Abstract:

Dans les domaines spectraux du visible et de l'infra-rouge, l'apport de la teledetection spatiale a la connaissance de la vegetation terrestre n'est plus contestee. En depit du faible nombre de donnees actuellement disponibles, les capteurs micro-ondes apparaissent egalement prometteurs bien que leurs potentialites n'aient pas ete encore entierement demontrees. En particulier, le probleme de l'extraction, a partir du signal enregistre, de l'information quantitative thematique presente dans la surface illuminee, n'est pas encore resolu. Des progres, dans sa resolution, sont notamment attendus grace a une meilleure comprehension des phenomenes electromagnetiques mis en jeu. L'approche developpee, dans le cadre de cette these, repose sur la modelisation des interactions onde electromagnetique-couvert vegetal pour l'interpretation des donnees radar existantes et pour les etudes de simulation. La premiere partie de la these expose les bases physiques necessaires a la modelisation et situe le probleme pose par la representation du couvert vegetal en parametres physiques, incorporables dans les modeles de diffusion micro-ondes. Dans le processus de modelisation, la connaissance des proprietes de transmission de l'onde electromagnetique dans les couverts vegetaux apparait essentielle. La determination du facteur de transmission sera abordee dans la deuxieme partie, de maniere experimentale puis theorique. La modelisation de la reponse radar a partir d'un couvert simplifie compose uniquement d'objets de forme cylindrique fait l'objet de la derniere partie de la these. Apres avoir ete valide dans une premiere phase, a partir de donnees experimentales obtenues au laboratoire, le modele est ensuite utilise pour l'interpretation de donnees image radar et pour une etude de simulation concernant la detection de l'humidite de surface des sols sous couvert vegetal

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Bannari, Abderrazak. "La télédétection et les indices de végétation pour la détection de la végétation éparse et moyennement dense cas de l'environnement urbain." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1996. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/nq21847.pdf.

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Gerber, Fanny. "Estimation du contenu en eau de la végétation par télédétection hyperspectrale dans le infrarouge." Paris, Institut de physique du globe, 2011. http://www.theses.fr/2011GLOB0006.

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Laporte, Nadine. "Etude de l'évolution spatio-temporelle de la végétation tropicale : utilisation de données satellitaires NOAA AVHRR sur l'Afrique de l'Ouest." Toulouse 3, 1990. http://www.theses.fr/1990TOU30178.

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Abstract:

L'objectif principal a l'etude est d'evaluer les conditions d'utilisation de la teledetection satellitaire a faible resolution en vue d'une meilleure connaissance de l'evolution de la vegetation en regions tropicales. Cet objectif derive d'une reflexion sur le role croissant de la teledetection dans l'analyse des problemes associes a la surveillance de la vegetation sur de grandes regions. La premiere partie de l'etude inclut une revue commentee des principales nomenclatures utilisees dans l'etude de la vegetation tropicale. Les formations vegetales ouest africaines sont examinees en terme de repartition, de structure et de phenologie. On met notamment l'accent sur les phenomenes de transformation qui affectent les formations vegetales. Cette partie resume un certain nombre d'observations effectuees sur la vegetation de la guinee et de la cote d'ivoire. Ces informations serviront de support a l'analyse des images satellitaires. Enfin, le capteur avhrr (advanced very high resolution radiometer) est presente. Dans la seconde partie, apres un bref rappel des problemes de typologie de la vegetation en teledetection, on voit comment les descriptions de la vegetation proposees dans la litterature peuvent guider la recherche des caracteristiques teledetectees, et quels sont les criteres utilisables pour une nomenclature basee sur les images. L'afrique de l'ouest est decoupee en grandes zones ecologiques. Celles-ci sont ensuite caracterisees radiometriquement a partir de l'evolution de parametres statistiques simples en relation avec le rythme saisonnier de la formation vegetale naturelle dominante. Les evolutions saisonnieres des forets, de leurs facies degrades et des savanes sont decrites. Etant donne l'importance du role joue par les feux dans la dynamique des formations vegetales, le probleme de leur detection et de leur suivi est aborde en relation avec le type de format

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Achard, Frédéric. "Etude des rythmes saisonniers de la végétation en Afrique de l'Ouest par télédétection spatiale." Toulouse 3, 1989. http://www.theses.fr/1989TOU30178.

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Abstract:

L'auteur se propose d'evaluer l'interet des donnees satellitaires pour l'etude des variations saisonnieres de la vegetation en afrique de l'ouest (entre 5n et 15n et entre 030e. Et 1130o. ). En premiere partie, sont donnees les principales caracteristiques ecologiques (bioclimatiques, vegetales et pedologiques) du milieu et plus particulierement de la cote-d'ivoire et du burkina faso. C'est une zone de transition entre la foret dense humide semi-decidue et la savane herbeuse. Le probleme crucial de la deforestation dans cette partie du monde est aussi aborde. Dans la seconde partie apres description des methodes existant en teledetection spatiale, trois images a haute resolution et deux series d'images noaa a 1 et a 15 km de resolution sont traitees: l'auteur rappelle quelques notions fondamentales. Puis la dynamique globale de la vegetation en 1984 est etudiee avec un indice de vegetation global a 15 km de resolution. On montre la necessite d'utiliser des donnees a meilleurs resolution. L'etude s'articule alors autour de deux volets: 1) delimitation des differentes surfaces vegetales en fonction du taux de recouvrement des ligneux sur trois sites-tests, a l'aide de donnees spot et landsat tm: parc national de la marahoue et reserve du haut-sassandra en cote-d'ivoire, forets classees du dida et de kongouko au burkina faso. 2) etude des rythmes saisonniers des formations au contact foret-savane: apres passage des images classees a la resolution du kilometre, les evolutions spectrales des unites de vegetation sont observees grace aux donnees kilometriques. L'analyse des evolutions de l'indice de vegetation et de la temperature de surface mene a une evaluation de l'utilisation potentielle de ces donnees. Cette etude doit servir de point de depart pour developper des methodes de suivi en temps reel des transformations globales de la vegetation dans les regions tropicales

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Dewaele, Hélène. "Intégration de données satellitaires dans le modèle ISBA pour le suivi des céréales à paille pluviales et l'estimation de la réserve utile en eau du sol." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30203/document.

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Abstract:

Le climat, les sols et les ressources en eau sont des facteurs essentiels de la production agricole et conditionnent la disponibilité des ressources alimentaires mondiales. La nécessité de quantifier, d'évaluer et de prédire les pressions exercées sur les ressources en eau et les ressources agricoles dans un contexte de changement climatique représente un enjeu majeur. Pour répondre à ces problématiques, des modèles numériques du fonctionnement des surfaces continentales sont développés. Ils permettent de simuler de nombreux processus naturels tels que le cycle de l'eau, du carbone, la croissance et la sénescence de la végétation, et les flux à l'interface sol-atmosphère. Ces outils puissants sont très largement utilisés par la communauté scientifique mais présentent de nombreuses incertitudes dans la représentation des différents processus biophysiques pris en compte et dans l'estimation des paramètres qui les pilotent. L'absence de données d'observation de variables clefs du cycle hydrologique ou de variables clefs de la végétation à grande échelle spatiale et temporelle est un frein majeur pour la validation de ces modèles. L'objectif général de ce travail de thèse est d'évaluer dans quelle mesure l'intégration de données satellitaires disponibles depuis une trentaine d'années dans un modèle générique des surfaces continentales permet de mieux représenter les sécheresses agricoles à différentes échelles spatiales. Le modèle ISBA-A-gs développé par le CNRM est utilisé. Il représente la variabilité interannuelle de la biomasse végétale en lien avec les ressources en eau du sol. Des études précédentes ont montré que les simulations du système sol-plante en condition de stress hydrique sont très sensibles à la valeur de la réserve utile du sol, et que la représentation par ce type de modèle de la variabilité interannuelle de la production des céréales à paille est difficile. Une méthodologie de calibration/validation du modèle basée sur l'intégration de séries temporelles satellitaires d'indice de surface foliaire (Leaf Area Index ou LAI) observées à 1km de résolution dans ISBA-A-gs a été développée afin d'estimer la réserve utile du sol pour des cultures de céréales à paille pluviales. Le LAI satellitaire est préalablement désagrégé pour les céréales à pailles. La validation de cette méthodologie est fondée sur la comparaison de la biomasse simulée et des rendements agricoles observés. Une méthode simple de modélisation inverse par minimisation d'une fonction coût a été confrontée à une méthode plus complexe : l'assimilation séquentielle de données. Cette dernière permet de combiner de manière optimale les séries temporelles de LAI observées et simulées par ISBA-A-gs afin de fournir une analyse du LAI, de la biomasse aérienne, et de l'humidité du sol. L'assimilation repose sur la chaîne LDAS-Monde développée par le CNRM. Elle donne des résultats plus réalistes que la modélisation inverse en terme de biomasse simulée et de réserve utile estimée. La représentation de l'impact négatif des sécheresses et des années très humides sur les rendements est améliorée grâce à cette méthode. Les réserves utiles obtenues sur les zones céréalières françaises ont permis la construction d'un modèle de régression linéaire simple permettant d'estimer les réserves utiles directement à partir des valeurs annuelles maximales de LAI satellitaires (LAImax). La cartographie de la réserve utile à partir du LAImax est comparée à la carte au millionième de l'INRA sur la France. La possibilité d'utiliser cette méthode à l'échelle locale est évaluée, ainsi que son extension à d'autres zones agricoles en Eurasie et en Amérique du Nord Climate, soils and water resources are essential factors of agricultural production and affect the availability of world food resources. The need to quantify, assess and predict pressures on water resources and agricultural resources in the context of climate change is a major issue. To answer these questions, numerical models of the processes at stake over continental surfaces are developed. They simulate many natural processes such as the water cycle, the carbon cycle, vegetation growth and senescence, and the fluxes at the soil-atmosphere interface. These powerful tools are widely used by the scientific community but present many uncertainties in the representation of the various biophysical processes taken into account and in the estimation of the parameters that drive them. The lack of observation data for key hydrological cycle variables or key vegetation variables of large spatial and temporal scales is a major obstacle to the validation of these models. The general objective of this thesis is to evaluate how the integration of satellite data available over the last thirty years in a generic model of continental surfaces allows a better representation of agricultural droughts at different spatial scales. The ISBA-A-gs model developed by CNRM is used. It represents the interannual variability of plant biomass in relation to soil water resources. Previous studies have shown that simulations of the soil-plant system under water stress conditions are very sensitive to the value of the soil maximum available water content, and that the representation by this type of model of the interannual variability of cereal straw is difficult. A model calibration / validation methodology based on the integration of Leaf Area Index (LAI) satellite time series observed at 1 km resolution in ISBA-A-gs was developed. The objective is to estimate the soil maximum available water content for non-irrigated straw cereal crops. The satellite LAI is first disaggregated for straw cereals. The validation of this methodology is based on a comparison of the simulated above-ground biomass with observed agricultural yields. A simple method of inverse modeling by minimizing a cost function is compared with a more complex method: sequential data assimilation. The latter allows optimal combinations of the LAI time series observed and simulated by ISBA-A-gs to provide an analysis of LAI, above-ground biomass, and soil moisture. The assimilation is based on the LDAS-Monde chain developed by CNRM. It gives more realistic results than inverse modeling in terms of simulated biomass and of soil maximum available water content. The representation of the negative impact of droughts and very wet years on yields is improved by this method. It is found that the soil maximum available water content retrieved on the French cereal areas correlates with the maximum annual values ??of satellite LAI (LAImax). A simple linear regression model can be used to estimate the soil maximum available water content directly from LAImax . The mapping of the soil maximum available water content as derived from LAImax is compared with the one millionth map of INRA over France. The possibility of using this method at a local scale is evaluated, as well as its extension to other agricultural areas in Eurasia and North America

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Dessay, Nadine. "Dynamique de la végétation et du climat : étude par télédétection de cinq biomes brésiliens, forêt ombrophile dense et ouverte, cerrados, caatinga et campanha gaúcha." Paris 10, 2006. http://www.theses.fr/2006PA100004.

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Abstract:

Toute modification des facteurs climatiques affecte la structure et le fonctionnement des écosystèmes terrestres et a une influence sur la phénologie des végétaux. En retour, les changements de la végétation peuvent affecter le climat. La motivation principale de ce travail est de caractériser les principaux biomes brésiliens et leurs liens avec le climat en utilisant la télédétection pour la période 1982-1999. Une bioclimatologie est établie pour chaque biome, permettant notamment la spatialisation des valeurs extrêmes et des décalages entre précipitation et végétation afin de mieux comprendre l'influence du climat sur la dynamique de la végétation. L'analyse de la phénologie menée à l'échelle locale permet de mieux appréhender les différences de comportement de la végétation d'une année à l'autre. Le travail a également permis d'étudier l'impact des phénomènes El Niño sur la végétation au Brésil et de proposer une méthodologie de détection des changements de la couverture végétale Any modification of climatic factors may affect the structure and functioning of terrestrial ecosystems and vegetal phenology. The vegetation changes may in return affect climate. The main motivation for this work is to characterize the main biomes in Brazil and their links with climate, using remote sensing data over the 1982-1999 period. A bioclimatology is established, allowing for spatial understanding of extreme values and of time lag between precipitation and vegetation, in order to investigate the role of climate on the vegetation dynamics. An analysis of the phenology at local scale shows the differences of vegetation behaviors for different years. This work also gives some results about the impact of El Nino phenomenon on Brazilian vegetation, and proposes a new methodology to detect changes in vegetation cover

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Gascon, Ferran. "Modélisation physique d'images de télédétection optique." Toulouse 3, 2001. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009863.

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Adeline, Karine. "Classification des matériaux urbains en présence de végétation éparse par télédétection hyperspectrale à haute résolution spatiale." Thesis, Toulouse, ISAE, 2014. http://www.theses.fr/2014ESAE0056/document.

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Abstract:

La disponibilité de nouveaux moyens d’acquisition en télédétection, satellitaire (PLEIADES, HYPXIM), aéroportée ou par drone (UAV) à très haute résolution spatiale ouvre la voie à leur utilisation pour l’étude de milieux complexes telles que les villes. En particulier, la connaissance de la ville pour l’étude des îlots de chaleur, la planification urbaine, l’estimation de la biodiversité de la végétation et son état de santé nécessite au préalable une étape de classification des matériaux qui repose sur l’utilisation de l’information spectrale accessible en télédétection hyperspectrale 0,4-2,5μm. Une des principales limitations des méthodes de classification réside dans le non traitement des zones à l’ombre. Des premiers travaux ont montré qu’il était possible d’exploiter l’information radiative dans les ombres des bâtiments. En revanche, les méthodes actuelles ne fonctionnent pas dans les ombres des arbres du fait de la porosité de leur couronne. L’objectif de cette thèse vise à caractériser les propriétés optiques de surface à l’ombre de la végétation arborée urbaine au moyen d’outils de transfert radiatif et de correction atmosphérique. L’originalité de ce travail est d’étudier la porosité d’un arbre via la grandeur de transmittance de la couronne. La problématique a donc été abordée en deux temps. Premièrement, la caractérisation de la transmittance d’un arbre isolé a été menée avec l’utilisation de l’outil DART à travers la mise en œuvre d’un plan d’expériences et d’études de sensibilité qui ont permis de la relier à des paramètres biophysiques et externes. Une campagne de mesures terrain a ensuite été réalisée afin d’évaluer son estimation à partir de différents niveaux de modélisation de l’arbre, dont un modèle réel acquis par mesures lidar terrestre. Deuxièmement, une nouvelle méthode de correction atmosphérique 3D adaptée à la végétation urbaine, ICARE-VEG, a été développée à partir des résultats précédents. Une campagne aéroportée et de mesures terrain UMBRA a été dédiée à sa validation. Ses performances comparées à d’autres outils existants ouvrent de larges perspectives pour l’interprétation globale d’une image par télédétection et pour souligner la complexité de modéliser des processus physiques naturels à une échelle spatiale très fine The new advances in remote sensing acquisitions at very high spatial resolution, either spaceborne (PLEIADES, HYPXIM), airborne or unmanned aerial vehicles borne, open the way for the study of complex environments such as urban areas. In particular, the better understanding of urban heat islands, urban planning, vegetation biodiversity, requires the knowledge of detailed material classification mapsbased on the use of spectral information brought by hyperspectral imagery 0.4-2.5μm. However, one of the main limitations of classification methods relies on the absence of shadow processing. Past studies have demonstrated that spectral information was possible to be extracted from shadows cast by buildings. But existing methods fail in shadows cast by trees because of their crown porosity. The objective of this thesis aims to characterize surface optical properties in urban tree shadows by means of radiative transfer and atmospheric correction tools. The originality of this work is to study the tree crown porosity through the analysis of the tree crown transmittance. Therefore, the issue has been divided into two parts. Firstly, an experimental design with the use of DART tool has been carried out in order to examine the relationships between the transmittance of an isolated tree and different biophysical and external variables. Then, the estimation of the tree crown transmittance has been assessed with several tree 3D modelling strategies derived from reference terrestrial lidar acquisitions. Secondly, a new atmospheric correction method appropriate to the processing of tree shadows, ICARE-VEG, was implemented fromthese previous results. An airborne and field campaign UMBRA was dedicated to its validation. Moreover, its performances was compared to other existing tools. Finally, the conclusions open large outlooks to the overall interpretation of remote sensing images and highlight the complexity to model physical natural processes with finer spatial resolutions

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Wang, Cheng. "Contribution of airborne hyperspectral remote sensing and lidar altimetry to the classification of vegetation species of the Venice lagoon area." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2005. http://www.theses.fr/2005STR1A002.

