Tesi: "Radar à ouverture synthétique"

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Trouvé, Emmanuel. "Imagerie interférentielle en radar à ouverture synthétique". Paris, ENST, 1996. http://www.theses.fr/1996ENST0014.

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Abstract (sommario):

En formant la difference de phase entre deux images, l'interferometrie en radar a ouverture synthetique (inros) peut mesurer le relief ou les mouvements du sol avec une tres grande precision. Cette technique necessite cependant de lever l'ambiguite de la phase au travers d'une etape dite de developpement de phase. Dans le cas de donnees satellitaires, cette etape est rendue difficile par l'importance du bruit ainsi que par la presence de zones decorrelees et de discontinuites liees au capteur radar. Cette these a pour objectif de franchir la distance qui existe entre les interferogrammes initiaux et les donnees fiables requises par un developpement automatique de la phase. Apres avoir rappele les caracteristiques de l'inros et les principales techniques employees dans ce domaine, nous proposons plusieurs algorithmes adaptes aux specificites des donnees inros et dont l'enchainement constitue une methode robuste de traitement des interferogrammes. La premiere etape de notre approche est l'estimation des frequences locales bidimensionnelles du signal de phase complexifie par un algorithme d'analyse spectrale multi-echelles. Nous determinons ainsi la largeur et l'orientation des franges tout en mesurant la confiance associee a chaque estimation. Nous exploitons ce resultat tout d'abord dans une etape de filtrage visant a supprimer le bruit de la phase repliee, a l'aide d'un algorithme adaptatif vis-a-vis du motif des franges : la compensation locale de la pente du terrain ou du champ de deplacement permet de moyenner, en fonction du niveau de correlation, le nombre d'echantillons necessaire pour reduire la variance de la phase estimee. Les perturbations irreversibles subsistant dans les zones ou la phase geometrique est inaccessible ou sous-echantillonnee sont ensuite detectees dans une etape de classification exploitant la mesure de confiance precedente et les donnees de correlation et d'amplitude associees aux interferogrammes. La fusion de mesures revelatrices des diverses perturbations prend en compte l'information contextuelle au travers d'un modele markovien adapte a la detection de structures fines liees aux zones de compression. Les resultats de ces trois etapes permettent alors de developper la phase par des techniques locales de propagation ou globales de moindres carres ponderes. Leurs performances sont evaluees en fonction du masque issu de la classification et de l'utilisation du gradient de phase mesure soit par les differences de phase apres filtrage, soit directement par les frequences locales. Les methodes proposees sont testees sur des produits interferometriques formes par le cnes a partir d'images du satellite ers-1. Nous validons ainsi cette approche sur des donnees reelles de type topographique et differentiel ayant des caracteristiques variees representatives des perturbations les plus frequemment rencontrees.

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Chamon, Marco Antonio. "Filtrage particulaire et ouverture synthétique inverse sur cibles RADAR non-coopératives". Phd thesis, Ecole nationale superieure de l'aeronautique et de l'espace, 1996. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00139730.

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Abstract (sommario):

Dans ce mémoire, on utilise la résolution particulaire du filtrage non-linéaire optimal pour le traitement du signal radar. Cette méthode, dite Filtrage Particulaire, permet de traiter de modèles non-linéaires sans restrictions sur la nature des non-linéarités ou sur la distribution des processus aléatoires qui représentent la dynamique du modèle et le bruit d'observation. Le principe du filtrage particulaire est de construire la probabilité conditionnelle aux mesures des variables à estimer par un peigne de Dirac généralisé, dont les supports suivent le flot stochastique de la variable, et dont les masses sont issues de la correction Bayesienne due aux mesures. L'application de cette nouvelle méthode aux techniques radar d'ouverture synthétique inverse (ISAR) permet d'estimer conjointement la trajectoire et l'image d'une cible non-coopérative à de faibles rapports signal/bruit. Dans ce cas, chaque particule dans l'espace d'état est porteuse d'une grille rigide qui représente la cible et dont la vraisemblance fournit le poids. Selon la finesse de la grille, l'algorithme peut être adapté aux problème d'imagerie radar ou simplement de poursuite d'une cible en présence de glint.

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Jiang, Qingshan. "Détection de bateaux dans les images de radar à ouverture synthétique". Thèse, Université de Sherbrooke, 2002. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/5024.

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Abstract (sommario):

The main purpose of this thesis is to develop efficient algorithms and design a system for ship detection from Synthetic Aperture Radar (SAR) imagery. Ship detection usually involves through detection of point targets on a radar clutter background.The detection of a ship depends on the physical properties of the ship itself, such as size, shape, and structure; its orientation relative to the radar look-direction; and the general condition of the sea state. Our strategy is to detect all possible ship targets in SAR images, and then search around each candidate for the wake as further evidence.The objectives of our research are (1) to improve estimation of the parameters in the K-distribution model and to determine the conditions in which an alternative model (Gamma, for example) should be used instead; (2) to explore a PNN (Probabilistic Neural Networks) model as an alternative to the commonly used parameteric models; (3) to design a FC (Fuzzy Clustering) model capable of detecting both small and large ship targets from single-channel images or multi-channel images; (4) to combine wake detection with ship target detection; (5) to design a detection model that can also be used to detect ship targets in coastal areas. We have developed algorithms for each of these objectives and integrated them into a system comprising six models.The system has been tested on a number of SAR images (SEASAT, ERS and RADARSAT-1, for example) and its performance has been assessed.

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Cherifi, Dalila. "Utilisation d'un modèle symbolique pour l'interprétation d'images Radar à Ouverture Synthétique". Paris, ENST, 2005. http://www.theses.fr/2005ENST0036.

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Abstract (sommario):

Au fil des années, l'imagerie radar à synthèse d'ouverture (RSO ) s'affirme comme une modalité fiable et pertinente en télédétection. En effet, la détection du réseau routier sur ce type d'images par des opérateurs de bas niveau tels que les détecteurs de lignes nous donne un taux de fausses détection élevé. Ceci est dû notamment à la présence du speckle. D'où la nécessité de faire suivre l'étape de bas-niveau par une étape de plus haut niveau, dans laquelle nous injectons des informations structurelles sur la forme des routes par l'intermédiaire d'un modèle symbolique. A cet effet, nous proposons dans cette thèse de traiter deux niveaux de modèles symboliques, par complexité croissante. Dans un premier temps nous traitons un modèle assez complet issu de données cartographiques, avec des informations spatiales relativement précises. Dans un second temps nous utilisons un modèle grossier correspondant à un schéma "manuel" représentant les objets à extraire avec des indications approximatives sur leurs formes et leurs positions relatives. Ainsi, nous proposons dans cette thèse deux approches pour intégrer au mieux cette information exogène. En effet, dans une première partie, nous proposons une méthode markovienne qui permet par l'intermédiaire du terme a priori d'introduire des connaissances sur les objets recherchés. Dans une second partie, nous proposons une méthode de recherche de chemin optimal basée sur la programmation dynamique. Enfin, nous présentons notre méthode d'extraction de réseau routier sur les images radar (RSO ) en utilisant des données symboliques ainsi que quelques applications de notre travail
Synthetic Aperture Radar (SAR) instruments are active microwave sensors that operate independently of time of day and weather conditions. SAR can achieve high resolution from long range and provide information about the physical structure and the electrical properties of remotely sensed objects. There has been a growing interest in SAR for automatic target recognition. We are interested in this thesis by road detection in spaceborne SAR (Synthetic Aperture Radar images. Several approaches have been proposed in the literature. They generally consist of two steps: in the first step they use a local operator like edge and line detectors and then they apply a global criterion which incorporates additional knowledge about the structure of the objects to be detected. The aim of this thesis is the detection of road on SAR images starting from a graphical sketch of road defined by a user which is considered as a model of road. To do this we propose to compare two methods. The first one combines both local and global criteria based on Markov Field(MRF). It is based on a previously published methods for road detection in SAR images. The second method uses a dynamic programming, it defines a cost, which depends on local information, and performs a summation minimization process in a graph. The results obtained with the two approaches applied to different SAR images are presented and evaluated with an objective criterion. Finnally, we applied our method based of dynamic programming to extract road network on the different SAR images and we present some applications of our work

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

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Abstract (sommario):

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

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Danilo, Céline. "Évaluation des courants de surface océanique au moyen d’un radar à ouverture synthétique". Brest, 2009. http://www.theses.fr/2009BRES2023.

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Abstract (sommario):

L’objectif de cette thèse est d’extraire la composante du courant de surface océanique dans l’axe de visée radar (ou direction radiale) à partir des informations enregistrées par un radar à synthèse d’ouverture (SAR) embarqué sur satellite. Nous analysons le décalage Doppler du signal reçu par le SAR à bord d’ENVISAT. Ce travail vise principalement à séparer, sur le décalage Doppler, la contribution des vagues et celle du courant ainsi qu’à étendre cette analyse à de larges scènes observées sous de multiples angles d’incidence. Cette étude se limite à la polarisation verticale et à la bande de fréquence C. La recherche de la signature de courant s’appuie sur l’hypothèse que le décalage Doppler ne résulte que des mouvements des vagues et du courant. De plus, nous supposons, dans une première étape, que le courant sur la surface d’estimation du décalage Doppler est uniforme. Suivant ces hypothèses, la contribution du courant peut être déduite du décalage Doppler au moyen d’une soustraction à partir de la contribution des vagues. Ces dernières ont des longueurs d’onde relativement courtes typiques de la mer du vent. L’utilisation pratique de l’information de vent à 10 m de la surface pour estimer la contribution des vagues est évaluée. La méthode d’extraction de la composante radiale du courant est mise au point et testée, dans un premier temps, pour un angle d’incidence constant de 23° à partir d’imagettes ponctuelles réparties sur l’ensemble des océans. La comparaison des moyennes mensuelles de la composante du courant extraite des données SAR avec les climatologies mensuelles issues des mesures de courant in-situ indique une erreur RMS de 0,35 m/s. Dans un second temps, la même méthodologie est appliquée à des Images de grande taille (400 km par 400 km au minimum) pour lesquelles l’angle d’incidence local varie de 16 à 42°. Cette nouvelle configuration nécessite une analyse préalable de l’effet de l’angle d’incidence sur le décalage Doppler. Nous montrons que la contribution relative du courant au décalage Doppler augmente avec l’angle d’incidence et varie également en fonction de la direction du vent par rapport à la direction radiale. Les vitesses extraites des données SAR présentent un accord quantitatif avec les mesures de courant de capteurs in-situ, Ce résultat est encourageant pour le développement d’une application opérationnelle de cette méthode. Enfin, la dernière partie de ce travail est consacrée à un cas plus complexe pour lequel l’existence de courant côtier fortement variable ne permet plus de faire l’hypothèse de courant uniforme sur la surface d’estimation du décalage Doppler. Nous analysons dans ce cas des cartes de décalage Doppler à une résolution de l’ordre du kilomètre. Malgré la complexité de la situation, là encore, la confrontation des vitesses déduites du décalage Doppler avec des cartes de courant de marée indique le large potentiel des images CAR pour restituer une information de courant de surface à haute résolution
The aim of this thesis is to extract the radar line-of-sight component of sea surface current from the Doppler shift of a signal received by a synthetic aperture radar on board of ENVISAT. The primary goals of this work are the separation of waves and surface current components to this Doppler shift and, furthermore, the expansion of this analysis to multiple angles of incidence, thereby making it possible to map sea surface currents. This study is limited to vertical polarization and to the radar frequency hand C. Extraction of current signature is based on the assumption that the Doppler shift is caused solely by surface gravity waves and by surface current. Moreover, we initially assume that the current is uniform within the surface of Doppler shift estimation. Under these assumptions, the current component can be deduced from the Doppler shift by substracting the wave component. The latter have relatively short wavelengths, which is typical of wind-sea. Practical use of 10 m wind information for the estimation of waves component is evaluated. A method for extracting surface current information is developed and tested, initially for a constant incidence angle of 23°, on small-sized and isolated ocean images from all over the oceans. A comparison of the monthly average speeds, obtained by on-site current measurements, indicates an RMS error of 0. 35 m/s. As a further step, the same methodology is applied for larger acquisitions (400 km by 400 km minimum) for which the incidence angle ranges from 16 to 42°, This new configuration requires a preliminary analysis of the effect of incidence angle variation on the Doppler shift. We show that an increase of the angle of incidence results in the increase of the relative component of surface current to the Doppler shift, and that the latter also varies according to the direction of wind with respect to the direction of the radar. The estimated surface current component shows a good quantitative correspondence with the same component measured by on-site sensors. This result is encouraging in view of the development of a more systematic technique. Finally, the last part of this work is devoted to a more complex case, namely that of coastal current: here, the hypothesis of a uniform surface current within the estimation surface cannot be maintained anymore due to the great variability of these currents. In this case, we proceed by analyzing maps of Doppler shift of a 1 km resolution. Despite the complexity of this situation, once again, the comparison between Doppler shift-derived velocities and data from tidal current maps indicates a strong potential of SAR images to return high resolution information on surface currents

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Peyregne, Rémi. "Caractérisation des cibles mobiles (MTI) et compensation autofocus de mouvements dans un radar de cartographie à ouverture de synthèse (SAR)". Limoges, 1997. http://www.theses.fr/1997LIMO0023.

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Abstract (sommario):

Le radar a ouverture de synthese (sar) est un systeme a imagerie, embarque, qui permet de generer une image de la zone eclairee par l'antenne avec une haute resolution spatiale, et ce, independamment de la distance d'observation, des conditions meteorologiques et de la luminosite du terrain. Cela etant, la qualite de l'image radar se degrade considerablement si les mouvements du porteur ne sont pas compenses au cours du traitement du signal radar, et connaitre les mouvements du porteur peut imposer des contraintes severes sur la precision des instruments de navigation embarques. D'autre part, le traitement associe a l'imagerie sar est specifique aux echos fixes. Si un vehicule se deplace sur la zone imagee, son rapport signal a bruit est fortement degrade, et le vehicule apparait decale par rapport a sa position vraie. Pour s'affranchir de ces deux contraintes, nous avons construit un traitement de signal capable de conferer au radar une fonction dite mti (caracterisation des cibles mobiles), tout en s'affranchissant des instruments de navigation, via des procedes dits autofocus (compensation autonome des mouvements du porteur). Dans une premiere etape, nous avons etudie plusieurs procedes autofocus appliques a l'imagerie du terrain survole (echos fixes). Puis, nous avons evalue leurs performances pour estimer les mouvements du porteur. Et, enfin, nous avons etendu leur domaine d'application a l'ensemble du traitement de signal du radar sar, de facon a rendre ce radar entierement autonome vis-a-vis des instruments de navigation. Dans une seconde etape, nous avons directement applique ces procedes, en les generalisant, pour mettre en place une fonction mti (echos mobiles), de facon a detecter, mais aussi repositionner et retrouver le vecteur vitesse des cibles mobiles presentes sur le terrain. La station ramses de l'onera nous a permis de valider le principe de nos traitements a partir de signaux radar reels.

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Galland, Frédéric. "Partition d'images par minimisation de la complexité stochastique et grille active : application à la segmentation d'images de radar à ouverture synthétique". Aix-Marseille 3, 2004. http://www.theses.fr/2004AIX30039.

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Abstract (sommario):

Nous présentons une technique de partition d'image en régions homogènes reposant sur la minimisation de la complexité stochastique à l'aide d'une grille active polygonale, c'est-à-dire un ensemble de nœuds reliés par des segments et définissant différentes régions. L'algorithme obtenu est adapté à la segmentation d'images de radars à ouverture synthétique (SAR), rapide et repose sur l'optimisation d'un critère sans paramètre à régler par l'utilisateur. Cette approche permet ainsi l'estimation automatique du nombre de régions présentes dans l'image, de leur topologie ainsi que de la position et du nombre de nœuds définissant les contours. Nous généralisons ensuite cette méthode à d'autres types de bruits que le speckle, aux images vectorielles et à la segmentation par contours actifs multi-régions. Enfin, nous présentons une méthode originale qui permet la partition d'images sans nécessiter de connaissances sur la loi de probabilité des niveaux de gris dans les régions de l'image
We present a technique for partitioning an image into homogeneous regions. It is based on the minimisation of the stochastic complexity thanks to a polygonal active grid, i. E. A set of nodes linked by segments to define the different regions of the image. The obtained algorithm is adapted to Synthetic Aperture Radar (SAR) image segmentation, fast and based on the optimization of a criterion without parameter to be tuned by the user. This approach allows one to automatically estimate the number of regions in the image, their topology and the position and the number of nodes used to define the contour. We propose some generalizations of this technique to other noise phenomena than speckle, to vectorial images and to image segmentation with multi-region active contours. Then we present an original approach for image partitioning without a priori knowledge of the probability law of the grey levels in the regions of the image

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Pons, Bernad Gemma. "Aide à l’interprétation d’images radar à ouverture synthétique : analyse conjointe des propriétés géométriques et radiométriques des images SAR". Aix-Marseille 3, 2008. http://www.theses.fr/2008AIX30013.