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Abstract:

Ce travail a deux objectifs: i) évaluer le potentiel d'images hyperspectrales de télédétection pour la classification précise des espèces végétales d'un système écologique complexe comme la zone intertidale de marais salants de la lagune de Venise. Ii) évaluer en combinaison avec des mesures altimétriques Lidar la réalité d'une relation entre espèces végétales et hauteur du terrain par rapport au niveau moyen de marée. La recherche porte sur le développement d'une procédure pour le traitement et l'analyse depuis les données brutes de télédétection et mesures de vérité terrain jusqu'à la relation entre espèces et morphologie. Les principales contributions sont: i) évaluation de deux méthodes pour la sélection des bandes les plus significatives des données hyperspectrales et étude sommaire de l'impact de l'atmosphère sur la sélection. Ii) algorithme de classification pour l'estimation de la fraction intra pixel de mélanges d'espèces et la classification en zones intertidales. Iii) analyse des erreurs associées au données Lidar brutes et méthode d'extraction de l'information (morphologie). Iv) analyse combinée et synergie des données Lidar et images hyperspectrales pour la mise en évidence d'une relation robuste entre espèces végétales et morphologie du terrain The objective of the work are twofold: i) investigate the potential of remotely sensed hyperspectral image data for accurate classification of vegetation species in complex ecological systems such as the salt-marshes in the Venice lagoon; ii) in conjunction with airborne Lidar altimetric measures, evaluate the reliability over the whole Venice salt-marsh area of a relationship between vegetation species and ground elevation with respect to mean tide level. This research thus develops an approach and complete procedure for data processing and analysis from the collection of raw remotely sensed data and field measurements to the relationship established at the end of this thesis. Significant advances in this study focused on a remote sensing perspective include: i) assessment of two methods for the selection of most informative spectral bands out of the ones acquired with hyperspectral images and exploration of the atmospheric influence on the band selection results. Ii) classification algorithm for the estimation of sub-pixel fractional abundance of vegetation species and vegetation mapping in salt-marsh areas. Iii) error analysis of raw Lidar data and information (geomorphic properties) extraction. Iv) synergistic analysis of Lidar data and hyperspectral data to search for a reliable relationship between vegetation species and associated geomorphic properties

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Yu, Tao. "Mesure et modélisation des variations directionnelles de la température de brillance : cas d'un couvert de maïs en rang." Lille 1, 2002. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2002/50376-2002-177-178.pdf.

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Abstract:

La température de brillance directionnelle (TBD) mesurée par des capteurs de télédétection peut être utilisée pour caractériser les états énergétiques et hydriques des surfaces naturelles. Dans cette thèse, les principaux problèmes liés à l'acquisition de la TBD par des mesures faites depuis le sol ont été analysés. Un modèle géométrique a été développé pour évaluer les effets du champ de visée sur les mesures. Les résultats des mesures et des analyses montrent que les deux facteurs déterminant la TBD sont la structure géométrique et les températures des composantes du couvert. Pour décrire les variations de la TBD, un modèle couplant le transfert radiatif et l'optique géométrique (GORT) a été développé. L'analyse à l'aide de ce modèle montre que les variations directionnelles sont déterminées principalement par la structure de rang et par la géométrie du soleil -observation. Le modèle a été ensuite validé avec des mesures expérimentales de la TBD. Les résultats montrent la bonne performance du modèle.

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Rhoul, Camill. "Simulation de la fluorescence de la végétation mesurée depuis une orbite géostationnaire." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLX097/document.

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Abstract:

Le travail de cette thèse porte sur l’étude de la télédétection de la fluorescence chlorophyllienne avec un instrument imageur passif depuis une orbite géostationnaire pour le suivi de l’état physiologique de la végétation. Le concept instrumental est étudié théoriquement pour aboutir à la création d’uninstrument et à sa validation. La possibilité de mesurer des cycles diurnes de la fluorescence végétale depuis une orbite géostationnaire est évaluée à l’aide de simulations qui permettent de dresser les spécifications d’un instrument spatial.L’instrument imageur passif mesure dans la bande O 2 -A d’absorption atmosphérique. Il utilise une roue à filtres interférentiels dont la fonction de transmittance varie avec l’angle d’incidence des rayons les traversant. L’étude théorique a permis d’optimiser le placement spectral des filtres en vuede minimiser l’incertitude liée à la mesure de fluorescence.Grâce à la comparaison des mesures de l’instrument imageur avec d’autres instrument de mesure de la fluorescence, l’instrument et son concept instrumental ont été validés. Néanmoins, à cause d’effets de structure de la végétation intervenant sur le transfert radiatif de la fluorescence et de la lumière solaire au sein du couvert végétal, ces mesures ont confirmé la difficulté d’estimer le rendement de fluorescence de la végétation à partir des flux de fluorescence mesurés.Une étude théorique menée grâce à une modélisation du transfert radiatif de la fluorescence dans le couvert végétal jusqu’au capteur a permis d’expliquer la difficulté à retrouver le rendement de fluorescence à partir des flux. Cette étude a mis en avant l’accessibilité du rendement pour des couverts à fortedensité de feuilles et lorsque la distribution de l’orientation des feuilles est centrée sur l’horizontale.Cette modélisation a été étendue pour simuler des mesures spatiales dans le but d’étudier la possibilité de mesurer la fluorescence depuis une orbite géostationnaire dans les bandes O 2 -A et O 2 -B. Les résultats de ces simulations montrent la possibilité de mesurer préférentiellement dans la bandeO 2 -A avec une faible incertitude sur les flux de fluorescence et une bonne répétabilité temporelle pour le suivi des cycles diurnes de la fluorescence de la végétation Le travail de cette thèse porte sur l’étude de la télédétection de la fluorescence chlorophyllienne avec un instrument imageur passif depuis une orbite géostationnaire pour le suivi de l’état physiologique de la végétation. Le concept instrumental est étudié théoriquement pour aboutir à la création d’uninstrument et à sa validation. La possibilité de mesurer des cycles diurnes de la fluorescence végétale depuis une orbite géostationnaire est évaluée à l’aide de simulations qui permettent de dresser les spécifications d’un instrument spatial.L’instrument imageur passif mesure dans la bande O 2 -A d’absorption atmosphérique. Il utilise une roue à filtres interférentiels dont la fonction de transmittance varie avec l’angle d’incidence des rayons les traversant. L’étude théorique a permis d’optimiser le placement spectral des filtres en vuede minimiser l’incertitude liée à la mesure de fluorescence.Grâce à la comparaison des mesures de l’instrument imageur avec d’autres instrument de mesure de la fluorescence, l’instrument et son concept instrumental ont été validés. Néanmoins, à cause d’effets de structure de la végétation intervenant sur le transfert radiatif de la fluorescence et de la lumière solaire au sein du couvert végétal, ces mesures ont confirmé la difficulté d’estimer le rendement de fluorescence de la végétation à partir des flux de fluorescence mesurés.Une étude théorique menée grâce à une modélisation du transfert radiatif de la fluorescence dans le couvert végétal jusqu’au capteur a permis d’expliquer la difficulté à retrouver le rendement de fluorescence à partir des flux. Cette étude a mis en avant l’accessibilité du rendement pour des couverts à fortedensité de feuilles et lorsque la distribution de l’orientation des feuilles est centrée sur l’horizontale.Cette modélisation a été étendue pour simuler des mesures spatiales dans le but d’étudier la possibilité de mesurer la fluorescence depuis une orbite géostationnaire dans les bandes O 2 -A et O 2 -B. Les résultats de ces simulations montrent la possibilité de mesurer préférentiellement dans la bandeO 2 -A avec une faible incertitude sur les flux de fluorescence et une bonne répétabilité temporelle pour le suivi des cycles diurnes de la fluorescence de la végétation

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Féret, Jean-Baptiste. "Apport de la modélisation pour l'estimation de la teneur en pigments foliaires par télédétection." Paris 6, 2009. http://www.theses.fr/2009PA066419.

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Le modèle PROSPECT-5 est applicable en télédétection pour estimer la teneur en chlorophylle et en caroténoïdes foliaire à partir de mesures de réflectance et transmittance. Il est plus précis que les indices spectraux publiés dans la littérature, qui n’utilisent que la réflectance. La validation des résultats effectuée sur près de 1500 feuilles démontre aussi la capacité de PROSPECT-5 à synthétiser des propriétés optiques réalistes utilisables pour calculer de nouveaux indices spectraux plus performants que les précédents. A l’échelle de la canopée, le couplage de PROSPECT-5 avec SAIL et le calcul d’indices pour prédire la teneur en chlorophylle et le LAI diminue la dépendance vis-à-vis des données expérimentales. L’utilisation des indices comme information a priori améliore la précision de l’inversion pour l’estimation de ces variables par rapport à une inversion simple ou des indices. L’estimation de la teneur en caroténoïdes nécessiterait une étude plus approfondie et des données terrain supplémentaires. Enfin le modèle et la méthode d’inversion sont appliqués sur les données caractéristiques de capteurs opérationnels ou en projet.

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Fischer, Alberte. "Suivi de la croissance des cultures en zone hétérogène au moyen d'informations satellitaires. Complémentarité avec les modèles de croissance." Toulouse 3, 1992. http://www.theses.fr/1992TOU30262.

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La plupart des regions agricoles temperees sont constituees d'une mosaique de cultures dont les cycles saisonniers sont differents. Sur de telles regions, le suivi global de l'evolution d'un indice de vegetation derive des mesures acquises par les satellites a haute resolution temporelle dans les courtes longueurs d'onde ne permet pas d'avoir acces au comportement individuel des differentes cultures lorsque la dimension du parcellaire est inferieure a la resolution spatiale du capteur. La modelisation du profil temporel du signal radiometrique a l'echelle regionale montre qu'un couplage haute resolution spatiale-haute resolution temporelle permet de retrouver le comportement temporel de l'indice de vegetation pour les principales cultures. L'observation des variations spatio-temporelles mises en evidence peut etre couplee avec des modeles agrometeorologiques pour l'estimation de la production et une meilleure comprehension des flux d'energie et de matiere (par exemple le gaz carbonique) que l'on observe a l'interface biosphere-atmosphere

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Trias-Sanz, Roger. "Semi-automatic rural land cover classification from high resolution remote sensing images." Paris 5, 2006. http://www.theses.fr/2006PA05S005.

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Abstract:

Cette thèse présente un chaine d'analyse d'image qui, à partir d'images numériques à haute résolution et à trois ou quatre canaux (50 cm, couleur et, dans certains cas, proche infrarouge), mais aussi en s'appuyant sur le parcellaire cadastral, rend une segmentation des images en parcelles agraires (champs, forêts, vignes,. . . ) et une classification de celles-ci, avec une très haute fiabilité, et attribue à chaque segment classifié une mesure qui indique la confiance que le système a en cette classification. Elle inclut une étude sur l'intérêt de la texture et les espaces de couleur pour la segmentation et la classification, deux méthodes de recalage de graphes sur une image, un modèle de probabilité novateur et ses algorthmes de classification par régions associées, et un éstimateur très précis de la période et de l'orientation This thesis presents a complete image analisys system which, from high-resolution 3 or 4-channel digital images (50 cm, colour and optionally near infrared), and using the cadastre database, segments the images into agriculturally-homogeneous regions, (fields, forests, vines, and so on) and classifies these regions, tagging each classified region with a confidence measure which indicates the system's confidence in each classification. It includes a study of the value of texture features and transformed colour spaces for segmentation and classification, two methods for registering a graph onto an image, a novel probability model and associated per-region classification algorithms, and a high precision period and orientation estimator

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Aït-Bachir, Saliha. "Méthodologie d'identification des stades de dégradation des grands groupements végétaux fonctionnels : Approche spatio-temporelle par télédétection, appliquée à quelques zones semi-ariedes du "Bassin Méditerranéen"." Saint-Etienne, 2006. http://www.theses.fr/2006STET2110.

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Abstract:

Dans les régions arides du Bassin Méditerranéen, les épisodes de sécheresse sont répétés. L'irrégularité du régime pluviométrique et l'influence de l'Homme sur ce milieu, perturbent sérieusement la dynamique des formations végétales. La désertification est induite par la surexploitation des ressources naturelles déjà fragilisées (rive Sud), et l'augmentation de la fréquence des incendies, après l'abandon des cultures (rive Nord). Ce travail se propose d'uniformiser l'étude par l'utilisation des données homogènes disponibles à l'échelle du globe et réparties sur de longues périodes pour mieux prendre en charge les études de diagnostics et de suivi de ces phénomènes. Ce sujet a été abordé à une échelle globale, celle de la sous-région du Bassin Méditerranéen, pour les données à basse résolution ; et à une échelle locale sur un ensemble de zone-tests, pour les moyennes et fines résolutions. Tous les paramètres dérivés des indices de végétation NDVI et des séries pluviométriques sont intégrés comme des variables et sont traités dans le SIG. Leur combinaison génère une nouvelle couche qui cartographie les grands groupements végétaux fonctionnels (GGVF). A moyenne résolution, le travail a porté sur la classification de la carte de végétation de MODIS (500M) qui a servi à la validation de la carte GGVF. La réalisation de deux cartes des unités topographiques "PEA" à partir des modèles numériques du terrain "MNT" nous a aidé à échantilloner en éliminant les effets de bordures. L'analyse spatio-temporelle des stades d'évolution de la végétation a permis de détecter des réponses par type de PEA et a mis en évidence l'action anthropique sur la dégradation des sols et de la végétation In the arid and semi-arid areas of the Mediterranean basin, repeated episodes of dryness, the irregularity of the pluviometric mode and the influence of mankind on his environment, expressed either by the overexploitation of its already weakened resources (Southern bank), or their abandonment (Northern bank), seriously disturb the dynamics of the vegetation formations and induce harmful processes for the environment such as the increase of the frequency of the fires (Northern bank) or the turning into a desert (Southern bank). We suggest in the present thesis a method which consists of a diagnosis generalized within all the area, and identification of the functional vegetal biomass groupings GGVF, starting from data available on Internet. All the previous parameters are integrated like layers of information or variables and are dealt in the Geographical Information System (GIS). Their grouping to a number of classes easy to interpret is a new layer charting major vegetal groupings functional GGVF. With average resolution, the work concerned the classification of the chart of vegetation (THB) of MODIS as well as the realization of two charts of great topographical sets PEA starting from the DEM. Chart THB was used for the validation of our chart GGVF and charts PEA helped to locate properly the pieces of sampling by the elimination of the edges effects on the Landsat images with finer resolutions. Space-time analysis of the stages of evolutions is starting from the calculation of SAVI, detected answers by type of topographical units PEA and also allowed the description of the contribution of the anthropic component on the vegetation and impoverishment of the soil

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Gastellu-Etchegorry, Jean-Philippe. "Une évaluation du potentiel cartographique et thématique de SPOT en Indonésie : [thèse en partie soutenue sur un ensemble de travaux]." Toulouse 3, 1989. http://www.theses.fr/1989TOU30224.