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Abstract (sommario):

Le travail de cette thèse s'inscrit dans les efforts de recherche qui sont actuellement entrepris sur la segmentation et la classification pour faciliter l'interprétation des images radar. Notre thèse contribue à ces recherches en proposant une démarche semi-automatique d'analyse de scènes pour aider à l'interprétation des images acquises par un radar à ouverture synthétique (SAR). Elle s'attache principalement à l'application des méthodes de segmentation à des problèmes de classification et de reconnaissance d'objets. Son objectif est de proposer des méthodes rapides et simples, aisément compréhensibles par des utilisateurs non experts en traitement d'image. Une architecture en deux étapes est proposée. Lors de la première étape, une partition de l’image SAR est obtenue de manière non supervisée à l’aide d’une grille active statistique fondée sur la minimisation de la complexité stochastique. La seconde étape consiste à extraire de chaque région des attributs (statistiques, géométriques, des paramètres de texture) permettant de classer de manière semi-supervisée chaque région extraite. Une approche hiérarchique est retenue. En pratique, l’algorithme proposé fournit une classification initiale de l’occupation des sols ainsi que des mesures de confiance pour chaque région. Cette classification initiale peut être utilisée comme une aide à l'interprétation de l'image ou comme une source d'informations pour des traitements ultérieurs
The work of this thesis is part of the research efforts that are currently being undertaken on segmentation and classification to ease radar images interpretation. Our thesis contributes to this research by proposing a semi-automatic scene analysis approach to assist the interpretation of images acquired by a synthetic aperture radar (SAR). Mainly, it is focused on the application of segmentation methods to classification and object recognition problems. Its aim is to propose fast and simple methods, easily comprehensible by non-expert users in image processing. The proposed approach is a two-stage algorithm. First, a SAR image partition is obtained in a non-supervised manner by using a statistical active grid based on the minimization of the stochastic complexity. Then, discriminative features (statistics, geometrics and texture parameters) are calculated for each extracted region in order to classify them in a semi-supervised manner. A hierarchical approach is adopted. In practice, the proposed algorithm provides an initial land use classification as well as confidence measures for each region. This initial classification can be used as an aid to the image interpretation or as a source of information for further processing

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Jung, Claudine. "Etude et correction de l'influence du relief sur la radiométrie d'une image de radar à ouverture synthétique par simulation de la réponse radar à partir d'un modèle numérique de terrain". Paris 7, 1990. http://www.theses.fr/1990PA077142.

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Abstract (sommario):

Le radar imageur à ouverture synthétique (SAR) étant un système à visée latérale, l'acquisition des données se fait avec une géométrie très spécifique et hautement sensible au relief de la zone à imager. Le problème qui nous intéresse plus particulièrement concerne la déformation radiométrique de l'image due à la variation de la taille de la cellule de résolution radar en fonction du type de relief étudié. Il est indispensable de quantifier ces déformations et de les corriger afin de fournir une image décorrélée de cet effet de géométrie de la mesure et d'avoir alors accès aux paramètres physiques dont dépend le coefficient de rétrodiffusion. La technique utilisée consiste à simuler la réponse radar à partir d'un modèle numérique de terrain. Dans un premier temps, on étudie la variation de la résolution locale en fonction de la pente et de l'orientation du sol. Cette étude nécessite une modélisation du relief qui est abordée succcessivement au premier ordre par assimilation du relief à son plan localement tangent, et au deuxième ordre par la prise en compte de la courbure locale. Cette deuxième approximation nécessite la mise en œuvre d'une méthode de calcul de dérivées multidirectionnelles par passage dans l'espace de Fourier. On présente ensuite le simulateur fabriquant une image constituée uniquement de l'effet de relief en prenant en compte l'éventualité d'ambiguités radiales et d'ombres. Cette image est utilisée pour effectuer une correction simple de cet effet sur une image SAR réelle du radar Seasat. Quelques simulations à partir de paramètres différents de ceux de Seasat sont enfin présentées.

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Kerbaol, Vincent. "Analyse spectrale et statistique vent-vagues des images radar à ouverture synthétique : application aux données satellites ERS-1/2". Rennes 1, 1997. http://www.theses.fr/1997REN10172.

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Abstract (sommario):

Le radar a ouverture synthetique (ros) est le seul instrument a fournir une information directionnelle des vagues grace a sa haute resolution. Toutefois, l'inversion des spectres 2-d ros, afin de restituer la spectre de la mer, est rendue difficile par la forte distortion spectrale causee par le filtrage passe-bas dans la direction de deplacement de l'instrument (azimut). Ce filtrage est issu des composantes radiales des mouvements sur la surface qui affectent l'information doppler necessaire a la reconstruction de l'image. De plus, le coefficient de retrodiffusion #o, permettant d'estimer le vent a l'aide de modeles empiriques, est frequemment sature lors de la quantification du signal. Les limitations actuelles demontrent donc la necessite d'ameliorer l'analyse vent-vagues des images ros. Tout d'abord, l'analyse spectrale et statistique du speckle est proposee selon les differents modes de detection. Puis, une methode originale d'etalonnage des donnees ros ers-1/2 (#o), par comparaison avec des donnees diffusiometriques co-localisees, est presentee. En outre, une nouvelle technique d'estimation de la longueur de coupure azimutale #c, fondee sur l'utilisation de la fonction d'auto-correlation de l'image ros est proposee. Cette definition de #c decrit mieux le filtrage passe-bas que ne le faisait, jusqu'ici, l'approximation quasi-lineaire de la transformation spectrale utilisee dans les algorithme operationnels d'inversion. Elle permet egalement de definir un nouvel algorithme de restitution du vent mis en evidence par des comparaisons avec les donnees diffusiometriques, et d'ameliorer l'estimation du vent lorsque #c et #o sont analyses conjointement. L'amelioration des techniques de restitution du vent et une meilleure definition de la coupure azimutale doit beneficier aux algorithmes d'inversion spectrale. Enfin, une interpretation statistique des images ros (loi, variance) est proposee au regard des differents mecanismes imageurs de la surface de la mer.

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Husson, Romain. "Développement et validation d’un modèle global de houle basé sur les observations de Radar à Ouverture Synthétique en mode vague". Thesis, Brest, 2012. http://www.theses.fr/2012BRES0050/document.

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Abstract (sommario):

L’imagerie satellite radar propose un point de vue intéressant pour l’étude et la compréhension des océans. Là où l’altimétrie, reconnue et utilisée mondialement, a su s’imposer comme une source de données majeure, les observations de houle issues du SAR (de l’anglais « Synthetic Aperture Radar ») restent encore largement sous exploitées. L’objet de cette thèse est de promouvoir l’utilisation de ces données en proposant un modèle pour l’analyse et la prévision de la houle à l’échelle du globe qui soit indépendant des modèles numériques classiques comme Wavewatch-III. Ce travail s’inscrit dans une logique de pérennisation de la mesure de houle depuis l’espace avec le lancement dans les trois années à venir des trois missions satellites Sentinel-1 A et B et CFOSAT. Un des principaux résultats de ce travail est la capacité de la méthode développée à fournir une information plus précise que celle des modèles existants. Cette méthode permet également une meilleure caractérisation des mesures utilisées en entrée et des pistes d’amélioration de ces dernières sont dégagées pour les futures activités de calibration/validation. Ces travaux ouvrent également des perspectives sur les possibilités d’assimilation des sorties de ce nouveau modèle dans les modèles numériques classiques
The capability to observe ocean swell using spaceborne Synthetic Aperture Radar (SAR) has been demonstrated starting with ERS-1 mission in 1992. This dissertation shows how ocean swell properties can be used to combine swell observations of heterogeneous quality and acquired at various times and locations for the observation and forecast of ocean swell fieldsusing ASAR instrument on-board ENVISAT. The first section is a review of how ocean swell spectra can be derived from the SAR complex images of the ocean surface using a quasi-linear transformation. Then, significant swell heights, peak periods and peak directions from in situ measurements are used to assess the accuracy of the SAR observed swell spectra. Using linear propagation in deep ocean, a new swell field reconstruction methodologyis developed in order to gather SAR swell observations related to the same swell field. Propagated from their generation region, these observations render the spatio-temporal properties of the emanating ocean swell fields. Afterwards, a methodology is developed for the exclusion of outliers taking advantage of the swell field consistency. Also, using the irregularly sampled SAR observations, quality controlled estimations of swell field integral parameters are produced on a regular space-time grid. Validation against in situ measurements reveals the dramatic impact of the density of propagated observations on the integral parameters estimated accuracy. Specifically, this parameter is shown to be very dependent on the satellite orbit. Finally, comparisons with the numerical wave model WAVEWATCH-III prove it could potentially benefit from the SAR swell field estimates for assimilation purposes

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El, Hajj Chehade Bassam. "Traitements tomographiques pour la caractérisation de forêts tropicales à l'aide des données SAR polarimétriques". Thesis, Rennes 1, 2017. http://www.theses.fr/2017REN1S081.

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Abstract (sommario):

Dans le cycle de carbone à l'échelle de la planète, la contribution des forêts tropicales, en tant que stock de carbone, est déterminante. Les études actuelles montrent que la connaissance précise de la biomasse forestière globale est nécessaire pour les modèles de prévision. C'est dans ce contexte que le projet BIOMASS est choisi par l'Agence spatiale européenne (ESA) comme une phase A du programme «Earth Core Mission». L'objectif de cette mission innovatrice est l'utilisation d'un système d'imagerie polarimétrique fonctionnant en bande P (435 MHz) pour la mesure de la biomasse forestière. La définition actuelle de la mission prévoit un mode tomographique rassurant une imagerie tri-dimentionnelle (3-D) de la forêt. Dans le cadre du projet BIOMASS, cette thèse de doctorat vise à développer une nouvelle stratégie pour la télédétection de la biomasse dans les forêts tropicales en utilisant des données multi-baseline acquises par le radar à ouverture synthétique (SAR) en bande P. Une approche originale consite à combiner la tomographie et le modèle RvoG (Random-Volume-over-Ground) établi et vérifié avec la technique PolInSAR (polarimetric SAR Interferometry). L'environnement forestier peut être décrit avec précision par un modèle polarimétrique multicouche (sol et succession de couches végétales). Une généralisation multi-baseline du modèle RVoG implique un certain nombre de paramètres qui peuvent être estimés à partir des données SAR en utilisant des méthodes spectrales haute résolution. Ainsi, une cartographie de la forêt et du sol peut être réalisée à l'aide de données tomographiques. De plus, la capacité des techniques tomographiques permet d'estimer la distribution verticale de la puissance rétrodiffusée. Ainsi, une information précise sur la biomasse peut être extraite de la puissance mesurée dans un domaine adapté à la couche de végétation. Cependant, cette puissance mesurée peut être fortement affectée par l'écho du sol dû à la contribution de double rebond. Et par suite, le principal défi peut être résumé par l'élaboration d'un nouvel estimateur de la biomasse forestière lié à une puissance rétrodiffusée mesurée avec une polarisation et un domaine vertical, tous les deux sont adaptés à la couche de végétation. Les algorithmes développés pour la cartographie de la forêt, l'estimation et la simulation de la biomasse sont appliqués et validés sur des données SAR aéroportées réalisées lors de la campagne TROPISAR en Guyane
Forested areas cover one third of earth's land surface and their contribution in the storage of carbon is decisive. Current studies show that the accurate knowledge of global forest biomass is necessary for the prediction of climate changes on the planet. In this context, the BIOMASS project is selected by the European Space Agency (ESA) as Phase A of the 'Earth Core Mission' program. This highly innovative mission consists of the use of a polarimetric imaging radar operating at P band (435 MHz) for the measurement of forest biomass. The current definition of the mission provides a three-dimensional imaging (3-D) of the forest with both tomographic and multi-pass interferometric modes. In the framework of this project, this PHD thesis aims to develop a novel strategy for the remote sensing of the biomass within the dense tropical forests by processing on multi-baseline P-band Synthetic Aperture Radar (SAR) data. An original approach combines the possibilities of 3-D exploration tomography and the Random-Volume- over-Ground (RVoG) model established and verified with PolInSAR technique (Polarimetric Interferometry SAR). The forested environment can be accurately described by a polarimetric multi-layer model (soil and a succession of vegetationlayers). A multi-baseline generalization of the RVoG model involves a certain number of parameters which must be estimated from radar observation data by using High- Resolution spectral estimation tomographic methods. Thereby, a cartography of the forest and its underlying ground can be made using tomographic data. Furthermore, the capacity of the tomographic techniques on 3-D imaging allows an estimation of the vertical distribution of the backscattered power. Thus, an accurate biomass information may be extracted from the power measured at a domain adapted to the canopy layer. However, this measured backscattered may be strongly affected by the ground echo due to the double bounce contribution. The main challenge of this thesis is to establish a novel biomass estimator related to a backscattered powermeasured with a polarimetric channel and at a vertical domain, both adapted to the canopy layer. The proposed algorithms of forest cartography and biomass estimation are applied and validated on Airborne P-band SAR data realized on the TROPISAR campaign in French Guyana

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Blérard, Caroline. "Analyse des paysages côtiers du golfe d'Arguin (Mauritanie) à partir des données du radar latéral à ouverture synthétique du satellite ERS1". Brest, 1998. http://www.theses.fr/1998BRES1006.

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Puysségur, Béatrice. "Compensation du délai de phase atmosphérique en interférométrie radar et inversion de vitesses tectoniques". Paris, Institut de physique du globe, 2006. http://www.theses.fr/2006GLOB0016.

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Abstract (sommario):

Cette étude propose un filtre de la composante troposphérique eninterférométrie différentielle d'images satellites radar (DInSAR) et uneméthode d'exploitation de séries d'interférogrammes pour l'étude desdéformations tectoniques lentes (inter et post sismiques). La contributioncohérente de l'atmosphère et le bruit résultant de la perte de cohérencetemporelle sont deux limites majeures de l'interférométrie. La composanteatmosphérique est variable spatialement et temporellement et son amplitudede l'ordre du signal tectonique. Le délai atmosphérique est la somme dudélai ionosphérique, qui n'a pas été étudié dans cette thèse, et du délaitroposphérique. Le délai troposphérique radar dépend des pressions totale etpartielle en vapeur d'eau, de la température, du contenu en eau des nuageset des précipitations. Il est estimé grâce au modèle météorologiqueméso-échelle MM5. Dans le cas des images ENVISAT/ASAR, nous exploitonségalement des images multispectrales ENVISAT/MERIS acquises simultanémentaux images ASAR. Ces images fournissent une estimée du contenu total envapeur d'eau de l'atmosphère, exploitée conjointement aux simulations MM5pour calculer le délai troposphérique. Testé sur un ensembled'interférogrammes, le filtre atmosphérique proposé est plus performant queceux fondés sur des modèles statiques de l'atmosphère et le signalatmosphérique est réduit de 43% en moyenne. Le deuxième volet concernel'exploitation de séries d'interférogrammes pour l'estimation des paramètrestectoniques. Des études précédentes exploitent des séries déroulées ainsique des séries enroulées mais restreintes à des zones peu étendues et detrès bonne cohérence ; c'est le cas de la méthode des diffuseurs permanents. Nous généralisons ces méthodes au cas des déformations spatialement étenduescaractéristiques des déformations tectoniques. A partir du graphe des datesreliées par des interférogrammes, la phase propre enroulée est estimée pourchaque date relativement à une même date de référence. Les paramètres dumodèle tectonique sont ensuite inversés dans le plan complexe à partir del'ensemble des mesures. Les méthodes ont été appliquées à des sériesinter-sismique (10 ans pour le cas du Liban, vitesse de déformationconstante), post-sismique (2 ans pour le séisme de Bam, Iran, 2003, vitessede déformation exponentiellement décroissante) et le filtre météorologique apermis une comparaison de corrections atmosphériques en GPS (données GPScontinues du LDG au Népal). La vitesse de déformation intersismique au Libanest inférieure au seuil de détection d'environ 1 à 2 millimètres par an, letemps de relaxation postsismique pour Bam est d'environ 229 jours (rapportsignal sur bruit égal à 7) et l'estimation des distances entre stations GPSdépend pour moins d'une fraction de centimètre du modèle atmosphérique

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Maleprade, Philippe de. "Analyse de texture : application, sur les images SIR-A, à l'étude du volcanisme récent du Djebel Druze (Syrie)". Paris 11, 1986. http://www.theses.fr/1986PA112198.

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Abstract (sommario):

Une étude comparative de différentes méthodes d'Analyse de Texture a été réalisée sur des données SIR-A, et a mené à des classifications automatiques, supervisées et non supervisées. Les particularités de l'imagerie Radar font de l'Analyse de texture un outil privilégié pour l'aide automatique à l'interprétation de ces images. La région étudiée est une zone désertique de Syrie, où nos résultats font apparaître différentes textures qui pourraient correspondre par exemple à des coulées de lave successives
A comparative study of different Texture Analysis methods bas been realized on SIR-A images, and led to automatic classification by bath supervised and non-supervised algorithms. Texture Analysis is a privileged tool for Automatic interpretation of RADAR images. The region investigated is a desertic area in Syria, where our results reveal texture differences which may correspond, for example, to successive lava flows

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Regnier, Rémi. "Approche de reconstruction d’images fondée sur l’inversion de certaines transformations de Radon généralisées". Thesis, Cergy-Pontoise, 2014. http://www.theses.fr/2014CERG0698/document.