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Abstract:

Plusieurs contraintes locales, encore mal evaluees, compliquent serieusement les applications de la teledetection en indonesie. Ce sont, en particulier, le couvert nuageux, la distorsion atmospherique ainsi que la petite taille, complexite et dynamique des systemes agro-forestiers. En consequence, ces contraintes ont ete modelisees par l'auteur. Ainsi, dans le cas du couvert nuageux, des analyses factorielles des correspondances interactives, combinees avec une classification parallelipipedique, de donnees gms et landsat ont fourni des modeles previsionnels des probabilites mensuelles d'acquisition de donnees satellite avec des taux de couvert nuageux inferieurs a 10%, 20% et 30%, pour toute region d'indonesie. D'autre part, il a ete evalue le potentiel de spot pour (1) les applications cartographiques, en calculant le pourcentage de pixels purs par unite de paysage et le pourcentage moyen d'unite majoritaire par pixel, et en developpant un algorithme bi-lineaire de rectification geometrique; (2) la cartographie thematique assistee par ordinateur en mettant au point un logiciel de classification multitexturale, a la fois hierarchique et contextuelle; (3) la foret; (4) la geologie et la pedologie

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Cesari, Véronique. "Interprétation par SIG du signal satellitaire estival de la végétation méditerranéenne, Basse Provence." Aix-Marseille 1, 2000. http://www.theses.fr/2001AIX1A001.

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Julien, Yves. "Vegetation monitoring through retrieval of NDVI and LST time series from historical databases." Doctoral thesis, Universitat de València, 2008. http://hdl.handle.net/10803/10343.

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Abstract:

The PhD dissertation presented here falls into the Earth Observation field, specifically vegetation monitoring. This work consists in the extensive exploitation of historical databases of satellite images for vegetation monitoring through two parameters, which are the land surface temperature (LST) and a vegetation index (NDVI). Up to now, vegetation monitoring has been limited to the use of vegetation indices, so the addition of the land surface temperature parameter represents the main innovative character of this PhD study.This dissertation is divided into 5 chapters. The first chapter begins by introducing the theoretical aspects of NDVI and LST parameters, addressing the means for retrieving them from remotely sensed observations, as well as their main limitations. Then, an introduction to vegetal physiology is developed, which allows for understanding how NDVI and LST parameters are linked to plants. A bibliographical study is then presented, which stresses out the gaps in the exploitation of historical databases.The second describes the data used in this PhD. The instrument providing most of these data is embarked on the NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) satellite series. This instrument is the AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer). The AVHRR databases used in this work are the PAL (Pathfinder AVHRR Land) and GIMMS (Global Inventory Modeling and Mapping Studies) databases. Additional data used punctually are also described briefly.The third chapter describes the operations applied to the data to prepare their temporal analysis. These operations start with the calculations of vegetation index and land surface temperature parameters. The AVHRR data used in this work are contaminated by the orbital drift of NOAA satellites, so an important part of this doctorate consisted in developing a technique for correcting this effect. We chose to develop our own technique, which we validated by direct comparison with data retrieved by geostationary satellites.In the fourth chapter, the different methods used for data temporal analysis are presented. Those methods consist of trend detection, harmonic analysis, and fitting the temporal series to annual NDVI evolution curves. Then, a phenological analysis is presented, which allows for retrieval of trends in spring and autumn dates for most of the globe. These trends are validated by comparison with previous studies. The trend analysis for spring dates is then extended to the 1948-2006 period using air temperature data. The long-term observation of different NDVI indicators also allows for the detection of land vegetation changes, even in our case of coarse spatial resolution. Finally, two methods for NDVI temporal analysis are compared.In the fifth chapter, a quick presentation of simultaneous study of NDVI and LST is developed through a revision of previous results, followed by the observations carried out from the orbital drift corrected data. These observations allowed for the determination of indicators of NDVI and LST, thus enabling for the characterization of the vegetation at global scale. A harmonic analysis of NDVI and LST at European scale is also presented. The application of the developed indicators for simultaneous monitoring of NDVI and LST shows promising results.As a conclusion, the main results described above are summarized, and plans for a close future are presented. This PhD has also demonstrated that such work could be carried out in a small structure with limited resources. El trabajo de tesis doctoral aquí presentado consiste en el uso extensivo de bases de datos históricas de imágenes de satélite para el seguimiento de la vegetación terrestre, a través de dos parámetros; la temperatura de la superficie terrestre (LST por sus siglas en inglés) y el índice de vegetación NDVI.El primer capítulo de la memoria introduce las nociones de NDVI y LST desde una perspectiva teórica, así como sus principales limitaciones y sus vínculos con la fisiología vegetal. Un estudio bibliográfico permite poner el acento sobre las lagunas en el uso de las bases de datos históricas.El segundo capítulo describe los datos utilizados en este trabajo, proporcionados en su mayoría por el instrumento AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer) a bordo de la serie de satélites de la NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) a través de las bases de datos PAL (Pathfinder AVHRR Land) y GIMMS (Global Inventory Modeling and Mapping Studies). También se presentan datos adicionales que se usaron puntualmente. El tercer capítulo describe el proceso para obtener las series temporales de NDVI y LST, las cuales están contaminadas por la deriva orbital de los satélites NOAA. Hemos propuesto una técnica propia para su corrección, validada por comparación directa con datos obtenidos por satélites geoestacionarios.En el cuarto capítulo se introducen diferentes métodos utilizados para el análisis temporal de los datos. Se obtuvieron tendencias acerca de parámetros vinculados a la evolución anual de NDVI para la mayor parte del globo, validadas por comparación con estudios previos.En el quinto capítulo se presenta un análisis conjunto del NDVI y de la LST, seguido por la elaboración de indicadores de la evolución anual de estos dos parámetros. A continuación se presenta un análisis armónico del NDVI y de la LST para Europa. El uso de los indicadores desarrollados para el seguimiento simultáneo del NDVI y de la LST revela resultados prometedores.Por último se presentan las conclusiones más relevantes del trabajo realizado, así como planes de trabajo para un futuro próximo.

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Nabucet, Jean. "Apport des données de télédétection à très haute résolution spatiale pour la cartographie de la végétation en milieu urbain." Thesis, Rennes 2, 2018. http://www.theses.fr/2018REN20062/document.

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Abstract:

La connaissance détaillée et le suivi de la végétation urbaine représentent un enjeu important, tant pour les scientifiques qui étudient les relations paysage-écosystème, que pour les gestionnaires qui sont chargés de l'entretien et de la gestion de la végétation. Le principal objectif de cette thèse est d'évaluer l'intérêt des images à THRS pour cartographier la végétation en ville. Plus précisément, elle vise à évaluer le potentiel des images THRS sur trois composantes : la résolution spatiale, la résolution spectrale et l'altimétrie. Pour cela, nous avons traité plusieurs types de données optiques THRS acquises sur la Ville de Rennes et le Site des Prairies Saint-Martin : des images 2D multispectrales et superspectrales, des images multispectrales 2,5D et des données 3D acquises par un LiDAR bi-spectral. Dans un premier temps, nous avons évalué l'intérêt d'utiliser des images THRS 2D multispectrales pour identifier et caractériser la végétation et des images THRS super spectrales afin d'identifier les espèces végétales. Dans un second temps, nous avons évalué l'apport de données multispectrales THRS 2,5D et 3D pour cartographier les formes de végétation en milieu urbain en utilisant des variables spectrales, contextuelles et de hauteur. Dans un troisième temps, avons cherché à évaluer l'impact, de l'intégration des informations sur la végétation dérivées de données de télédétection THRS dans deux modèles environnementaux, un permettant d'étudier la relation paysage-biodiversité, l'autre la relation paysage- îlot de chaleur urbain Abstract: Detailed knowledge and monitoring of urban vegetation is an important issue, both for scientists studying landscape-ecosystems relationships, and for the managers who are in charge of the vegetation management. The main objective of this thesis is to evaluate the interest of THRS images to map urban vegetation. More specifically, it aims to evaluate the potential of THRS images on three components: spatial resolution, spectral resolution and altimetry. For this purpose, we processed several types of THRS optical data acquired on the City of Rennes and the Prairies Saint-Martin Site: multispectral and superspectral 2D images, 2.5D multispectral images and 3D data acquired with a bi-spectral LiDAR. Firstly, we assessed the interest of using 2D multispectral THRS images to identify and characterize vegetation and superspectral THRS images to discriminate plant species. Secondly, we assessed the contribution of THRS 2.5D and 3D multispectral data to map vegetation patterns in urban areas using spectral, contextual and height variables. Thirdly, we sought to evaluate the impact, of the integration of vegetation information derived from THRS remote sensing data into two environmental models, one to study the landscape-biodiversity relationship, the other to analyze the landscape- urban cool island relationship

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França, José Ricardo de Almeida. "Télédétection satellitaire des feux de végétation en région intertropicale. Application à l'estimation des flux des composés en trace émis dans l'atmosphère." Toulouse 3, 1994. http://www.theses.fr/1994TOU30086.

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Abstract:

Les feux de biomasse constituent a l'echelle du globe une source importante pour de nombreux constituants minoritaires ayant un interet en physico chimie atmospherique et jouent un role sur le bilan radiatif de la planete. Les regions de savanes et les forets tropicales sont responsables pour plus de 50% des emissions de constituants en trace. De ce total 74. 5% sont dues aux savanes. Les mesures de teledetection satellitaire sont les seuls systemes d'acquisition des donnees qui peuvent determiner, aux echelles de temps et d'espace requises, l'extension de ce phenomene. La teledetection des feux de biomasse en regions de savane est tres complexe en raison de problemes specifiques qui ne se retrouvent pas dans les regions de forets tropicales et temperees. Afin de mieux estimer la distribution des feux actifs en fonction de differentes types de savane de l'afrique de l'ouest (sahel, soudanaise, guineenne) et de la foret tropicale, nous avons developpe une methode multispectrale basee sur les donnees de noaa/avhrr, pour identifier et eliminer les problemes dus a la grande heterogeneite de surface et aux faux signaux produits par les nuages, fumees, aerosols, les emissivites propres a l'environnement, etc dans le cas de surface, comme la foret, en ciel clair, ou il n'y a pas de faux signaux feux, les differentes methodes, dont la notre, sont concordantes quant au nombre des feux actifs. Au contraire, sur les sols ou l'emissivite est tres forte, ou en presence de nuages partiels ou aerosols, la difference entre le nombre de feux calcules par notre methode et d'autres methodes, peut atteindre un rapport de 10#4. Nous avons applique cette methode sur les images noaa/avhrr correspondant a la saison seche comprise entre octobre-90 et fevrier-91. Nous avons observes une evolution nord-sud en fonction de la saison et en correlation avec l'evolution du ndvi et du type de savane. Nous avons fait une etude plus detaillee sur la cote d'ivoire en prenant en compte les reseaux hydrographiques, routieres, les donnees meteorologiques et ecologiques codes sur un fichier gis (geographic information system). L'intensite maximale de l'activite des feux a ete trouvee en decembre, bien correlee avec la pollution de l'air mesuree en surface

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Pardé, Mickaël. "Contribution à la méthodologie d'estimation de l'humidité du sol à partir de données micro-ondes passives en bande L." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00152566.

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Abstract:

Un des objectifs de la future mission SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) est de cartographier l'humidité de la surface du sol sur l'ensemble des continents. Les technologies récentes (interférométrie par synthèse d'ouverture) permettent de mesurer l'émission micro-onde de la surface à 1.41 GHz, pour différents angles de visée simultanément et pour les deux polarisations ; cette émission dépend principalement de la quantité d'eau présente dans les 3 à 5 premiers centimètres du sol. Cependant, la présence de végétation atténue l'émission du sol et ajoute sa propre contribution, il est donc nécessaire de séparer ces deux contributions afin d'estimer l'humidité de la surface. L'émission d'un couvert végétal dans les micro-ondes est estimée par le modèle de transfert radiatif tau-omega ; de plus, l'inversion de ce modèle par régression non linéaire permet d'estimer les variables inconnues du modèle : humidité et paramètres de végétation (épaisseur optique et albédo de simple diffusion). L'objectif de cette thèse est d'améliorer les méthodes d'inversion du modèle en utilisant la configuration originale de visée de SMOS : observations multi-angulaires et en bi-polarisation. Cette étude est basée sur des campagnes expérimentales sur différentes cultures : maïs, blé, luzerne, herbe, soja et sorgho. Dans un premier temps, nous avons évalué les paramètres micro-ondes de végétation en fonction du temps, de l'angle et de la polarisation, pour chacun de ces couverts. Cette étude nous permet de poser les hypothèses simplificatrices qui permettront d'estimer l'humidité du sol. Ensuite, nous avons testé l'inversion du modèle tau-omega sur l'ensemble des couverts simultanément. Différentes configurations d'inversion ont été comparées afin de prescrire une stratégie adéquate pour estimer l'humidité sous un couvert agricole quelconque selon les informations a priori disponibles. Nous montrons ainsi qu'il est possible d'estimer l'humidité du sol avec une précision relativement bonne (RMSE= 0.047 m3/m3) avec peu d'informations sur le type de sol et sur le type de couvert.

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Feki, Mohamed. "La sécheresse bioclimatique estivale en Kroumirie et dans les Mogods (Tunisie) : estimation à partir du stress hydrique de la végétation." Aix-Marseille 1, 2006. http://www.theses.fr/2006AIX10100.

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Abstract:

Ce travail a pour objet une détermination de la durée de la sécheresse bioclimatique estivale en Kroumirie et dans les Mogods, à partir du stress hydrique de la végétation comparé avec les paramètres du bilan hydrique. Une base de données est ainsi réalisée avec une carte des groupements végétaux, un modèle numérique de terrain (MNT), une carte de localisation des stations et cinq années (de 1999 à 2003) de synthèses décadaires de NDVI NOAA-AVHRR 14 et 16, traités par la méthode de "Maximum Value Composite" (MVC). La superposition dans Idrisi des synthèses décadaires de NDVI avec la carte de végétation indique des signatures spectrales différentes liées aux types des groupements végétaux. Les NDVI moyens sont plus élevés pour les forêts que pour les matorrals. Ils montrent l'existence d'une hiérarchie en fonction de la biomasse et d'une activité photosynthétique croissante. La baisse estivale des NDVI reflète le stress hydrique de la végétation, qui est plus longue pour les forêts d'eucalyptus et les matorrals (à chênes liège, chênes kermès, pins d'Alep, oliviers-lentisques et non arborés) que pour les autres forêts (zénaie, forêts mixtes, suéraie et la pinède maritime). Les NDVI révèlent de grandes variations spatiales selon la topographie. Grâce à l'intégration d'un MNT dans le SIG, nous observons deux grands ensembles : un versant méditerranéen et un versant majerda. La comparaison de l'évolution des NDVI de mars à septembre avec le bilan hydrique permet de déterminer la durée de la sécheresse bioclimatique estivale. Elle montre une diminution de la longueur de la saison sèche en fonction des étages de végétation ; cette diminution est liée à la décroissance des températures avec l'altitude.