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Abstract (sommario):

Depuis l'invention de la radiographie au début du vingtième siècle et des premiers radars lors la seconde guerre mondiale, le besoin de connaître notre environnement par différentes techniques d'imagerie n'a cessé de croître. Ce besoin a pris de multiples formes, allant de l'exploration d'une structure interne avec la prolifération des techniques d'imagerie non invasives à l'imagerie par satellite qui accompagna la conquête de l'espace. Nombre de systèmes d'imagerie ont donc été proposés pour arriver à créer les images les plus représentatives des milieux étudiés. Parmi eux la tomodensitométrie, ou scanner médical, a connu un succès remarquable depuis son invention. La raison de ce succès vient du fait que son principe de fonctionnement est fondé sur la transformée de Radon dont l'inversion permet de restituer une image fidèle de l'intérieur du milieu étudié.La transformée de Radon (TR) est une transformée géométrique intégrale, qui intègre une densité physique d'intérêt, le long d'une droite du plan. Il est donc naturel de penser qu'une généralisation de la TR, qui consiste à remplacer la droite, support d'intégration, par une courbe ou par une surface, peut amener à une nouvelle imagerie. Dans cette thèse, nous étudions deux types de transformées de Radon généralisées qui sont définies sur des lignes brisées en V du plan (appelées TRV) et des sphères centrées sur un plan fixe (appelées TRS) ainsi que leurs imageries correspondantes.Les transformées de Radon généralisées sur des lignes brisées (TRV) nous permettent de proposer trois nouvelles modalités tomographiques. La première, comme la tomodensitométrie, exploite le phénomène d'atténuation du rayonnement X lors de sa propagation dans un milieu mais utilise aussi le phénomène de réflexion du rayonnement sur une surface impénétrable. La deuxième exploite le phénomène de diffusion Compton du rayonnement émis par un objet. La troisième combine deux modalités d'imageries par transmission et par émission sous la forme d'une imagerie bimodale à partir du rayonnement ionisant diffusé. Cette étude permet non seulement de faire émerger de nouvelles imageries pouvant concurrencer celles existantes mais aussi d'établir de nouveaux algorithmes pour la correction de l'atténuation (un des facteurs physiques dégradant sérieusement la qualité d'image tomographique actuellement).La transformée de Radon sur des sphères centrées sur un plan fixe (TRS) est une généralisation connue de la transformée de Radon en trois dimensions. Elle a été proposée comme modèle mathématique de l'imagerie radar à synthèse d'ouverture (RSO). On montre par la construction d'algorithmes appropriés que l'inversion de cette TRS donne une solution efficace à la reconstruction d'images de l'environnement directement en 3D.La faisabilité théorique de ces nouvelles imageries modélisées par ces deux classes de transformées de Radon généralisées et la performance des algorithmes de reconstruction d'images basés sur les formules d'inversion de ces transformées ouvrent plusieurs perspectives : extension en 3D de l'imagerie bimodale par rayonnement ionisant diffusé, ou possibilité de détection de cibles mobiles en imagerie RSO par introduction d'autres généralisations de la TR. De plus, les méthodes développés dans cette thèse sont susceptibles d'application dans d'autres imageries : imagerie sismique modélisée par la transformée de Radon définie sur des paraboles, imagerie radar Doppler par la TR sur des hyperboles ou encore imagerie thermo-opto-acoustique modélisée par la TR sur des cercles centrés sur un cercle fixe
Since the invention of radiography at the beginning of the 20th century and of the radar during the 2nd world war, the need of information on our environment is ever increasing. This goes from the exploration of internal structures using non-invasive numerous imaging techniques to satellite imaging which rapidly expands with space exploration. A huge number of imaging systems have been conceived to provide faithful images of the objects of interest. Computed Tomography (or the medical scanner) has experienced a tremendous success since it was invented. The reason for this success lies in the fact that its mathematical foundation is the Radon transform (RT), which has an inverse formula allowing the faithful reconstruction of the interior of an object.The Radon transform is a geometric integral transform which integrates a physical density of interest along a straight line in the plane. It is natural to expect that, when the line is replaced by a curve or a surface as an integration support, new imaging processes may emerge. In this thesis, we study two generalized Radon transforms which are defined on broken lines in the form of a letter V (called V-line RT or VRT) and on spheres centered on a fixed plane (called spherical RT or SRT), as well as their resulting imaging processes.The Radon transforms on V-lines (VRT) form the mathematical foundation of three tomographic modalities. The first modality exploits not only the attenuation of X-rays in traversed matter (as in Computed Tomography) but also the phenomenon of reflection on an impenetrable surface. The second modality makes use of Compton scattering for emission imaging. The third modality combines transmission and emission imaging modalities into a bimodal imaging system from scattered ionizing radiation. This study puts forward new imaging systems which compete with the existing ones and develops new algorithms for attenuation corrections (in emission imaging the attenuation is one of factors degrading seriously tomographic image quality up to now).The Radon transform on spheres centered on a fixed plane (SRT) is a generalization of the classical Radon transform in three dimensions. It has been proposed as a mathematical model for Synthetic Aperture Radar (SAR) imaging. We show through the setting up of appropriate algorithms that the inversion of the SRT yields an efficient solution to the landscape reconstruction problem, directly in three dimensions.The theoretical feasibility of these new imaging systems based on generalized Radon transforms and the good performance of inversion algorithms based on inversion formulas open the way to several perspectives: 3D extension of bimodal imaging by scattered radiation or SAR target motion detection through the introduction of other generalized Radon transforms. Moreover the algorithmic methods developed here may serve in other imaging activities such as: seismics with the parabolic Radon transform, Doppler radar with the hyperbolic Radon transform, thermo-opto-acoustic imaging with the Radon transform on circles centered on a fixed circle

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Leducq, Paul. "Traitements temps-fréquence pour l'analyse de scènes complexes dans les images SAR polarimétriques". Phd thesis, Université Rennes 1, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00133586.

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Abstract (sommario):

Ces travaux concernent l'utilisation de méthodes temps-fréquences pour l'étude des images SAR polarimétriques au travers de deux applications.
La réponse des cibles mobiles est étudiée. Sa forme particulière conduit à une méthode de détection et refocalisation basée sur la transformée de Fourier fractionnaire. La problématique est étendue au cas des cibles possédant de plus une réflectivité dépendant des paramètres d'illumination (angle et fréquence). Une approche basée sur une modélisation de la cible et sur l'algorithme de Matching-Pursuit est présentée.
La détection des bâtiments dans les images SAR de zones urbaines en bande L est abordée dans le cadre temps-fréquence. Les notions complémentaires de stationnarité et de cohérence sont exploitées pour produire une classification temps-fréquence, permettant d'identifier les environnements naturels et différents types de cibles artificielles. Des applications à la cartographie et à la caractérisation de bâtiments sont proposées.

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Longépé, Nicolas. "Apport de l'Imagerie SAR Satellitaire en Bandes L et C pour la Caractérisation du Couvert Neigeux". Phd thesis, Université Rennes 1, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00367960.

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Abstract (sommario):

Cette thèse traite de l'apport de l'imagerie SAR satellitaire en bandes L et C pour lacaractérisation du couvert neigeux. Un modèle électromagnétique (EM) permettant de simuler la rétrodiffusion de l'onde
sur un couvert neigeux a été développé. Ce modèle prend en considération la structure verticale du manteau neigeux ainsi que l'état de métamorphose des différentes couches. Il est validé à l'aide de profils stratigraphiques mesurés et des données SAR acquises
parallèlement par le capteur ASAR/ENVISAT en 2004.
L'originalité principale de cette étude consiste en l'association des données SAR à polarisation double avec le modèle météorologique Crocus développé par Météo-France.
Dans le but de caractériser la variabilité spatiale des couverts neigeux alpins, les profils stratigraphiques Crocus sont réorganisés spatialement par le biais d'une optimisation de la réponse EM en bande C. Des cartographies du couvert neigeux sont réalisées avec une résolution métrique pour les massifs alpins des Grandes Rousses et de l'Oisans.
Finalement, le potentiel des données polarimétriques en bande L pour la caractérisation de la neige est étudié sur des zones rurales. Une méthode de cartographie basée sur les Machines à Vecteurs Supports est réalisée puis testée avec des données acquises par lecapteur PALSAR/ALOS.

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Prendes, Jorge. "New statistical modeling of multi-sensor images with application to change detection". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLC006/document.

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Abstract (sommario):