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Laslier, Marianne. "Suivi des impacts d’un arasement de barrage sur la végétation riveraine par télédétection à très haute résolution spatiale et temporelle." Thesis, Rennes 2, 2018. http://www.theses.fr/2018REN20037/document.

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Abstract:

Les cours d’eau font l’objet de prescriptions législatives encourageant leur restauration, et l’arasement de barrages est une des solutions utilisées actuellement en France pour y parvenir. La végétation riparienne participe à l’intégrité et à la stabilité des systèmes fluviaux, Elle est donc une composante majeure à évaluer dans le cadre des actions de restauration .Les objectifs de la thèse sont d'analyser la dynamique de colonisation des berges exondées à court terme dans le contexte de l’arasement des barrages de la Sélune (Normandie) et de développer des indicateurs de suivi à long terme des zones ripariennes. Dans un premier temps, une analyse des dynamiques de colonisation aux échelles intra et interannuelles réalisée à l’aide d’images drone et de relevés terrain a révélé la pertinence de l’utilisation d’images drones pour cartographier la végétation, ainsi que des dynamiques successionnelles rapides, avec un potentiel de restauration passive et de stabilisation des sédiments. Dans un second temps, l’analyse de nuages de points LiDAR en trois dimensions acquis en hiver et en été a montré la complémentarité des deux dates d’acquisition pour cartographier des indicateurs de statut des ripisylves à large échelle tels que les essences principales, l’ombrage ou la densité de strates herbacées et arbustives. Ces résultats permettent de discuter les dimensions méthodologiques et opérationnelles de l’utilisation des approches par télédétection pour le suivi des ripisylves Rivers are the object of legislation encouraging their restoration, and dam removal operations represent one of the solution to achieve it in France. Riparian vegetation plays a fundamental role in stabilizing and maintaining fluvial systems, being at the interface between terrestrial and aquatic environments. It is therefore a very important component which has to be evaluated in river restoration operations. One of the consequences of dam removal on riparian vegetation is the colonization of the dewatered sediments in the reservoir. The objective of the thesis are to define short term colonization dynamics of vegetation in context of dam removal (Sélune River, Normandy), and to develop long term indicators for the monitoring of riparian vegetation. First, an analysis of intra and interannual colonization dynamics revealed the potential of using drone images to map riparian vegetation, and fast successional dynamics with high passive restoration and sediment stabilization potential. Secondly, the analysis of 3D point clouds extracted from LiDAR data acquired in winter and summer highlighted the complementarity of the two acquisition dates to map indicators of riparian status at large scale, such as main riparian species, shading or density of herbaceous and shrubby strata. These results make it possible to discuss the methodological and operational dimensions of the use of remote sensing approaches for the monitoring of riparian vegetation

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Couturier, Stéphane. "Evaluation des erreurs de cartes de végétation avec une approche par ensembles flous et avec la simulation d'images satellite." Toulouse 3, 2007. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00193828.

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Abstract:

Dans les régions de haute biodiversité, caractérisées par des paysages dynamiques, la cartographie détaillée de l'utilisation des sols et du couvert végétal est communément obtenue par la classification d'images satellite. Cependant, les cadres conceptuels d'estimation d'erreurs sur les cartes sont éprouvés pour les zones tempérées et hautement industrialisées. Une nouvelle méthode est proposée pour l'évaluation de la fiabilité des cartes et une autre méthode pour l'estimation des erreurs de classification par ambiguïtés entre classes sur images satellites. La première méthode comprend un nouveau mode d'échantillonnage et une estimation par ensembles flous des incertitudes positionnelles et thématiques. Elle a été testée sur l'Inventaire Forestier Mexicain de l'an 2000. La deuxième méthode s'appuie sur la simulation d'images satellites avec le modèle de transfert radiatif DART et a été testée sur des images IKONOS de six types de forêts au Mexique, sur terrain plat et en forte pente In highly bio-diverse regions, characterized by dynamic landscapes, detailed land use and land cover maps are commonly generated through the classification of remote sensing imagery. Yet, frameworks for the estimation of errors on maps have focused on mainly temperate zones, in highly industrialized countries. We propose a new method for the accuracy assessment of maps and a new method for the systematic estimation of ambiguities on satellite imagery. The first method comprises a novel sampling scheme and a fuzzy sets based framework whereby degrees of positional and thematic tolerance are user defined. The second method is based on structural and optical measurements and the simulation of satellite imagery with the Discrete Anisotropic Radiative Transfer (DART) model. The first method was successfully tested on the Mexican National Forest Inventory map of year 2000 and the second method was successfully tested on real IKONOS imagery of forest cover types on flat and rugged terrain

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Moulin, Sophie. "Assimilation d'observations satellitaires courtes longueurs d'onde dans un modèle de fonctionnement de culture." Toulouse 3, 1995. http://www.theses.fr/1995TOU30278.

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La synergie modeles de fonctionnement et observations satellitaires courtes longueurs d'onde permet de controler la coherence de la modelisation de l'evolution de variables observables par teledetection. Les observations satellitaires sont aussi utilisees pour contraindre le modele de fonctionnement qui simule la productivite du couvert. L'etude est effectuee en milieu controle. Pour des conditions environnementales et culturales donnees, le profil temporel du signal satellitaire haute resolution spatiale (spot hrv) est predit a l'echelle de la parcelle par le couplage d'un modele de fonctionnement et d'un modele de transfert radiatif dans le couvert. Des variations inter-annuelles du signal radiometrique mesure, dues a des variations de parametres connus, ont ete reproduites. L'impact des variations de tels parametres est significatif pour l'estimation de la productivite. L'utilisation d'observations spot hrv pour contraindre la modelisation implique que le signal soit correctement simule. Des observations synthetiques permettent de tester la technique d'assimilation pour une multitude de configurations d'acquisition. La qualite de l'estimation de la productivite depend de la qualite de l'ajustement du parametre inverse. Or, l'allule de la fonction cout est tres sensible au nombre et a la position des observations au cours du cycle saisonnier. Le signal radiometrique basse resolution spatiale (noaa avhrr) est simule a l'echelle regionale. Les differentes composantes du signal observe sont obtenues soit grace au modele de fonctionnement, soit de facon empirique. La recomposition s'effectue avec la carte d'occupation du sol. Les modeles couples fonctionnement/reflectance se revelent capables de predire les signaux radiometriques satellitaires haute et basse resolutions spatiales. La qualite de l'ajustement realise par assimilation d'observations satellitaires depend fortement de la qualite de la modelisation effectuee en mode direct. Une amelioration doit etre apportee a la modelisation du signal pendant la periode de croissance

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Whitburn, Simon. "Quantification des émissions atmosphériques d'ammoniac par les feux de biomasse à partir des mesures du sondeur IASI." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2017. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/261949.

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Abstract:

Les feux de végétation émettent de grandes quantités de composés azotés dans l'atmosphère, parmi lesquels l'ammoniac (NH3). Malgré les nombreuses études réalisées au cours des précédentes décennies, ces émissions sont toujours sujettes à de grandes incertitudes. Si les mesures in situ et par avion sont utiles à des échelles locales pour étudier les sources de NH3, elles ne permettent en revanche pas de rendre compte de sa variabilité sur une plus large échelle. Depuis quelques décennies, des sondeurs à haute résolution spectrale embarqués à bord de satellites offrent la possibilité de mesurer directement les concentrations de différents gaz en traces dans l'atmosphère sur des échelles locales à globales. C'est le cas notamment du sondeur Infrared Atmospheric Sounding Interferometer (IASI) qui fournit une couverture globale bi-journalière de la Terre avec un grand échantillonnage spatial et temporel et dont les mesures sont centrales dans cette thèse.Ce travail a pour objectif l'étude de la contribution des feux de végétation aux émissions atmosphériques de NH3 à partir des mesures du sondeur IASI. Plus précisément, il vise à répondre aux questions suivantes: (1) Quelle est la part des feux dans les émissions de NH3 dans différentes régions du globe et différents biomes? Quelle est la fiabilité des inventaires d'émissions pour celles-ci? (2) Quelle est la variabilité intra- et interannuelle du NH3 d'origine pyrogénique et comment est-elle reliée à celle d'autres composés azotés et carbonés? Peut-on détecter dans les variabilités une dépendance à certains facteurs climatiques? (3) Peut-on isoler un cycle diurne des émissions de NH3 par les feux?Cette étude est rendue possible grâce au développement d'une nouvelle méthode de restitution des colonnes de NH3 particulièrement sensible, reposant sur le calcul d'un indice spectral HRI (représentatif de la force du signal de NH3 dans le spectre IASI) et sur sa conversion en une valeur de colonne à partir d'un réseau de neurones. La grande force d'un réseau de neurones réside dans sa capacité à intégrer plusieurs centaines de paramètres en entrée sans toutefois nécessiter une importante puissance de calcul. Ceci nous permet, notamment, de considérer l'état complet de l'atmosphère pour la restitution, réduisant ainsi les dépendances résiduelles sur le HRI.Pour notre étude, nous nous focalisons tout d'abord sur les mesures de NH3 au-dessus de larges régions tropicales. L'analyse de longues séries temporelles des colonnes de NH3 montre une bonne correspondance générale avec la puissance radiative dégagée par les feux, en particulier pour la région du centre de l'Amérique du Sud où une grande variabilité interannuelle est observée, mettant en évidence l'influence du phénomène El Niño sur l'activité des feux et les émissions de NH3 dans cette région. Nous dérivons ensuite, pour ces régions tropicales, les émissions de NH3 à l'aide d'un modèle simple "boite" que nous comparons aux émissions données par les inventaires d'émissions pyrogéniques "bottom-up" GFASv1.2 et GFEDv4.1. Si la correspondance temporelle des maxima d'émission est généralement bonne, les émissions dérivées des mesures IASI sont en revanche nettement supérieures à celles des deux inventaires. Nous calculons également pour les régions tropicales des rapports d'émission de NH3 par rapport à CO (également mesuré par IASI) (ER_{NH3/CO}) pour plusieurs biomes et nous analysons leurs variabilités spatiale et temporelle. Nous observons de grandes différences dans les ER_{NH3/CO}, d'une part, entre les biomes étudiés et, d'autre part, au sein d'un biome donné pour les différentes régions et années (2008-2015). Ces différences sont attribuées à des différences dans le type de combustible et dans les conditions de combustion. La comparaison avec les rapports d'émission rapportés dans la littérature, généralement à partir de mesures in situ ou par avion, montre quant à elle une assez bonne correspondance pour les différents biomes étudiés.Nous poursuivons notre analyse en nous intéressant à deux cas de feux particulièrement intenses s'étant produits en Indonésie en 2015 et dans le Nord canadien en 2014. Pour ces deux événements, nous calculons des ER_{NH3/CO} et nous dérivons un temps de vie pour NH3 à partir de l'analyse de panaches de feux transportés. Nous trouvons un temps de vie moyen de 21.5h pour les feux d'Indonésie de 2015, environ deux fois supérieur à celui calculé pour les feux de 2014 au Canada. Pour les feux d'Indonésie, nous dérivons également des facteurs d'émission de NH3 (EF_NH3) à partir d'une estimation des émissions totales de NH3 pour cet événement. Ceux-ci se révèlent largement inférieurs à ceux utilisés dans l'inventaire GFASv1.2 et expliquent l'importante surestimation des émissions de NH3 dans GFASv1.2 comparé à celles dérivées de IASI. Finalement, nous terminons ce travail par la présentation de résultats préliminaires suggérant la mise en évidence d'un cycle diurne dans les émissions de NH3 par les feux. Doctorat en Sciences agronomiques et ingénierie biologique info:eu-repo/semantics/nonPublished

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Pouget, Frédéric. "Télédétection et végétation du milieu dunaire aquitain : identification des facies de la dune littorale à partir de données du satellite Spot." Bordeaux 3, 1988. http://www.theses.fr/1988BOR30051.

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Abstract:

Le littoral aquitain est borde par un cordon dunaire de protection edifie par l'homme au siecle dernier. Ce milieu est menace par le recul du trait de cote, par l'erosion marine et eolienne, et par la pression touristique. L'office national des forets, qui a la charge de l'entretien du milieu dunaire utilise deja la photographie aerienne pour realiser des cartographies au 1 5000eme et au 1 25000eme. L'objectif de cette etude est de tester l'utilisation d'une interpretation d'images spatiales pour identifier des facies du milieu dunaire. La premiere partie consiste en une exploitation des mesures de reflectance au sol realisees sur les principales associations vegetales du milieu. L'etude des variations de reflectance en fonction du taux de couvert a permis une meilleure comprehension du comportement spectral de ces facies et de leur separabilite radiometrique. La seconde partie a porte sur l'exploitation des donnees spatiales (donnees du satellite spot multispectral). La radiometrie de 166 secteurs tests representant huit facies a ete mesuree. Une methode de classification a ete mise au point (basee sur une partition de l'histogramme bidimensionnel visible infrarouge). Elle permet d'identifier 8 facies : 1. Sable nu, 2. Oyat tres clair, 3. Oyat a densite moyenne, 4. Oyat tres dense, 5. Dune grise ensablee, 6. Dune grise stable, 7. Foret degradee, 8. Foret dense. La representation obtenue constitue un moyen objectif de decrire le milieu dunaire tant au niveau local qu'au niveau du massif entier The aquitanian littoral is lined by a dune massif, artificially built to protect the landes forest of the moving sand. This dune massif is threatened by the set back of the coast, by the sea and wind erosion, and by the human presence. The national forest office (onf) is in charge of the maintenance of this area. Aerial photographs was already used to cartography at 1 5000eme and 1 25000eme. Scales. In this study, the use of satellite image interpretation to identify the dune vegetation is tested. The first part deals with spectral ground reflectance measurements on main species of the dune environment. It allows to understand their spectral behavior and their radiometric separability. The second part concern the exploitation of satellite data (spot data). Training area are located and their radiometric properties are studied. A bidimensionnal histogram classification allow to distinguish ten classes : 1. Bare sand, 2. Herbaceous clear, 3. Herbaceous middle density, 4. Herbaceous high density, 5. Grey dune up silted, 6. Grey dune stable 7. Degraded forest, 8. Dense forest. This identification of facies allow to describe the dune environment in his intergrality at large or small scale

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Jacquin, Anne. "Dynamique de la végétation des savanes en lien avec l’usage des feux à Madagascar : analyse par série temporelle d’images de télédétection." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2010. http://oatao.univ-toulouse.fr/7223/1/jacquin.pdf.