Les images de télédétection sont des images de la surface de la Terre acquises par des satellites ou des avions. Ces images sont de plus en plus disponibles et leur technologies évoluent rapidement. On peut observer une amélioration des capteurs existants, mais de nouveaux types de capteurs ont également vu le jour et ont montré des propriétés intéressantes pour le traitement d'images. Ainsi, les images multispectrales et radar sont devenues très classiques.La disponibilité de différents capteurs est très intéressante car elle permet de capturer une grande variété de propriétés des objets. Ces propriétés peuvent être exploitées pour extraire des informations plus riches sur les objets. Une des applications majeures de la télédétection est la détection de changements entre des images multi-temporelles (images de la même scène acquise à des instants différents). Détecter des changements entre des images acquises par des capteurs homogènes est un problème classique. Mais le problème de la détection de changements entre images acquises par des capteurs hétérogènes est un problème beaucoup plus difficile.Avoir des méthodes de détection de changements adaptées aux images issues de capteurs hétérogènes est nécessaire pour le traitement de catastrophes naturelles. Des bases de données constituées d'images optiques sont disponible, mais il est nécessaire d'avoir de bonnes conditions climatiques pour les acquérir. En revanche, les images radar sont accessibles rapidement quelles que soient les conditions climatiques et peuvent même être acquises de nuit. Ainsi, détecter des changements entre des images optiques et radar est un problème d'un grand intérêt en télédétection.L'intérêt de cette thèse est d'étudier des méthodes statistiques de détention de changements adaptés aux images issues de capteurs hétérogènes.Chapitre 1 rappelle ce qu'on entend par une image de télédétection et résume rapidement quelques méthodes de détection de changements disponibles dans la littérature. Les motivations à développer des méthodes de détection de changements adaptées aux images hétérogènes et les difficultés associiées sont présentés.Chapitre 2 étudie les propriétés statistiques des images en l'absence de changements. Un modèle de mélange de lois adapté aux ces images est introduit. La performance des méthodes classiques de détection de changements est également étudiée. Dans plusieurs cas, ce modèle permet d'expliquer certains défauts de certaines méthodes de la literature.Chapitre 3 étudie les propriétés des paramètres du modèle introduit au chapitre 2 en faisant l'hypothèse qu'ils appartiennent à une variété en l'absence de changements. Cette hypothèse est utilisée pour définir une mesure de similarité qui permet d'éviter les défauts des approches statistiques classiques. Une méthode permettant d'estimer cette mesure de similarité est présentée. Enfin, la stratégie de détection de changements basée sur cette mesure est validée à l'aide d'images synthétiques.Chapitre 4 étudie un algorithme Bayésien non-paramétrique (BNP) qui permet d'améliorer l'estimation de la variété introduite au chapitre 3, qui est basé sur un processus de restaurant Chinois (CRP) et un champs de Markov qui exploite la corrélation spatiale entre des pixels voisins de l'image. Une nouvelle loi a priori de Jeffrey pour le paramètre de concentration de ce CRP est définit. L'estimation des paramètres de ce nouveau modèle est effectuée à l'aide d'un échantillonneur de Gibbs de type "collapsed Gibbs sampler". La stratégie de détection de changement issue de ce modèle non-paramétrique est validée à l'aide d'images synthétiques.Le dernier chapitre est destiné à la validation des algorithmes de détection de changements développés sur des jeux d'images réelles montrant des résultats encourageant pour tous les cas d'étude. Le modèle BNP permet d'obtenir de meilleurs performances que le modèle paramétrique, mais ceci se fait au prix d'une complexité calculatoire plus importante
Remote sensing images are images of the Earth surface acquired from satellites or air-borne equipment. These images are becoming widely available nowadays and its sensor technology is evolving fast. Classical sensors are improving in terms of resolution and noise level, while new kinds of sensors are proving to be useful. Multispectral image sensors are standard nowadays and synthetic aperture radar (SAR) images are very popular.The availability of different kind of sensors is very advantageous since it allows us to capture a wide variety of properties of the objects contained in a scene. These properties can be exploited to extract richer information about these objects. One of the main applications of remote sensing images is the detection of changes in multitemporal datasets (images of the same area acquired at different times). Change detection for images acquired by homogeneous sensors has been of interest for a long time. However the wide range of different sensors found in remote sensing makes the detection of changes in images acquired by heterogeneous sensors an interesting challenge.Accurate change detectors adapted to heterogeneous sensors are needed for the management of natural disasters. Databases of optical images are readily available for an extensive catalog of locations, but, good climate conditions and daylight are required to capture them. On the other hand, SAR images can be quickly captured, regardless of the weather conditions or the daytime. For these reasons, optical and SAR images are of specific interest for tracking natural disasters, by detecting the changes before and after the event.The main interest of this thesis is to study statistical approaches to detect changes in images acquired by heterogeneous sensors. Chapter 1 presents an introduction to remote sensing images. It also briefly reviews the different change detection methods proposed in the literature. Additionally, this chapter presents the motivation to detect changes between heterogeneous sensors and its difficulties.Chapter 2 studies the statistical properties of co-registered images in the absence of change, in particular for optical and SAR images. In this chapter a finite mixture model is proposed to describe the statistics of these images. The performance of classical statistical change detection methods is also studied by taking into account the proposed statistical model. In several situations it is found that these classical methods fail for change detection.Chapter 3 studies the properties of the parameters associated with the proposed statistical mixture model. We assume that the model parameters belong to a manifold in the absence of change, which is then used to construct a new similarity measure overcoming the limitations of classic statistical approaches. Furthermore, an approach to estimate the proposed similarity measure is described. Finally, the proposed change detection strategy is validated on synthetic images and compared with previous strategies.Chapter 4 studies Bayesian non parametric algorithm to improve the estimation of the proposed similarity measure. This algorithm is based on a Chinese restaurant process and a Markov random field taking advantage of the spatial correlations between adjacent pixels of the image. This chapter also defines a new Jeffreys prior for the concentration parameter of this Chinese restaurant process. The estimation of the different model parameters is conducted using a collapsed Gibbs sampler. The proposed strategy is validated on synthetic images and compared with the previously proposed strategy. Finally, Chapter 5 is dedicated to the validation of the proposed change detection framework on real datasets, where encouraging results are obtained in all cases. Including the Bayesian non parametric model into the change detection strategy improves change detection performance at the expenses of an increased computational cost

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Wang, Chen. "Global investigation of marine atmospheric boundary layer rolls using Sentinel-1 SAR data". Thesis, Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique Bretagne Pays de la Loire, 2020. http://www.theses.fr/2020IMTA0203.

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Abstract (sommario):

Cette thèse exploite les données globales du radar à ouverture synthétique (SAR) Sentinel-1 (S-1) pour l'étude des rouleaux de la couche limite atmosphérique marine (MABL). Un modèle basé sur l'apprentissage en profondeur a été développé pour identifier automatiquement les rouleaux à partir des images massives S-1 WV. L'évaluation prouve que des rouleaux plus nombreux et plus clairs sont visibles à un angle d'incidence plus grand avec une limitation à des vitesses de vent très basses et lorsque la direction du vent est perpendiculaire à l'antenne SAR. Au delà de cela, les énormes données conduisent à un nouveau résultat qui, en moyenne et à toutes les vitesses de vent, les rouleaux MABL induisent des variations de vent de surface de ~ 8% (± 3,5%) le débit moyen, dépassant rarement 20%. Les statistiques mondiales ont confirmé dans des études antérieures que jusqu'à 90% des rouleaux identifiés se produisent dans des conditions quasi neutres à légèrement instables. La longueur d'onde et l'orientation du roulis sont extraites avec des résultats d'organisation multi-échelles et de contraste directionnel entre les latitudes basses et moyennes. La distribution systématique de l'orientation des rouleaux par rapport au vent de surface des tropiques aux extra-tropiques rappelle l'importance de la force de Coriolis horizontale sur les rouleaux. Malgré l'importance de ces faits saillants pour les études sur l'atmosphère et l'océan, il est très probable que les données SAR S-1 WV presque globales soient étendues aux rouleaux, aux cellules convectives et à d'autres processus air-mer clés. Les résultats devraient être comparés, expliqués et complétés dans un proche avenir par des études théoriques et numériques approfondies
This thesis exploits the global Sentinel-1 (S-1) wave mode (WV) synthetic aperture radar (SAR) data for marine atmospheric boundary layer (MABL) roll studies. A deep learning- based model was developed to automatically identify rolls from the massive S-1 WV images. Valuation evidences that more and clearer rolls are visible at the larger incidence angle with limitation in very low wind speeds and when wind direction being perpendicular to the SAR antenna looking. Beyond this, the huge data leads to a new result that, on average and across all wind speeds, MABL rolls induce surface wind variations of ~8% (±3.5%) the mean flow, seldom exceeding 20%. Global statistics confirmed with previous studies that up to 90% of the identified rolls occur in near neutral to slightly unstable conditions. Roll wavelength and orientation are extracted with findings of multi-scale organization and directional contrast between low- and mid-latitudes. The systematical distribution of roll orientation with respect to the surface wind from tropics to extratropics recalls the importance of horizontal Coriolis force on rolls. Despite the significance of these highlights for both atmosphere and ocean studies, it is highly expected to extend the nearly global S- 1 WV SAR data for rolls, convective cells and other key air-sea processes. Results should be compared, explained, and complemented in the near future with in-depth theoretical and numerical studies

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Khwaja, Shaharyar. "Génération rapide de signaux radar d'environnements complexes pour la simulation de systèmes imageurs SAR". Phd thesis, Université Rennes 1, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00371992.

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Abstract (sommario):

Cette thèse traite de la simulation rapide de données SAR au moyen de méthodes de synthèse inverse. Pour ce faire, les algorithmes omega-k et chirp scaling inverses sont développés pour le cas d'une trajectoire lineaire. Une transformation est proposée, qui permet de produire des données brutes d'un objet mobile à partir d'image SAR d'un objet statique opérant dans le domaine spectral. Les déviations non-linéaires de trajectoire du capteur sont aussi prises en considération en simulant des données partiellement dans le domaine temporel avec l'approximation d'un faisceau d'antenne étroit en largeur ou avec l'approximation d'une largeur de bande réduite. Toutes ces techniques sont analysées et les résultats sont comparés avec ceux d'un simulateur temporel pris comme réfèrence. Les données brutes sont simulées pour une scène complexe comportant un ou plusiers bâtiments placés au sein d'un environnement naturel surfacique et ayant une réponse anisotrope. Finalement, la simulation d'images et de données interférometriques est abordée.

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Carré, Barnabé. "Développement applicatif sur l’intégrabilité de systèmes d’imageries et de contrôle d’épaisseur par le biais de radar FMCW dans le domaine des ondes Terahertz". Electronic Thesis or Diss., Bordeaux, 2024. http://www.theses.fr/2024BORD0335.