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Abstract:

Bien que le feu soit reconnu comme un facteur d’influence dans la dynamique de végétation des savanes, son rôle n’est pas clairement défini. Cette thèse aborde le problème de l’étude de la relation entre l’usage des feux et la dynamique de végétation. L’approche choisie repose sur l’analyse de séries temporelles d’images de télédétection à moyenne résolution spatiale. Les savanes étudiées sont situées sur le bassin versant de Marovoay au nord-ouest de Madagascar. Dans la mesure où il n’existe pas de consensus quant aux méthodes à utiliser, les savanes de Madagascar offrent un contexte particulier, en raison de la dégradation très prononcée du couvert végétal et des changements recherchés, pour tester les méthodes existantes et en proposer des nouvelles. Le premier objectif de ce travail est d’identifier le régime des feux à travers le suivi des variations spatio-temporelles des surfaces brûlées en milieu de savane. Pour cela, une méthode de cartographie des surfaces brûlées a été développée : elle est basée sur le calcul d’un indicateur annuel indiquant le passage d’un feu pendant la saison sèche et d’un indicateur saisonnier traduisant la période de passage du feu. Cette méthode, appliquée au site d’étude, a permis de produire une série temporelle de données utilisées pour caractériser le régime des feux à partir de deux paramètres, la période d’occurrence et la fréquence de passage du feu. En parallèle, le deuxième objectif consiste à caractériser la dynamique de végétation par l’analyse des variations spatio-temporelles de l’activité végétale. Deux approches de détection des changements, basées sur le traitement de série temporelle de NDVI, ont été testées. La première repose sur l’analyse des variations inter annuelles d’un indicateur phénologique traduisant l’activité végétale pendant la phase de croissance des savanes. La deuxième utilise une technique de décomposition temporelle pour extraire la tendance d’une série de NDVI. Dans les deux cas, les résultats ont permis de caractériser la dynamique de végétation à travers trois classes d’évolution de l’activité végétale (séries progressive, régressive ou stable). Ces résultats ont été évalués par comparaison avec ceux issus de techniques de détection des changements basées sur l’analyse diachronique d’images à haute résolution spatiale. Enfin, dans la dernière étape du travail, nous avons étudié les relations entre les informations relatives aux régimes des feux et à la dynamique de végétation en utilisant des modèles de régression multivariée. L’objectif est d’estimer l’importance et le rôle du feu dans la dynamique de végétation. Les résultats ont amené à trois conclusions : a) Le feu est un facteur de maintien des savanes ; b) Dans les situations où la pression liée aux activités anthropiques est faible, le feu, en particulier par la fréquence de son usage, est un facteur déterminant de la dynamique de végétation ; c) Dans les autres situations, l’interprétation des résultats est complexe et difficile, très certainement en raison de l’interaction de multiples facteurs anthropiques.

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Daumard, Fabrice. "Contribution à la télédétection passive de la fluorescence chlorophyllienne des végétaux." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00563244.

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Abstract:

Les travaux effectués durant cette thèse portent sur l'étude et l'utilisation d'une méthode de mesure passive pour la télédétection de la fluorescence chlorophyllienne induite par le rayonnement solaire à l'échelle du couvert végétal. Cette méthode est basée sur la mesure de la déformation des bandes d'absorption du spectre solaire dans le spectre d'irradiance, après interaction avec la végétation. Dans ce cadre, un nouvel algorithme permettant de mesurer la fluorescence a été élaboré. Il s'applique à des mesures faites dans quelques canaux autour des bandes d'absorption de l'oxygène atmosphérique. Son originalité est qu'il permet de tenir compte des variations de réflectance de la végétation qui perturbent l'estimation de la fluorescence. Dans le cadre de mesures à grande distance, une modélisation à l'aide du code de transfert radiatif MODTRAN a permis l'étude des effets atmosphériques affectant la mesure de la fluorescence. Nous avons établi que MODTRAN pouvait être utilisé pour corriger ces effets. Il a par ailleurs été montré qu'en plus de la connaissance des conditions atmosphériques, il était essentiel de pouvoir caractériser l'environnement de la cible. En effet, sa contribution, qui peut être supérieure au signal de fluorescence, est fortement variable spatialement. Une méthode opérationnelle de corrections des effets atmosphériques a été définie à partir de cette étude et appliquée à des mesures avionnées effectuées pendant la campagne ESA-CEFLES2. Les résultats de cette campagne mettent en évidence la grande variabilité spatiale et temporelle du signal de fluorescence. Une plateforme de mesure de la fluorescence à l'échelle du couvert a été mise en place et un nouveau capteur développé. Cette plateforme a permis de conduire des mesures établissant que la fluorescence mesurée dans le proche infrarouge pouvait être utilisée comme indicateur de biomasse, et que le rapport des fluorescences rouge/proche infrarouge, était porteur d'informations sur la structure de la végétation.

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Jappiot, Marielle. "Essai de caractérisation et de suivi de peuplements de châtaigniers des Cévennes à partir de données de télédection : analyse critique des méthodologies utilisables." Aix-Marseille 3, 1992. http://www.theses.fr/1992AIX30086.

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Abstract:

Le premier chapitre presente l'etude en replacant le chataignier dans le perimetre de recherche et en donnant les caracteristiques generales de la zone d'etude. Le deuxieme chapitre decrit les methodes et les resultats concernant les parametres fonctionnels des peuplements: caracteristiques dendrometriques, estimation de l'indice foliaire a partir du diametre, structure horizontale et verticale, rayonnement photosynthetiquement actif (par) mesure sous le couvert. Le troisieme chapitre aborde la partie teledetection. Apres un rappel sur l'energie electromagnetique mesuree par les differents capteurs, on decrit les donnees disponibles (satellite spot) ainsi que les divers types de corrections qui leur sont apportees. Differents indices de vegetation sont calcules a partir de ces reflectances. Le quatrieme chapitre concerne l'approche monodate. Les relations entre les donnees au sol et les donnees satellitaires sont analysees, en particulier en ce qui concerne la difference normalisee. Les relations avec les autres parametres du couvert sont egalement testees. Les mesures de par sont ensuite utilisees pour calculer un coefficient moyen d'extinction et proposer un indice de production potentielle. Le dernier chapitre permet une comparaison de plusieurs methodologies dans le but d'une etude multidate. Differentes corrections sont appliquees aux donnees numeriques brutes: correction grace a des points invariants, elaboration d'un masque sol, corrections atmospheriques. Les resultats sont convergents mais l'interpretation quantitative reste delicate

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Biraud-Burot, Isabelle. "Étudier la ville à travers le prisme de la végétation : nouvelles pratiques, nouveaux apports de la télédétection : Montréal et Paris, terrains d'expérimentation." Paris 4, 2005. http://www.theses.fr/2005PA040045.

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Abstract:

La ville est un mélange de constructions et de végétation, qu'on aborde généralement par le biais du bâti : cette recherche se propose de l'aborder par son côté végétal. Mais cette position nécessite la prise en compte de l'arbre du cœur de la ville à la périphérie : l'image satellitale est alors le seul outil approprié car il permet d'envisager l'agglomération dans sa totalité spatiale et environnementale tout en permettant de révéler la moindre trace de végétal imbriquée dans le tissu. Mais l'usage de l'image reste confidentiel en raison de sa faible résolution spatiale ; le but de cette thèse est de se donner les moyens de majorer cet usage, en considérant l'imbrication du végétal et du bâti comme une constante incontournable, et en proposant une méthode d'exploitation aisément reproductible quelles que soient les images employées et les villes étudiées, articulée autour des informations spécifiques fournies par l'image sur la végétation urbaine. Pour aboutir à une meilleure connaissance des informations contenues dans l'image en ce qui concerne les milieux urbains, deux villes et deux types d'images ont été employées : Montréal et Paris, Landsat TM et Spot 4. Un traitement unique a été appliqué à ces images, la classification non supervisée en 10 postes, dans un premier temps sur les canaux bruts, puis sur certains postes en fonction de critères radiométriques et spatiaux. Les postes de nomenclature ainsi obtenus ont fait l'objet d'une analyse approfondie de leur contenu, et leurs statistiques d'une traduction graphique comparable pour l'établissement d'une bibliothèque de références de surfaces et d'objets urbains végétalisés de villes occidentales The city is a miscellany of both constructions and vegetation, generally considered through buildings only : our methodology will propose to tackle it through the vegetal side. However, such an approach means to take tree into account from the city centre to the periphery : satellite imagery is then the only appropriate tool, as it allows to monitor both spatial and environmental distribution of built areas, leading to detection of nearly all part of vegetation overlapped inside. But image processing is restricted due its relatively low spatial resolution when using pertinent sensors; our goal is to overcome such limits by considering overlapping of vegetal and built materials as a constant and developing an easily reusable methodology notwithstanding imagery or cities involved. Development of this methodology was built using specific information on urban vegetation provided by images. In order to get a better understanding of imagery-related information regarding urban areas, specific cities and images have been used, respectively Montreal and Paris and LANDSAT TM and SPOT 4. The same procedure has been applied to both images, with 10-class unsupervised classification, first on raw channels then focusing on various classes due to spatial or radiometric criteria. Classification was followed by a deeper investigation of the results and to a comparable statistical and graphical

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Nguyen, Cam Chi. "Dynamique, structure et production de la végétation du Gourma (Sahel, Mali) en relation avec les sols, l'occupation des sols et les systèmes hydriques : étude de télédétection à haute et moyenne résolution." Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30143.

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Abstract:

Le Sahel, région semi-aride située au sud du désert du Sahara, est particulièrement sensible au changement climatique et est soumise à une forte variabilité inter-annuelle et décennale des précipitations. Au cours des dernières décennies, la région a été marquée par deux périodes de sécheresse intense dans les années 1972-1973 et 1983-1984, qui ont eu des conséquences dramatiques sur les ressources en eau et la végétation, provoquant l'érosion des sols, d'énormes pertes en bétail et des récoltes catastrophiques accentuant la paupérisation des populations rurales. Ces travaux de thèse contribuent à un effort d'identification et de quantification par télédétection des changements d'états de surface sur une grande région du Sahel malien, le Gourma qui s'étend sur près de 90 000 km² et couvre tout le gradient bioclimatique sahélien. L'étude s'appuie sur une importante base de données constituée au sol par des sites pastoraux et agricoles suivis dans le cadre de plusieurs programmes nationaux et internationaux. Trois sources de données de télédétection sont utilisées : 1) l'imagerie multi-spectrale à haute résolution spatiale Landsat, 2) l'imagerie couleur à très haute résolution spatiale observée en vision pseudo-stéréoscopique de Google Earth et 3) le produit NDVI du capteur MODIS à moyenne résolution spatiale mais à haute répétitivité temporelle. Les résultats présentés fournissent une caractérisation détaillée à l'échelle de la région du Gourma des types de surfaces sol-végétation, de l'occupation agricole des sols, du fonctionnement hydrique et aussi des productions végétales moyennes sur 14 années, herbacées et foliaires des ligneux. Pour quelques-unes de ces variables, et sur une partie de la région au moins, les résultats ont quantifié la dynamique historique de 1986 à 2011. Au niveau de la commune de Hombori, l'historique remonte jusqu'à 1955. Les résultats montrent clairement que la dynamique des mises en culture n'est pas responsable de la concentration du ruissellement observé dans le Gourma comme ailleurs au Sahel The Sahel is a semiarid region located south of the Sahara desert. The Sahel is particularly sensitive to climatic change and is subject to a high inter-annual and decadal rainfall variability. This region was marked by two periods of very severe droughts which occurred in 1983 - 1984 and 1972-1973 within a long dry period which began in 1970. This long drought deeply impacted water resources and vegetation, causing soil erosion, huge livestock losses and catastrophic harvests accentuating the impoverishment of the rural population. This study is an attempt to characterize and quantify changes in soils, vegetation and hydrology at the scale of the Gourma region (90 000 km²) located in Northern Mali from the last 55 years. Three types of remote sensing data have been used: 1) high spatial resolution Landsat images, 2) very high spatial resolution Geo-Eye images (Google-Earth) and 3) NDVI data measured by the moderate spatial resolution satellite (MODIS). The approach aims to characterize soil surface texture, local redistribution of rainwater by surface run off, surface hydrology and vegetation cover changes over the considered period. Temporal dynamics of vegetation and soils are pointed out. Particularly, this study shows the strong relationships between soil types, surface hydrology and vegetation dynamics at different spatial scales. Land cover changes are also characterized over the considered period

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Di, Bella Carlos Marcelo. "Utilisation de données satellitaires couplées à un modèle de fonctionnement pour l'évaluation de la production prairiale à l'échelle nationale." Phd thesis, INAPG (AgroParisTech), 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00005663.

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Abstract:

Les pâturages constituent un écosystème terrestre important. En France, ils occupent 21% de la superficie totale, ce qui justifie l'effort pour développer un suivi en temps réel de la production de la biomasse au niveau national, en prenant en compte la variabilité spatiale et temporelle des prairies. L'absence de méthodes indirectes de faible coût applicables à des grandes régions conduit à étudier les modèles de simulation du fonctionnement des cultures, comme dans le cas du système ISOP (Information et Suivi Objectif des Praires), et les possibilités offertes par la télédétection pour contribuer à améliorer le diagnostic fourni. Le travail effectué dans cette thèse a pour but d'évaluer ces possibilités. Pour cela, un nombre limité de treize régions fourragères (FR) de France ont été sélectionnées pour leur contexte géomorphologique, climatique et pédologique associé à leur production fourragère. Les données du capteur VEGETATION embarqué sur la plateforme SPOT4 (résolution spatiale de kilométrique) ont été utilisées pour fournir, à partir de modèles de déconvolution, les valeurs de réflectance correspondant à la signature d'une prairie pure. Celle-ci a été mise en relation avec certaines variables de croissance estimées par le modèle STICS-Prairie à l'intérieur du système ISOP. Au delà du bon accord général entre les deux types de données, l'analyse de ces relations a permis d'établir que celle qui lie les indices de végétation basés sur le moyen infrarouge (SWVI) et l'indice foliaire (LAI) était la plus forte. Les résultats obtenus confirment les capacités des données satellitaires à fournir des estimateurs de variables productives complémentaires de celles estimées à partir de modèles de simulation. En particulier les différences spatiales et temporelles entre les informations fournies par le satellite et les estimations du modèle, surtout pendant les périodes de récolte de biomasse dans les systèmes de production, pourraient contribuer à améliorer les estimations du modèle à l'échelle régionale.

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Dauriac, Fabien. "Suivi multi-échelle par télédétection et spectroscopie de l'état hydrique de la végétation méditerranéenne pour la prévention du risque de feu de forêt." Paris, ENGREF, 2004. https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00000803.

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Abstract:

Dans le Sud-Est de la France, l'évolution du risque de feu de forêt est suivie de manière opérationnelle par deux méthodes : l'estimation d'indices de risque météorologique, spatialisés par Météo-France en sous-régions d'environ 700 km2 et la mesure de l'humidité de certains végétaux par l'Office National des Forêts sur des placettes de moins de 500 m2. Cette dernière se justifie parce que la teneur en eau des plantes joue un rôle majeur dans l'aléa d'éclosion (inflammabilité) et de propagation (combustibilité) du feu. Jusqu'ici l'utilisation des images satellitaires pressenties pour spatialiser cet état hydrique s'est heurtée à un problème d'échelle entre les données de télédétection kilométriques et les mesures de terrain ponctuelles. Notre travail de recherche propose de valider les mesures satellitaires par des mesures multi-échelles de la teneur en eau des plantes. Nous testons l'adéquation de dispositifs à différentes échelles, du décamètre au kilomètre, pour connaître les variabilités spatiales et temporelles de l'état hydrique de la végétation méditerranéenne. Nous proposons alors des protocoles d'échantillonnage adéquats pour mesurer la teneur en eau des plantes, laquelle est comparée au signal radiométrique réfléchi par le couvert végétal. Dans un premier temps, nous travaillons à l'échelle de la feuille par spectroscopie proche infrarouge et nous montrons la pertinence de la partie moyen infrarouge du spectre électromagnétique pour prédire l'état hydrique des feuilles. Dans un second temps, nous changeons d'échelle d'observation en évaluant l'état hydrique de peuplements au moyen de données de télédétection. Les résultats obtenus à haute (capteur SPOT-HRVIR) comme à basse résolution spatiale (capteurs AVHRR, VEGETATION et MODIS) sont hétérogènes car les perturbations radiométriques et atmosphériques des images ne sont qu'en partie corrigées. Dans un futur proche, des progrès sont attendus dans le traitement de ces perturbations. La télédétection sera alors un outil de choix pour spatialiser l'état hydrique de la végétation, permettant à terme une meilleure cartographie du risque de feu de forêt.

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Carrer, Dominique. "Suivi des flux d'énergie, d'eau et de carbone à la surface : apport de la télédétection et de la modélisation du rayonnement solaire absorbé par la végétation." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066695/document.

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Abstract:

Au niveau global, il a été estimé qu’une augmentation de 4% de l’albédo (ou réflectivité) de la surface provoquerait une diminution de 0,7° de la température d’équilibre de la Terre. Or les propriétés des surfaces (dont l’albédo) changent sous la pression climatique et l’action de l’homme. Parallèlement à ce changement des propriétés de surface un débat divise la communauté scientifique sur une éventuelle diminution ou augmentation du rayonnement incident à la surface depuis le milieu des années 1980 (conséquence d’une augmentation ou diminution de la concentration d’aérosols dans l’atmosphère). La Terre est un système complexe piloté en sa surface par 3 cycles (énergie, eau et carbone). Ces cycles ne sont pas insensibles à ces changements de propriété de réflectivité de surface, de rayonnement solaire incident ou de concentration en aérosols. Certains avancent ainsi qu’une augmentation du rayonnement diffus durant les dernières décennies aurait déjà entraîné un excédent de captation de carbone par la végétation de 9.3%. La problématique ici soulevée est d’évaluer l’apport de la connaissance du flux solaire absorbé par la surface (combinaison du rayonnement solaire et de l’albédo de surface) et plus particulièrement par sa partie végétative pour le suivi des flux d’énergie, d’eau et de carbone. Dans ce travail, j’ai fait appel à l’observation satellitaire et à la modélisation du transfert radiatif pour cartographier la dynamique du rayonnement solaire absorbé par la surface et sur la verticale de la végétation. Dans un premier temps, chacune des sources d’incertitudes sur le rayonnement incident, sur l’albédo de surface mais aussi sur la répartition du rayonnement entre les hétérogénéités horizontales et verticales à la surface furent quantifiées. Puis tout en discutant l’effet de ces incertitudes, j’ai mesuré l’apport de l’utilisation de cette cartographie par satellite du rayonnement solaire absorbé pour estimer les flux d’énergie et d’eau en surface ; ce qui améliora les scores de prévision du temps à court terme et permis également de suggérer des rétroactions à l’échelle climatique sur des zones sensibles tel le Sahel. Aussi une correction de biais de 15% sur l’estimation de la production primaire brute de carbone à l’échelle planétaire démontra l’importance des développements réalisés afin de caractériser les hétérogénéités verticales dans le couvert. Finalement, ce travail m’a conduit à chiffrer l’impact de la méconnaissance des variabilités spatiales et temporelles des propriétés des aérosols (concentration et type). J’ai montré que le suivi au cours du temps des propriétés de directionalité de la réflectivité de surface (tel abordé dans la première partie de mon étude) pouvait aussi permettre de remonter à la quantité d’aérosol dans l’atmosphère. L’utilisation d’observations issues de satellite géostationnaire permet d’estimer la concentration en aérosol avec la même qualité mais avec une fréquence de détection plus élevée (x5 environ) que les méthodes classiques. Enfin, ce travail dresse des pistes pour améliorer la détection des changements des propriétés de réflectivité de surface et d’aérosols de l’atmosphère, et atteindre un suivi encore meilleur des cycles biogéochimiques de la biosphère terrestre It is known that a global 4% increase of land surface albedo (also called reflectivity) may result approximately in a decrease of 0.7°C in the Earth’s equilibrium temperature. Nowadays the surface properties (including albedo) are changing under climatic and human pressure. At the same time, there is a debate that divides the scientific community about the potential trends (increase or decrease) affecting the surface incoming solar radiation since mid-1980 (resulting of a decrease or increase of aerosol concentration in the atmosphere, respectively). The Earth is a complex system driven at the surface level by three cycles (energy, water, and carbon). These cycles are not insensitive to changes of surface reflectivity, incoming radiation, or aerosol properties. For example, some argue that the increase of diffuse radiation during the last decades would have led to an exceed of carbon uptake by the Earth’s vegetation of 9.3%. The main issue raised here is to assess the added value of the knowledge in absorbed solar radiation by the surface (combination of incoming solar radiation with surface albedo) and, especially, by the vegetation for the monitoring of energy, water and carbon fluxes.In this work, I have used satellite observations and modeled the radiative transfer theory in order to make dynamic mapping of solar radiation absorbed by the surface and through the vertical dimension of the vegetation. First, I quantified each uncertainty source affecting incoming solar radiation, surface albedo and the way radiation is split between horizontal and vertical heterogeneity. In a second step, I measured the added value of using this absorbed radiation mapping of the surface by satellite to estimate the energy and water fluxes at the surface. The resulting improved scores of weather forecast models in the short-range time scale suggested potential feedbacks at the climatic time scale over sensible areas such as the Sahel region. Another significant outcome is that the developments proposed to better characterize the vertical heterogeneity within the canopy led to an improvement of 15% of annual global terrestrial gross primary production (GPP). Moreover, this study has led to measure the impact of the lack of knowledge of spatial and temporal variability of aerosol properties (concentration and type). I have shown that the tracking of temporal changes of directional properties of reflectance allows me to retrieve to the amount of aerosols in the atmosphere as precisely as other widely used methods but with a higher frequency (5 times more) by using data from geostationary satellite. Finally, this study addresses some possibilities to better track temporal changes of properties of reflectivity of surface and aerosol of atmosphere, and to access to a better monitoring of biogeochemical cycles of the terrestrial biosphere

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Garestier, Franck. "Évaluation du potentiel de la technique PolInSAR pour l'estimation des paramètres physiques de la végétation en conditions satellitaires." Bordeaux 1, 2006. http://www.theses.fr/2006BOR13134.

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Abstract:

L'objectif de ce travail de thèse a été dévaluer le potentiel de la technique PollnSAR pour l'extraction des paramètres physiques de la forêt et la transposition de ce type d'analyse aux conditions spatiales. Des travaux antérieurs ont montré que cette technique était efficace pour l'estimation de la hauteur des arbres, qui peut être reliée à la biomasse aérienne par une relation allométrique, à partir de données acquises en bande L. La première partie de ces travaux a porté sur le développement de procédures d'inversions aux fréquences extrêmes du spectre généralement utilisé pour l'étude des surfaces naturelles, la bande X et la bande P, dans le contexte de données acquises par le système aéroporté RAMSES sur des forêts de pins. Ensuite, l'influence des paramètres système qui déffèrent le plus de l'aéroporté au satellitaire, la résolution et le rapport Signal à Bruit, est quantifiée sur la robustesse et la précision de l'inversion en bandes X, L et P afin d'en déterminer les limitations en conditions spatiales.

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Allouis, Tristan. "Spécification de paramètres techniques et stratégie d'échantillonnage pour la conception de nouveaux capteurs lidars dédiés à la cartographie de forêts." Thesis, Paris, AgroParisTech, 2011. http://www.theses.fr/2011AGPT0086/document.

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Abstract:

Les forestiers ont besoin d'outils permettant de cartographier les essences, la hauteur, la structure ou la biomasse des peuplements. Même si le lidar aéroporté (light detection and ranging, détection et télémétrie par laser) ne permet pas de mesurer l'ensemble de ces variables, il permet d'accéder aux hauteurs et à la biomasse de manière rapide, précise et surtout spatialisée sur de grandes surfaces. Cependant, les lidars aujourd'hui utilisés en forêts n'ont pas été conçus spécifiquement pour étudier la végétation, et l'ajustement de leurs caractéristiques techniques est supposé permettre d'améliorer la précision des mesures. L'objectif de cette thèse est de déterminer des configurations de capteurs lidars dédiés à l'étude de la végétation forestière, et de proposer des méthodes d'extraction de paramètres forestiers adaptés aux différentes configurations. La capacité de différentes résolutions (taille d'empreinte et échantillonnage spatial), longueurs d'onde et modes d'enregistrement du signal retour à mesurer des paramètres forestiers (hauteurs et densité d'arbres, taille des couronnes et indirectement volume et biomasse) a été évaluée. Les études ont été menées de l'échelle de l'arbre jusqu'à celle du peuplement, sur des données expérimentales ou simulées. Dans une première partie, des méthodes de traitement de données lidars aéroportés classiques (scanneur, largeur du faisceau décimétrique, 5 mesures/m², laser proche infrarouge) ont été développées pour estimation la biomasse d'arbres individuels. Dans cette étude, l'apport de nouvelles données dites "full-waveform" (enregistrement du signal complet) a été démontré par rapport aux traditionnelles données multiéchos (extraction des échos les plus significatifs). Dans une seconde partie, une expérimentation avec un prototype lidar du Commissariat à l'Énergie Atomique (CEA) embarqué sur un ULM a été réalisée (profileur, largeur de faisceau de 2,4 m, espacement de 2,4 m entre deux mesures successives le long de la ligne de vol, laser ultraviolet). Sans permettre des mesures d'arbres individuels, cette configuration de capteur a permis d'étudier les variations de la structure des arbres à l'intérieur d'une placette forestière (30 m de diamètre). En validant l'utilisation d'un laser ultraviolet pour l'étude de la végétation, les résultats de cette expérience permettent d'envisager le développement de capteurs bifonctions atmosphère/végétation. Dans une troisième partie, des signaux lidars à larges empreintes (plusieurs dizaines de mètres au sol) ont été simulés par agrégation de signaux lidars aéroportés classiques. Une méthode de modélisation permettant d'étudier la dynamique supposée d'un signal lidar satellitaire dans différents types de forêts a été proposée. Elle apporte des informations utiles à la calibration de l'énergie à émettre pour une future mission satellitaire dédiée à la cartographie de forêts. Le principal problème avec les données à larges d'empreintes est la forte influence de la topographie sur la précision des mesures de hauteurs d'arbres en zones pentues. En conséquence, une méthode de correction de cet effet a été élaborée, permettant ainsi de mesurer les hauteurs d'arbres avec une précision jusqu'alors inenvisageable. Cette méthode a de plus ouvert de nouvelles perspectives dans l'estimation de la topographie sous la forêt, à partir de données lidars à larges empreintes Foresters need tools to map the tree species, tree heights, stand structure and biomass. Although the airborne lidar (Light detection and ranging) technology does not give access to all these variables, it can provide quick, accurate and spatially explicit measurements of tree heights and biomass over large surfaces. However, lidar systems currently used have not been specially designed to performed vegetation studies. The adjustment of the technical characteristics of such systems is expected to improve the accuracy of retrieved forest parameters. Consequently, the objective of this thesis is to determine configurations of lidar sensors dedicated to the study of forest vegetation, and to propose methods designed to extract forest parameters depending on the different configurations. The ability of different resolutions (footprint size and spatial sampling), wavelengths and sampling modes of the backscattered signal to measure forest parameters (canopy height and density, crown size and also volume and biomass) was evaluated. The studies were conducted from tree to stand level, on experimental or simulated data. In a first part, we developed methods to process classic airborne lidar data (scanner system, tens of centimeter footprint, 5 measurements/m², near-infrared laser) for the estimation of the biomass of individual trees. In this study, we demonstrated the contribution of new data called "Full-waveform" (recording the entire signal) compared to traditional multi-echoes data (extraction of the most significant echoes). In a second part, we performed an experiment using a Comissariat of Energy Atomique (CEA)'s lidar prototype onboard an ultra-light aircraft (profiler system, 2.4 m footprint, 2.4 m spacing between two measurements along the flight line, ultraviolet laser). Such a configuration did not allow to measure individual trees, but we were able to study variations in forest structure at the plot level (30 m diameter). Having demonstrated the ability of an ultraviolet lidar to perform vegetation studies, this sensor opens the way to the development of bi-functional lidar for both atmosphere and vegetation remote sensing. In a third part, large footprint lidar signals (tens of meters on the ground) were simulated from the aggregation of classical airborne lidar signals. We proposed a method for modeling the signal dynamics of satellite lidars in different forest types, in order to calibrate the energy to emit for a future space-borne mission. The main problem with large-footprint size is the strong influence of topography on accurate measurements of tree heights in steep areas. We consequently developed a method to correct this effect, thus increasing the accuracy of tree height retrieval. This approach also opened new perspectives in topography assessment from large-footprint data in forest environments

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Coudert, Benoit. "Apport des mesures de température de surface par télédétection infrarouge thermique pour la modélisation des échanges d'énergie et d'eau à l'interface sol végétation atmosphère." Phd thesis, Université de Versailles-Saint Quentin en Yvelines, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00151869.

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Abstract:

La température des surfaces naturelles est un terme clé du bilan d'énergie et d'eau à l'interface entre le sol la végétation et l'atmosphère (SVA). Cette variable est accessible par télédétection dans le domaine spectral infrarouge thermique correspondant à une fenêtre atmosphérique pour les mesures spatiales. Dès lors, des mesures fréquentes de celle-ci au niveau du sol ou par satellite comme celles du capteur SEVIRI de MétéoSat8 (MSG) à la résolution du quart d'heure, permettent le suivi continu des échanges de surface. La représentation numérique de ces échanges pour les couverts végétaux par des modèles TSVA comme le modèle SEtHyS, utilisé pour cette étude, peut alors être contrainte par l'assimilation de la température de surface. La spécificité de ce travail de thèse a été de développer une méthodologie basée sur la dynamique de son cycle diurne pour suivre le bilan d'énergie et d'eau à l'interface SVA au niveau de la parcelle agricole puis à l'échelle du paysage hétérogène.

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Lauvernet, Claire. "Assimilation variationnelle d'observations de télédétection dans les modèles de fonctionnement de la végétation : utilisation du modèle adjoint et prise en compte de contraintes spatiales." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00010443.

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Abstract:

La gestion de l'environnement et des ressources disponibles nécessite de caractériser l'état de la végétation. Les modèles agronomiques simulent le fonctionnement du couvert à partir du climat, des pratiques culturales et des propriétés de la plante et du sol. Le projet ADAM, dans lequel s'inscrit cette thèse, a pour objectif de combiner les données de télédétection avec l'information fournie par les modèles agronomiques afin de participer au raisonnement des cultures et à l'évaluation de l'environnement. Sur un modèle d'étude, nous avons proposé une approche originale d'assimilation simultanée sur une scène, en imposant des contraintes sur les paramètres en fonction de leur variabilité au niveau du pixel, de la parcelle, de la variété. . . La taille de l'espace de contrôle est ainsi diminuée par rapport à un problème résolu pixel par pixel et qui se trouve être mal posé lorsque l'on dispose de peu d'observations. Cette technique a permis d'améliorer fortement l'estimation des paramètres d'entrée et de réduire la fréquence temporelle d'observation. Nous avons ensuite étudié la faisabilité d'une telle méthode sur un modèle mécaniste complexe de fonctionnement de la végétation (STICS), dont la différentiation a présenté des difficultés théoriques et pratiques. En effectuant une analyse de sensibilité utilisant le modèle adjoint de STICS, nous avons pu hiérarchiser ses paramètres selon leur influence sur la croissance de la culture. Nous avons démontré la faisabilité d'une technique d'assimilation avec contraintes dans STICS, ce qui permet d'envisager de nombreuses applications dans le domaine agronomique.

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Jang, Jae-Dong. "Evaluation of thermal-water stress of forest in southern Québec from satellite images." Thesis, Université Laval, 2004. http://www.theses.ulaval.ca/2004/21726/21726.pdf.