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Abstract (sommario):

Afin de stimuler l'intérêt des industriels pour les systèmes térahertz dans le domaine du contrôle non destructif, ce manuscrit présente diverses méthodes et techniques d'amélioration des performances d'imagerie et de mesure d'épaisseur des capteurs radar sub-THz FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave). Les approches d'imagerie focalisée sont restreintes par la diffraction et impliquent un compromis entre résolution latérale et profondeur de champ .La technique d'imagerie SAR (Synthetic Aperture Radar) permet de surmonter ces limites. Dans ce cadre, une nouvelle approche algorithmique est proposée, améliorant de manière significative la résolution latérale en la triplant par rapport aux systèmes d'imagerie focalisée classiques. De plus, la technique SAR est testée sur des objets spécifiques pertinents pour l'imagerie non destructive.Les systèmes d'acquisition point par point sont souvent limités en vitesse de mesure en raison des contraintes liées aux vecteurs de translation, soumis à des inerties trop élevées.Pour répondre à cette problématique, un système d'imagerie ultrarapide a été développé. Celui-ci intègre un miroir polygonal rotatif qui dévie le faisceau radar et le dirige vers une lentille f-theta télécentrique, capable de focaliser le faisceau sur un plan. Cette lentille, dotée d'une ouverture numérique de 0,28, surpasse celles rapportées dans la littérature.En outre, les capteurs radar FMCW sub-THz ne se limitent pas à l'imagerie non destructive, mais permettent également une mesure précise de l'épaisseur des matériaux. Cependant, ces mesures sont traditionnellement limitées par la résolution longitudinale de l'unité radar.Cette étude propose un algorithme innovant, combiné à une nouvelle approche par algorithme génétique, qui permet de dépasser cette limite en mesurant des épaisseurs cinq fois plus fines que la résolution longitudinale dans l'air du capteur
In order to encourage industrial interest in terahertz systems for non-destructive testing, this manuscript features various methods and techniques for improving the imaging and thickness measurement performance of sub-THz FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) radar sensors.Focused imaging approaches are restricted by diffraction and involve a compromise between lateral resolution and depth of field. The SAR (Synthetic Aperture Radar) imaging technique overcomes these limitations. In this context, a new algorithmic approach is proposed, significantly improving lateral resolution by a factor of three compared with conventional focused imaging systems. In addition, the SAR technique is tested on specific objects relevant to non-destructive imaging. Point-by-point acquisition systems are often limited in measurement speed due to the constraints associated with translation vectors, which are subject to excessively high inertias.To tackle this problem, an ultra-fast imaging system has been developed. This incorporates a rotating polygonal mirror which deflects the radar beam and directs it onto a telecentric f-theta lens, which focuses the beam onto a plane. This lens, with a numerical aperture of 0.28, outperforms those reported in the literature. In addition, sub-THz FMCW radar transceivers are not limited to non-destructive imaging, but also enable precise measurement of material thickness. However, these measurements are usually limited by the longitudinal resolution of the radar unit. This study proposes an innovative algorithm, combined with a new genetic algorithm approach, which overcomes this limitation by measuring thicknesses five times thinner than the longitudinal resolution in the air of the sensor

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Neumann, Maxim. "Télédétection de couverts végétaux par interférométrie SAR polarimétrique multi-bases : modélisation théorique et estimation de paramètres physiques". Phd thesis, Rennes 1, 2009. https://theses.hal.science/tel-00394049.

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Abstract (sommario):

This dissertation concerns different topics with the aim to improve the understanding of polarimetric SAR interferometry (PolInSAR) and to provide techniques for vegetation parameter retrieval for remote sensing applications. Theoretical studies are conducted to rigorously define and analyze the PolInSAR coherence set, and to develop and interpret multi-baseline coherence optimization techniques. A phenomenological polarimetric interferometric model, designed for geophysical parameter retrieval, is derived for volumetric media over ground. For forest vegetation observed at L-band, this model accounts for the ground topography, canopy layer and total tree heights, wave attenuation and refractivity in the canopy, tree morphology in the form of the orientation distribution and effective shapes of the branches, surface scattering contribution, and double-bounce ground-trunk interactions. A parameter retrieval framework is developed for single- and repeat-pass acquisitions which is, in the latter case, robust against the temporal decorrelation and permits its estimation in every baseline. The parameter estimation performance is evaluated on simulated and real airborne L-band SAR data in both single- and multi-baseline configurations
This dissertation concerns different topics with the aim to improve the understanding of polarimetric SAR interferometry (PolInSAR) and to provide techniques for vegetation parameter retrieval for remote sensing applications. Theoretical studies are conducted to rigorously define and analyze the PolInSAR coherence set, and to develop and interpret multi-baseline coherence optimization techniques. A phenomenological polarimetric interferometric model, designed for geophysical parameter retrieval, is derived for volumetric media over ground. For forest vegetation observed at L-band, this model accounts for the ground topography, canopy layer and total tree heights, wave attenuation and refractivity in the canopy, tree morphology in the form of the orientation distribution and effective shapes of the branches, surface scattering contribution, and double-bounce ground-trunk interactions. A parameter retrieval framework is developed for single- and repeat-pass acquisitions which is, in the latter case, robust against the temporal decorrelation and permits its estimation in every baseline. The parameter estimation performance is evaluated on simulated and real airborne L-band SAR data in both single- and multi-baseline configurations

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Neumann, Maxim. "Télédétection de couverts végétaux par interférométrie SAR polarimétrique multi-bases : modélisation et estimation de paramètres physiques". Phd thesis, Université Rennes 1, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00394049.

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Abstract (sommario):

Ce travail concerne différent thèmes qui ont pour objectif d'améliorer la compréhension de l'Interférométrie Polarimétrique Radar (Pol-InSAR) ainsi que de proposer de nouvelles techniques permettant la reconstruction de paramètres liés à la végétation, dans le cadre d'applications de Télédétection. Des études théoriques sont menées afin de définir rigoureusement et d'analyser lénsemble de cohérences Pol-InSAR ainsi que de développer et d'interpréter les techniques d'optimisation de cohérences à lignes de base multiples. Un modèle interférométrique polarimétrique phénoménologique est développé pour tenir
compte d'un milieu volumique situé au dessus d'un sol. Dans le cas de forêts observées en bande L, ce modèle tient compte de la topographie du sol, de la canopée, de la hauteur totale des arbres, de l'atténuation de l'onde, de la réflectivité au sein de la canopée, de
la morphologie des arbres prise en compte par la distribution statistique des orientations des branches et leur forme efficace, de la contribution du sol et enfin de l'interaction entre le sol et les troncs. Une méthodologie d'inversion des paramètres de végétation est développée dans le cas des acquisitions monopasse ou multipasses. Dans ce dernier cas, la méthode d'inversion tient compte de la décorrélation temporelle et permet ainsi une estimation pour chaque ligne de base. La performance de léstimation des paramètres de
végétation est évaluée à partir de données SAR simulées et réelles aéroportées en bande L, pour les deux cas de configurations en lignes de base simple ou multiple.

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Hervé, Caroline. "Imagerie pour le sonar à ouverture synthétique multistatique". Thesis, Aix-Marseille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011AIX10014/document.

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Abstract (sommario):

Le sujet porte sur l'étude de systèmes SAS (Synthetic Aperture Sonar) multistatiques. Ces systèmes permettent d'obtenir des images de cibles mieux résolues qu'avec un sonar classique à partir d'ondes acoustiques. Le SAS est largement exploité en configuration monostatique mais il existe très peu d'études à ce jour en SAS multistatique. Le travail consiste donc à évaluer les performances en configuration bistatique et multistatique et à les comparer à celles connues en configuration monostatique. Une méthode de calcul utilisée en radar a donc été mise en oeuvre en sonar de façon à expliciter la résolution en configuration bistatique, ce qui est un résultat original de ce travail. L'algorithme classiquement utilisé pour reconstruire des images repose sur l'hypothèse que la cible est une somme de points brillants. Cette hypothèse n'est pas bien adaptée en acoustique sous-marine. Un nouvel algorithme a donc été développé dans le but de se rapprocher des phénomènes de diffraction présents à l'interface entre l'eau et la cible. Le modèle de champ diffracté est obtenu par la combinaison d'équations intégrales de frontière avec l'approximation de Kirchhoff. Une méthode de reconstruction d'images par transformée de Fourier 2D de ce modèle a été implémentée et testée sur des données simulées, puis sur des données obtenues lors d'essais en cuve. Le nouvel algorithme montre une meilleure précision de la reconstruction et la capacité de pouvoir extraire de l'information quantitative de la cible. L'intérêt des configurations multistatiques pour la reconnaissance de cibles a également été démontré dans ces travaux de thèse
This study deals with multistatic SAS (Synthetic Aperture Sonar) systems. SAS are high resolution imaging systems compared to classical sonar ones. The SAS technique is largly exploited in the monostatic configuration but few studies already exist in multistatic SAS. Thus, the work consists in evaluating resolution and detection performances in bistatic and multistatic configurations. Then, the objective is to compare these performances to monostatic ones. A radar method has been adapted to sonar to compute bistatic performances and this is an original result of this work.The classical algorithm to reconstruct images from acoustical waves lies on the hypothesis that the target is a sum of point scatterers. This hypothesis is not really well adapted to underwater acoustics that is why a new algogorithm has been developped in this study. The new algorithm would be better adapted to scattering diffraction phenomena at the interface between water and target than the classical one. The scattered field model of the target is obtained by combinating boundary integral equations and the Kirchhoff Approximation. An imaging reconstruction method by 2D Fourier Transform of this model has been implemented and tested on numerical and experimental datas. The new algorithm allow a better reconstruction accurency and is able to give quantitative information on targets. The interest of multistatic configurations for target identification has also been demonstrated in this PhD work

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Daniel, Sandrine. "Analyse d'images SAR polarimétriques aéroportées pour l'estimation de paramètres bio-physiques des sols agricoles". Phd thesis, Université Rennes 1, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00523413.