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Abstract:

Le stress hydro-thermique a été évalué pour la région du sud du Québec à l’aide des images SPOT VEGETATION (VGT) et NOAA AVHRR, pour deux saisons de croissance (1999 et 2000). Pour extraire la température de surface à l’aide des images AVHRR, l’algorithme ‘split-window’ (Coll et al., 1994b) a été choisi suite à la comparaison avec six algorithmes connus. Les réseaux de neurones artificiels ont été entraînés pour la détection des nuages sur les données quotidiennes synthèses (S1) et les données P. Cette analyse montre que les réseaux identifient les nuages avec plus de précision que le masque standard fourni avec les données. Les réseaux détectent non seulement les nuages épais et brillants, mais également les nuages minces et peu brillants. Comme autre application, les réseaux ont été employés pour estimer la température de l'air. Les variables d’entrées pour les réseaux étaient les cinq bandes de l'image AVHRR, l'altitude de surface, l'angle de zénith solaire, et le jour julien. Le réseau utilisant toutes les données d’entrée a fourni les meilleurs résultats, avec 22 noeuds dans la couche cachée. Le ‘normalized difference vegetation index’ (NDVI) et le ‘normalized difference water index’ (NDWI) sont déduits de SPOT VGT pour évaluer l’état hydrique végétal et la température de surface a été obtenu des images AVHRR pour l’état thermique. Ces deux indices de végétation forment un nouvel indice d’humidité normalisée (NMI) qui s’est révélé inversement corrélé à la température de surface. Un trapèze, exploitant les valeurs de la température de surface et du NMI, permet d’identifier le statut hydro-thermique du couvert végétal. Ces résultats sont validés par une comparaison avec les indices forêt-météo de la méthode canadienne. The thermal-water stress of the vegetation canopy was evaluated for southern region Québec from SPOT VEGETATION (VGT) and NOAA AVHRR images, and for the 1999 and 2000 reproduction seasons. To retrieve surface temperatures from AVHRR images, the algorithm of Coll et al. (1994b) was found to be the optimal method for our study area by comparing six algorithms. Artificial Neural Networks (ANNs) were trained for cloud detection on daily synthesis (S1) and P data of the SPOT VGT system. The analysis demonstrated the superior classification of the network over the standard cloud masks provided with the data. The network detected not only bright thick clouds but also thin or darker clouds. As another application study, ANNs were employed for estimating air temperatures. The input variables for the networks were the five bands of the AVHRR image, surface altitude, the solar zenith angle, and Julian day. The network using all the input data provided the best results, with 22 nodes in the hidden layer. The Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and the Normalized Difference Water Index (NDWI) were derived from SPOT VGT for evaluating vegetation water status and surface temperature was retrieved from AVHRR for the thermal status. The two vegetation indices were integrated for evaluating the vegetation condition and water status as a new index, namely the Normalized Moisture Index (NMI). A trapezoid was defined by the NMI and by surface temperature and the thermal-water status of the vegetation canopy was determined according to the four sectors of the trapezoid. The thermal-water status was validated by comparing it with the indices of the Canadian Forest Fire Weather Index System.

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Quense, Jorge. "Changement climatique et dynamique de la végétation dans les Andes du Chili central, depuis le milieu du XXème siècle : l'exemple de la vallée de Yerba Loca." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00639115.

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Abstract:

Les milieux oroméditerranéens sont considérés comme particulièrement sensibles aux changements climatiques. Deux questions sont posées dans ce contexte : quelles sont la nature et l'ampleur des modifications climatiques à l'échelle régionale (climat et enneigement) au Chili central, depuis les années 70 ? Quels sont les changements de la végétation en montagne (dans la tranche d'altitude 1.500 - 2.500 m), en particulier au niveau de la limite supérieure de la forêt à Kageneckia angustifolia ? La première partie de la thèse présente les spécificités des milieux de montagne et les changements climatiques déjà observés de façon générale et au Chili en particulier. Elle présente aussi les sites d'étude au niveau climatique et biogéographique. La deuxième partie concerne les données et la méthodologie. Une approche scalaire est mise œuvre, avec confrontation et mise en complémentarité de différentes techniques : télédétection, chroniques climatiques et mesures in situ. La troisième partie présente les résultats. Les données climatiques enregistrées les 30 dernières années aux stations d'El Yeso (2.500 m) et de Los Bronces (3.500 m), montre une croissance d'environ 1 °C pour la température moyenne annuelle, réchauffement plus marqué à El Yeso, au niveau des températures minimales. Pour l'enneigement, il est montré une haute variation interannuelle de la couverture de neige et une élévation de la limite de la neige durant les dernières décennies, d'environ 300 m. Ces résultats, sont accompagnés d'une augmentation faible du NDVI. Au niveau de la vallée Yerba Loca, l'étude diachronique de l'écotone supraforestier montre des transformations vers une augmentation de la superficie des espaces forestiers et leur densification. Enfin, l'expérience de germination, à Yerba Loca montre qu'il existe une différence significative entre le pourcentage de germination des graines à l'intérieur des enclos et à l'extérieur, avec un effet négatif de la couverture neigeuse sur la germination des plantules.

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Tsayem-Demaze, Moïse. "Caractérisation et suivi de la déforestation tropicale par télédétection : application aux défrichements agricoles en Guyane française et au Brésil." Orléans, 2002. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00592532.

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Abstract:

La déforestation en milieu tropical est considérée depuis plusieurs décennies comme un fléau écologique majeur. A tort ou à raison, les pratiques de défriche-brûlis sont fréquemment mises en cause. L'objectif de cette thèse est de caractériser et suivre l'évolution des défrichements agricoles en forêt amazonienne par télédétection multi-capteur. Deux types de défrichements sont abordés : les abattis en Guyane française et les fronts pionniers au Brésil. Ces modes de colonisation agricole relèvent de logiques différentes et provoquent une déforestation d'ampleur variable. Les fronts pionniers émanent initialement d'une volonté politique de " mise en valeur " organisée de la forêt, mais ils essaiment par la suite et leur suivi devient difficile. Les abattis, bien que de petite taille, se multiplient très souvent de manière non planifiée. Ces abattis étant en général spontanés et itinérants, le besoin de surveillance et de gestion de l'espace devient d'autant plus prégnant que le statut foncier est précaire et la demande en terres agricoles croissante. La méthodologie mise en œuvre pour évaluer et suivre les atteintes à la forêt comporte deux étapes principales. La première consiste à caractériser les configurations télédétectées des abattis et des fronts pionniers sur les images optiques (NOAA AVHRR, Spot 4 VEGETATION, Landsat TM, Spot XS, photographies aériennes) et radar (JERS et ERS). La deuxième porte sur l'utilisation des données multidates pour quantifier l'évolution des défrichements agricoles et expliquer les dynamiques d'occupation du sol. L'exploitation des images est menée alternativement avec l'analyse des données socio-économiques issues d'enquêtes et relevés de terrain. Ces deux étapes débouchent sur une proposition de veille aérospatiale pour la surveillance et la gestion de la forêt amazonienne. Cette veille est déclinée en niveaux de suivi correspondant aux caractéristiques des capteurs et à l'emprise spatiale des défrichements. Pour une surveillance opérationnelle, des traitements d'images adaptés aux spécificités géographiques et climatiques des régions tropicales humides sont proposées, ainsi que des indicateurs environnementaux et socio-économiques qui complètent les observations par satellites This thesis presents a multi-sensor investigation of deforestation due to agricultural clearings and their spatial evolution in Amazonian forests. The methodology we used comprises two main stages. The first consists in characterizing clearing patterns (abattis in French Guiana and pioneers fronts in Brazil) on optical images (NOAA AVHRR, Spot 4 VEGETATION, Landsat TM, Spot XS, aerial photographs) and radar data (JERS, ERS). The second step deals with data processing in order to highlight the spatial evolution of clearings and explain land use dynamics. These two steps lead to the development of a remote sensing-based strategy for the monitoring and the management of Amazonian forest. This strategy is divided into monitoring levels corresponding to sensors characteristics and clearings extension

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Legrand, Laurence. "Caractérisation des paysages agraires en Bretagne par données satellitaires Landsat : mise en évidence de zones à risque vis à vis de la sécheresse." Rennes 2, 1986. http://www.theses.fr/1986REN20017.

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Abstract:

Cette étude porte sur la caractérisation des paysages agraires en Bretagne par télédétection en relation avec la variabilité interannuelle du climat. Quatre régions d'environ 900 km2 sont sélectionnées sur une scène Landsat et analysées à cinq dates différentes : 27 juin 1976, 11 septembre 1977, 17 avril 1981, 18 avril 1984 et 17 août 1984. Une cartographie des types de paysages servant de référence pour chaque région lors de l'interprétation des données est élaborée par photo-interprétation. Les caractéristiques physiques de chaque région, les données du remembrement et de l'économie agricole sont analysées pour les grands secteurs de paysages rencontrés : bocage, mixte ou ouvert. Apres avoir exposé les principes théoriques de la télédétection (réponse spectrale des végétaux) et l'évaluation de l'état global de l'humidité des sols lors des enregistrements, l'analyse des données brutes met en évidence des secteurs paysagers distincts et une variabilité saisonnière de leurs réponses spectrales. Après l'analyse d'histogrammes simples et bidimensionnels des données corrigées, la séparation numérique des types de paysage s'avère délicate à réaliser. Des indices de végétation traduits en équidensités colorées donnent des images comparables aux cartographies obtenues par photo-interprétation et soulignent les zones à risque vis-à-vis de la sécheresse This study deals with characterisation of landscapes in Brittany by remote sensing in relation with the fact that the climate varies from one year to another. Four regions of approximately 900 square kilometres (kms) are selected on a Landsat scene and analysed at five different dates : June the 27th of 1976, September the 11th of 1977, April the 17th of 1981, April the 18th of 1984, and august the 17th of 1984. A map of different types of landscape is elaborated by photo interpretation, being a reference to each region; it is used for interpretation of data. The physical description of each region, their agricultural economy and regrouping data are analysed for large areas of encountered landscapes: bocage, mixed landscape and open field. The study begins by a report on the theorical principles of remote sensing (vegetation spectral response) and the evaluation of humidity of soils at recording periods. Follows then the analysis of raw data which reveals areas of distinct landscapes having spectral responses which varies according to seasons. After analysing simple and bidimensionnal histograms on corrected data, the digital separation of different types of landscape occurs to be difficult to produce. Vegetation index translated in colored equidensity gives images comparable to maps obtained by photo-interpretation, and underlines the risky areas as far as dryness in concerned

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Tra, Bi Zamblé Armand. "Etude de l'impact des activités anthropiques et de la variabilité climatique sur la végétation et les usages des sols, par utilisation de la télédétection et des statistiques agricoles, sur le bassin versant du Bouregreg (MAROC)." Thesis, Artois, 2013. http://www.theses.fr/2013ARTO0008/document.

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Abstract:

Le bassin versant du Bouregreg est situé dans le centre Nord-ouest du Maroc. C’est un bassin semi-aride de la partie humide de ce royaume. L’agriculture constitue un pilier essentiel de l’économie marocaine. Cependant, la surface agricole utile du pays reste très limitée à cause de conditions climatiques défavorables. Cette surface agricole utile, localisée principalement dans les régions humides, ne représente qu’environ 20% du territoire national, d’où un intérêt particulier pour les espaces agricoles favorables comme le bassin versant du Bouregreg. En outre, bien que le Maroc ait entrepris d’importants investissements en matière d’irrigation depuis l’indépendance, certains espaces comme le bassin du Bouregreg sont restés en marge de cette politique pour des raisons liées à leur fragilité naturelle. Paradoxalement, malgré l’attention particulière accordée à l’agriculture irriguée dans les différentes politiques de développement agricole depuis l’indépendance, l’agriculture pluviale reste la principale source de production agricole, surtout céréalière. Ainsi, cette agriculture pluviale, associée à un important élevage extensif, se concentre de plus en plus sur des espaces climatiquement favorables comme le bassin du Bouregreg, sans tenir compte de la fragilité des sols et du couvert végétal naturel de ces espaces. L’étude présente, menée avec le soutien du projet SIGMED (approche Spatialisée de l’Impact des activités aGricoles au Maghreb sur les transports solides et les ressources en Eau Des grands bassins versants), met en relief la dynamique spatiale et temporelle de la végétation et des sols du bassin du Bouregreg sous l’action combinée de pressions anthropiques et climatiques défavorables de 1980 à 2009. Cette étude fait appel à l’outil de télédétection, de statistique et de SIG. L’analyse de télédétection est faite à partir d’échelles multiples, de la basse résolution à la très haute résolution spatiale. Il en est de même de l’analyse temporelle où sont exploitées, à la fois, des images de très grande répétitivité temporelle (NOAA et MODIS) et des images de basse résolution temporelle (LANDSAT et SPOT 5). L’exploitation de ces images combine la télédétection et les analyses statistiques de série chronologiques et de corrélation. L’analyse des interactions diverses entre la dynamique des facteurs naturels, notamment climatiques, et celle des facteurs anthropiques est réalisée par système d’information géographique. Pour pousser la réflexion dans le domaine de la prospective géographique quant au devenir de ce bassin dans un environnement climatique de plus en plus défavorable, des analyses climatiques ont été faites à partir de projection de modèles climatiques régionaux pour les horizons 2050 et 2100. Les principaux résultats de cette étude indiquent une baisse marquée de la productivité végétale due à une dégradation de plus en plus importante du milieu sous actions agropastorales et climatiques. Sur la base des projections des modèles climatiques, cette dynamique est amenée à se poursuivre, si bien qu’au-delà de 2050, le système de production agricole pluvial sera amené à disparaitre, d’où l’importance de la question de l’adaptation du bassin aux conditions d’un changement climatique The Bouregreg watershed is located in the Northwest central Morocco. It’s a semi-arid basin of the humid part of the kingdom. Agriculture is a key pillar of the Moroccan economy. However, the agricultural area of the country is limited due to adverse climate conditions. This agricultural, area located in humid regions is only 20% of the national territory, hence a particular interest in favorable agricultural areas as Bouregreg watershed. Furthermore, although Morocco has undertaken major investments in irrigation, some areas such as the Bouregreg basin remained on the sidelines of this policy for reasons related to their natural fragility. Paradoxically, despite the attention given to irrigated agriculture in the various agricultural development policies of the country since independence, rainfed agriculture remains the main source of agricultural production, especially grain. Well, this rainfed agriculture associated with a significant ranching, focuses more on climatically favorable areas such as the Bouregreg basin, without taking into account the fragility of the soil and natural vegetation of these areas. The present study, conducted with the support of the SIGMED project, highlights the spatial and temporal dynamics of vegetation and soil of the Bouregreg basin under the combined action of adverse anthropogenic and climatic pressures from 1980 to 2009. This study uses the tool of remote sensing, GIS and statistical. Analysis of remote sensing is made from multiple scales from low resolution to high spatial resolution. It is the same for the temporal analysis, where are used both images of high temporal repetitiveness (NOAA and MODIS) and low temporal resolution (LANDSAT AND SPOT 5). Exploitation of these images combines remote sensing and statistical time series analysis and correlation. Analysis of various interactions between the dynamics of natural factors, including climate, and the anthropogenic factors, is carried out by GIS. For further reflection in the field of geographical prospective about the future of the basin in a climate environment increasingly unfavorable, climate analyzes were made from projections of regional climate models for 2050 and 2100 horizons. The main results of this study showed a significant decrease in plant productivity due to more increasing degradation caused by farming and climate actions. Based on the projections of climate models, this dynamics is likely to continue, so that beyond 2050, the system of rainfed production will have to disappear. As for forest formation, they should suffer as result more pressure which should lead to their disappearance. If an effective backup policy is not implemented. This dynamics to be highlights the importance of the issue of adaptation basin conditions of climate change

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Busseau, Bruno-Charles. "Analyse des effets de la végétation sur le couvert de neige dans la zone de transition arctique-subarctique par mesures in-situ et télédétection optique (Nunavik)." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2017. http://hdl.handle.net/11143/10160.

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Abstract:

Plusieurs études récentes démontrent que la prolifération de la végétation dans le Nord a augmenté sous un climat en réchauffement lors des quatres dernières décennies, surtout dans la zone de transition entre toundra et taïga. L’accroissement des arbustes a un effet sur les propriétés de la neige et du bilan d’énergie de surface. L’objectif de cette recherche est d’améliorer la caractérisation de l’impact des arbustes sur l’évolution de la neige (accumulation et fonte) en utilisant des données terrains et la télédétection. La recherche a été réalisée sur le site d’Umiujaq, au Nunavik, représentatif de la zone de transition entre l’Arctique de basse latitude et les zones subarctiques. La profondeur de neige, mesurée le long de nombreux transects qui couvrent plusieurs types de végétation (toundra arbustive, toundra de lichen, forêt ouverte et forêt fermée d’épinettes) démontre l’effet d’emprisonnement de la neige dans la zone de transition entre une zone de toundra arbustive vers une zone de forêt d’épinettes. Cet effet est lié à la hauteur de la végétation et à la perte de densité (la profondeur de neige augmente par des facteurs de 2,5 à 3). De plus, des mesures de profondeur de neige en continue ont été prises par deux stations météorologiques situées l'une en zone de toundra arbustive et l'autre en zone de forêt. Les résultats montrent que la neige réagit de façons très différentes selon la couverture du sol, mais reste très dépendante des sites considérés. Des analyses spatiales à très haute résolution (Pléiades) et à moyenne résolution (Landsat et MODIS) suggèrent un délai dans la fonte entre les zones de forêts et les zones de toundra de lichen et arbustives. Une technique de mesure de profondeur de neige par télédétection à haute résolution est aussi discutée. Abstract : Recent studies have shown that northern vegetation has been growing in relation to a warming climate over the last four decades, especially across the transition zone between tundra and taiga. Shrub growth affects snow properties and the surface energy budget, which must be better studied to quantify shrub-snow-climate feedbacks. The objective of this research is to improve the characterization of the impact of shrubs on snow evolution, from its accumulation to its melt, using in-situ and satellite measurements. The research is presented for the Umiujaq site, Nunavik, representative of the low Arctic – Subarctic transition zone. Snow depth, measured along numerous transects spanning different land cover types is found to increase by a factor 2.5 to 3 between tundra and forest, while snow density decreases. This illustrates the trapping effect of vegetation well. Complementary continuous snow depth measurements using weather stations from two sites (tundra with low shrubs and a small clearing with shrubs within the forest) show different site-dependent behaviors. Spatial analysis from high-resolution Pleiades images combined with Landsat (Normalized Difference Snow Index) and MODIS (Fractional Snow Cover) images suggest a slight delay in melt over open and dense forest areas compared to tundra and dense high shrubs. A technic to measure snow depth using high resolution is also discussed.

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Monsivais, Huertero Alejandro. "Développement d'un modèle physique pour la réponse radar cohérente et polarimétrique de la végétation sahélienne, application à l'estimation de paramètres biophysiques." Toulouse 3, 2007. http://thesesups.ups-tlse.fr/63/.

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Abstract:

Un modèle cohérent de diffusion est développé en aide à la compréhension de la réponse radar de la végétation sahélienne. Cette végétation est principalement composée de ligneux et des herbacées annuelles. Dans ce modèle, le générateur de la végétation prend en compte la morphologie des ligneux et des herbacées. Le houppier des ligneux est très irrégulier mais il peut être représenté comme contenu dans un volume cylindrique ou ellipsoïdal dépendant de la forme du ligneux. C'est ainsi, que l'onde électromagnétique n'est atténuée que lorsque celle-ci traverse le volume. Par ailleurs, le générateur représente les herbacées comme un ensemble de tiges cylindriques et de feuilles en forme de lames à section transversale en " V ". La statistique du coefficient de rétrodiffusion est obtenue à partir d'une simulation Monte Carlo sur plusieurs réalisations. La précision des simulations est vérifiée en comparant avec des données satellite en bande C et polarisation HH. Les simulations sont, dans la plupart de cas, proches aux mesures. Après avoir vérifié la précision du modèle, celui-ci est implémenté dans un algorithme d'inversion de paramètres végétaux. Afin de réduire le temps de calcul du modèle cohérent, nous construisons un modèle simplifié basé sur les droits de régression linéaires des résultats issus du modèle direct. Les paramètres sensibles de la végétation sahélienne sont l'humidité du sol, la densité des herbacées et l'humidité des herbacées. L'estimation de ces trois paramètres montre un bon accord avec les données terrain lorsqu'on utilise les mesures en bande C et polarisation HH A coherent scattering model is developed for radar remote sensing of Sahelian grassland. This African vegetation is mainly composed of annual grass and shrubs. In this model first a generator of grass and shrub structures, which includes morphological information, is implemented. Shrubs’ crown is highly irregular, but for most part can be encompassed in an ellipsoidal or cylindrical volume depending on shrub shape. Thus, the extinction of the coherent wave is then calculated only when travelling in the volume. By the other hand, the generator represents the grass as a set of cylindrical stalks and blade leaves. Backscatter statistics are acquired via a Monte Carlo simulation over a large number of realizations. The accuracy of the model is verified using measured data acquired by a C-band satellite at HH polarization. In most of cases, simulations are closed to measurements. After being validated the model accuracy, the model is implemented in a vegetal-parameter retrieval algorithm. Since the coherent scattering model is significant time consuming, a simplified empirical model is constructed with the fitting of simulation results obtained by the forward model. The sensitive parameters of Sahelian vegetation are sol moisture content, grass density, and grass moisture content. The estimation of these three parameters using the set of C-band HH-polarized measured data shows a great agreement when comparing with ground data

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Sarr, Mamadou Adama. "Évolution récente du climat et de la végétation au Sénégal : cas du Bassin versant du Ferlo." Lyon 3, 2009. http://www.theses.fr/2009LYO31058.

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Abstract:

Comprendre l’évolution et la variabilité récentes du climat dans les régions arides et semi-arides est une nécessité pour anticiper ce que pourraient en être les conséquences sur les milieux et sur les sociétés de ces régions, et ainsi définir des stratégies politiques d’adaptation durables. Pour répondre à cet objectif, nous avons articulé notre travail de recherche en 3 parties. La première partie présente le cadre géographique par une description détaillée du milieu physique et des différents systèmes d’occupation du sol. Cette description met en évidence un écosystème fragile, sous forte pression due aux activités qui s’y pratiquent très sensibles aux évolutions et variabilités climatiques et notamment à celles des précipitations. Elle résume également le cadre climatique moyen en mettant l’accent sur les mécanismes généraux de la circulation générale de l’Afrique de l’Ouest dont fait partie la zone d’étude. L’analyse rappelle les conditions dynamiques moyennes globales du domaine climatique tropical qui, en relation avec les facteurs régionaux et locaux, déterminent les composantes moyennes du temps dans le domaine d’étude et ses marges. La deuxième partie s’intéresse à l’analyse de la variabilité spatio-temporelle du climat durant la période 1951-2005 en mettant l’accent plus sur la pluviométrie que sur les autres paramètres climatiques (la température, l’évaporation, l’humidité relative et l’insolation). Elle souligne d’abord les contraintes physiques et méthodologiques qui s’imposent à l’analyse statistique des paramètres et justifie aussi les modèles retenus pour l’exploitation des données. L’analyse des résultats de la pluviométrie montre une forte variabilité, mais également une quasi stationnarité de la fin des années 1970 jusqu’au milieu des années 1980, et depuis une hausse des volumes annuels précipités dans l’ensemble du domaine d’étude. Comparée à l’évolution d’autres paramètres climatiques (insolation, températures, évaporation et humidité relative), le milieu des années 1980 et le début des années 1990 apparaît comme une période de «rupture» de tendance justifiant l’interrogation sur la persistance ou non de la tendance sèche du climat sahélien dans sa globalité. La troisième partie s’ouvre par l’analyse de l’évolution de la production végétale à pas de temps différents sur la base d’une série d’images de synthèse NDVI (Normalized Differential Vegetation Index) de NOAA-AVHRR sur la période 1981-2005. L’évaluation de l’évolution interannuelle et intra-annuelle de la production végétale en relation avec les précipitations dans le domaine d’étude montre dans l’ensemble une assez forte corrélation. En revanche, les actions anthropiques, dans le cadre d’exécution de politiques d’aménagements, perturbent cette étroite relation. Cette situation est mise en évidence par les résultats obtenus dans l’analyse de la cartographie des changements de l’occupation du sol entre les années 1990 et 2002. L’étude, fondée sur le traitement des images TM (Thematic Mapper) et ETM+ (Enhanced Thematic Mapper Plus) de Landsat en appui des relevés de terrains, confirme l’action de l’homme dans l’avancée de la savane arbustive à arborée. Après en avoir défini les caractéristiques, l’outil de suivi de la végétation du capteur SEVIRI du satellite MSG est proposé. La validation de ce nouveau produit est faite sur la base d’une étude comparative avec ceux de SPOT-VEGETATION et NOAAAVHRR, fréquemment utilisés dans le monde scientifique. Après un rappel des résultats essentiels de la recherche, la conclusion générale insiste sur la recherche de solutions aux problèmes d’eau nécessaire pour une agriculture performante et pour une mobilité réduite de l’activité pastorale. Ceci passe par la multiplication d’études sur la variabilité climatique, surtout à l’échelle locale. La conclusion générale montre également la nécessité d’une approche multicapteurs pour le suivi de la végétation. Enfin, pour apporter plus de précisions à la compréhension de la thèse, il est porté en annexes des éléments de caractéristiques des satellites ainsi que des capteurs utilisés et une étude de validation croisée sur les techniques d’interpolation spatiale Understand the evolution and the recent variability of the climate in the arid and semi-arid regions is a necessity in order to anticipate what could be the consequences on the environments and on the societies of those regions, and thus define the strategic politics of sustainable development. To reach that goal, we have organised our research in three parts. The first part treats of the geographical plan through a detailed description of the physical environment and of the different systems of the ground occupation. This description put in evidence a fragile ecosystem under high pressure due to the activities which are employed here. The description summarizes also the middle climate frame by accentuating on the general mechanisms of the general circulation of West Africa which is part of the study zone. The analysis constitutes a recall of the dynamic average global conditions of the climatic tropical field which, in relation with local and regional factors, determines the average components of time in the study field and its margins. The second part concerns the analysis of the spatiotemporal variability on the period going from 1951 until 2005 by putting the accent more on the recorded rainfall than on other climatic parameters such as temperature, evaporation, relative humidity and insulation. But it underlines first the physical and methodological constraints which are compulsory for the statistic analysis of the parameters and justify also the models retained for the use of the database. The analysis of the recorded rainfall results show a high variability, but also a quasi stationarity from the end of the years 1970 and that until the middle of the 1980’s, and since an increase of the annual precipitation volumes on the totality of the study field. Compared to the evolution of other parameters (insulation, temperatures, evaporation and relative humidity), the middle of the 1980’s and the beginning of the years 1990’s appear like a period of trend “break up” justifying the questioning on the persistence or not of the dry trend of the Sahel climate in its totality. The third part starts by the analysis of the evolution of the vegetal production different time scale on the basis of a serie of synthesis images NDVI (Normalized Differential Vegetation Index) of NOAA-AVHRR on the period going from 1981 until 2005. The evaluation of the inter-annual and intra-annual evolution of the vegetal production in relation with the precipitations in the study field demonstrates a good correlation. On the other hand, the anthropic actions, within the framework of execution of the politics of planning disturb this close relation. This situation is put in evidence by the results obtained in the analysis of the cartography of the ground occupation changes between 1990 and 2002. The study conceived on the treatment of the images TM (Thematic Mapper) and ETM+ (Enhanced Thematic Mapper Plus) of Landsat in support of the statements of grounds; confirms the human action in the expansion from the bush savannah to arborous. After defining the characteristics, the follow up tool of the vegetation of the sensor SEVIRI of the satellite MSG is proposed. The corroboration of this new product is done on the basis of a comparative study with those of SPOT-VEGETATION and NOAA-AVHRR, frequently used in the scientific field. After a recall of the essential results of the research, the general conclusion insists on the exploration of solutions for water problems, important for a performing agriculture and a reduced mobility of the pastoral activity. And that passes through the multiplication of studies on the climatic variability, mostly on local scale. The general conclusion shows also the necessity of an approach of multi-sensors for the vegetation follow up. Finally, in order to bring more precisions for the comprehension of the thesis, you will find in the appendix elements concerning the characteristics of satellites as well as the sensors used and a study of cross validation on the techniques of spatial interpolation

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Kaptue, Tchuente Armel. "Cartographie des écosystèmes et paramètres biophysiques satellitaires pour l'étude des flux hydriques sur le continent africain." Toulouse 3, 2010. http://thesesups.ups-tlse.fr/994/.

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Abstract:

Dans le contexte des changements climatiques, l'objectif du travail effectué est de caractériser l'hétérogénéité du continent africain afin de mieux comprendre et quantifier les processus de surface agissant sur les flux hydriques. Ce travail s'inscrit dans le cadre de la mise à jour de la base de données ECOCLIMAP-I constituée d'une carte d'occupation des sols et des cartes de paramètres biophysiques. Pour cela, on s'appuie sur des données de télédétection acquises par les capteurs de dernière génération MODIS et SPOT/VEGETATION entre 2000 et 2007. Dans un premier temps, deux techniques de classification ont été développées afin de cartographier les différents écosystèmes. L'une, supervisée, a été conduite dans le contexte du programme AMMA afin de discriminer les écosystèmes sur la région ouest-africaine en combinant l'information complémentaire contenue dans les cartes d'occupation du sol GLC2000 et ECOCLIMAP-I par analyse supervisée de l'indice foliaire (LAI) MODIS. L'autre, non supervisée et hybride, utilise les principes de regroupement hiérarchique et dynamique de manière automatique en combinant l'usage du classificateur k-NN et celui de la transformée de Fourier Discrète sur la base des données d'indice de végétation normalisé (NDVI) SPOT/VEGETATION pour identifier les écosystèmes africains. Dans un deuxième temps, des méthodes d'estimation des paramètres biophysiques tels que l'albédo, la fraction de végétation, l'indice foliaire ont été développées et/ou appliquées sur le continent. Une approche statistique permet de déterminer la contribution du sol nu et de la végétation à la constitution de l'albédo de surface comme tel que cela est requis dans les modèles de surface. La méthode a d'abord été appliquée sur la région ouest-africaine et sa robustesse a été prouvée lors de son application à l'intégralité du continent africain. Ces conditions de surface ont ensuite été implémentées dans le modèle de surface ISBA pour reproduire les processus de surface. . In the context of climate change, the aim of this study is to characterize the heterogeneity of the African continent in order to provide some elements to better understand and quantify surfaces process acting on hydric fluxes. This work is intented to update the double ECOCLIMAP-I database which is constituted by a land cover map and a dassets of land biophysical parameters. To this end, we use remotely sensed data acquired by the latest generation sensors MODIS and SPOT/VEGETATION between 2000 and 2007. During the first step, two methods of classifications has been developed for the mapping of different ecosystems. The first method, which is supervised, is obtained by combining information provided by the both global land cover map GLC2000 and ECOCLIMAP-I using an interactive analysis of MODIS leaf area index (LAI). It has been performed in the framework of the AMMA project to discriminate ecosystems over the western African Region. The second method is hybrid in that it combines k-NN clustering, hierarchical principles and the Fast Fourier Transform (FFT) on the basis of multi-annual NDVI data from SPOT/VEGETATION to identify ecosystems at the whole African continent. Then, methods for the estimation of land surface biophysical variables such as albedo, fractional vegetation cover and leaf area index has been developed and/or applied over the mainland. A statistical approach allows us to determine the contribution of bare soil albedo and vegetation albedo to the constitution of albedo as required in land surface models. After the application of the latter approach over the western african region, we demonstrate the robustness of the method by applying it over the entire mainland. The sensitivity of two land surface scenarios was studied by analysing two simulations with the same atmospheric forcing over the western African Region:one using the ECOCLIMAP-I classification and another using the new physiographic forcing specifically developed over the western African region. Heat and latent flux are mainly driven by the fractional vegetation coverage. The land surface model ISBA can be used to predict the impact of land cover change and accordingly the anthropic pressure on hydric fluxes

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