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Abstract (sommario):

Ce travail porte sur la faisabilité d'estimer l'humidité de différents types de sols agricoles cultivés à l'aide de données SAR polarimétriques acquises en bandes L par le radar aéroporté du centre aérospatial allemand E-SAR. Différents modèles électromagnétiques sont étudiés afin de simuler le comportement de la rétrodiffusion des ondes par les sols nus et recouverts de végétation et de déterminer l'influence de l'humidité du sol sur la réponse du radar. Par ailleurs, les sols agricoles à structure périodique sont modélisés afin de comprendre leur comportement électromagnétique particulier. Les méthodes d'inversion classiques sont démontrées non valides pour les sols périodiques. Ainsi, une nouvelle méthode d'inversion de l'humidité basée sur le paramètre polarimétrique alpha 1 est développée et appliquée sur des images radar contenant des sols nus. Différentes cartes d'humidité sont ainsi obtenues. De plus une méthode basée sur une décomposition temps-fréquence du signal radar permet de détecter ces champs non stationnaires. Une dernière étude est menée avec des images multi-dates sur des champs recouverts de végétation. Afin de déterminer la faisabilité d'estimer l'humidité de ces sols agricoles, une identification des différents types de végétation est nécessaire. Ainsi, une classification basée sur la méthode des machines à vecteur support et sur l'analyse du comportement des paramètres polarimétriques est développée. Les cartes de végétation résultantes permettent de suivre l'évolution temporelle des cultures.

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Trouvé, Emmanuel. "Imagerie interférentielle en radar à ouverture synthétique /". Paris : École nationale supérieure des télécommunications, 1996. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb366936443.

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Fayard, Franck. "Génération de MNT d'une zone montagneuse par radargrammétrie et approche multi-échelle". Phd thesis, INSA de Rennes, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00820847.

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Abstract (sommario):

L'imagerie par Radar à Synthèse d'Ouverture (ROS) offre de nombreux axes de recherche en télédétection. Les capteurs ROS satellitaires peuvent fournir des images haute résolution, de jour comme de nuit, par tout temps. Parmi toutes les utilisations possibles de ces images radar, nous nous intéressons ici à l'obtention de Modèles Numériques de Terrain (MNT) à partir de couples d'images ROS stéréoscopiques : la radargrammétrie. Une application radargrammétrique nécessite la maîtrise de la géométrie de la prise de vue, de la mise en correspondance (ou appariement) des images ainsi que de la reconstruction géométrique par résolution des équations de localisation multi-scènes. L'appariement se fait par corrélation, de façon similaire aux méthodes de photogrammétrie utilisées en imagerie optique. Pour améliorer les performances lors de l'appariement, il est intéressant de mettre en oeuvre un filtrage du speckle (bruit multiplicatif propre aux images radar), ainsi qu'une technique pyramidale afin d'accélérer les traitements et de réduire les erreurs d'appariement. De plus, l'utilisation de la mise en géométrie épipolaire permet de réduire la zone de recherche. Dans la zone d'étude à forts reliefs qui nous concerne, ces méthodes permettent de générer un MNT satisfaisant mais encore imprécis. Les méthodes tirées de la photogrammétrie ne sont pas suffisantes pour être directement appliquées sur les images radar. Des méthodes spécifiques sont nécessaires et nous proposons alors une nouvelle approche, qui consiste à utiliser des fenêtres de corrélation de tailles différentes : l'approche multi-fenêtre. Nous procédons notamment à une dilatation en distance de la taille de ces fenêtres, afin de compenser le phénomène de compression d'une image à l'autre. Nous montrons que cette nouvelle méthode permet de fiabiliser l'appariement et d'améliorer les résultats de reconstruction altimétrique.

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Jiang, Qingshan. "Détection de bateaux dans les images de radar à ouverture synthétique". Sherbrooke : Université de Sherbrooke, 2003.

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Cherifi, Dalila. "Utilisation d'un modèle symbolique pour l'interprétation d'images radar à ouverture synthétique /". Paris : École nationale supérieure des télécommunications, 2006. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb40922783c.

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Leforestier, Florian. "Concept Avancé de Radar à Antenne et Impulsion Semi-Synthétique (CARAISS)". Paris 10, 2002. http://www.theses.fr/2002PA100094.

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Abstract (sommario):

L' ULB (Ultra Large Bande) est devenue une technique essentielle dans de nombreux domaines tels que les CCME (Contre Contre-Mesures Electroniques), les radars géologiques, le ROS (Radar à Ouverture de Synthèse) direct ou inverse. La technologie employée pour générer de l' ULB est actuellement basée sur des techniques radar impulsionnelles classiques, à bande et puissance crête limitées pour des raisons matérielles. Les deux inconvénients majeurs qui en découlent sont des résolutions restreintes et des coûts prohibitifs. CARAISS est une idée visant non seulement à dépasser les limitations de bande, mais également à employer de la technologie classique bas coût. Le concept étudié consiste à assembler des bandes étroites émises simultanément pour produire un spectre de largeur en principe illimitée et une impulsion vraie aussi proche qu'on le souhaite d'un pic de Dirac
UWB (Ultra "aide Band) is becoming an essential technique in a large variety of domains like ECCM (Electronic Counter Counter Measure), GPR (Ground Penetrating Radar) and radar imaging (SAR -Synthetic Aperture Radar-, ISAR -Inverse Synthetic Aperture Radar-;. . . ). Technology used te generate UWB is at present based on classic pulse radar techniques, which are band and power-limited, due to hardware limitations. The two major consequences are unachievable bandwith requirement and high coûts associated with high-teck hardware. CARAISS is a project aimed not only at overcoming this lirait but also at doing it at low cost with classical technology. The studied concept was te cluster narrowband channels transmitting simultaneously in order to provide a theoretically unlimited bandwith and a real pulse as close as needed to a Dirac peak

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

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Abstract (sommario):

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

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Perrot, Yannick. "Imagerie tridimensionnelle haute résolution du fond sous-marin par le traitement sonar interférométrique à ouverture synthétique". Brest, 2001. http://www.theses.fr/2001BRES2026.

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Oudompheng, Benoit. "Localisation et contribution de sources acoustiques de navire au passage par traitement d’antenne réduite". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAT071/document.

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Abstract (sommario):

Le bruit rayonné par le trafic maritime étant la principale source de nuisance acoustique sous-marine dans les zones littorales, la Directive-Cadre Stratégie pour le Milieu Marin de la Commission Européenne promeut le développement de méthodes de surveillance et de réduction de l'impact du bruit du trafic maritime. Le besoin de disposer d'un système industriel d'imagerie du bruit rayonné par les navires de surface a motivé la présente étude, il permettra aux industriels du naval d'identifier quels éléments d'un navire rayonnent le plus de bruit.Dans ce contexte, ce travail de recherche porte sur la mise en place de méthodes d'imagerie acoustique sous-marine passive d'un navire de surface au passage au-dessus d'une antenne linéaire et fixe au nombre réduit d'hydrophones. Deux aspects de l'imagerie acoustique sont abordés : la localisation de sources acoustiques et l'identification de la contribution relative de chacune de ces sources dans la signature acoustique du navire.Tout d'abord, une étude bibliographique sur le rayonnement acoustique d'un navire de surface au passage est menée afin d'identifier les principales sources acoustiques et de pouvoir ensuite simuler des sources représentatives d'un navire. La propagation acoustique est simulée par la théorie des rayons et intègre le mouvement des sources. Ce simulateur de rayonnement acoustique de navire au passage est construit afin de valider les algorithmes d'imagerie acoustique proposés et de dimensionner une configuration expérimentale. Une étude sur l'influence du mouvement des sources sur les algorithmes d'imagerie acoustique a conduit à l'utilisation d'un algorithme de formation de voies pour sources mobiles pour la localisation des sources et une méthode de déconvolution pour accéder à l'identification de la contribution des sources. Les performances de ces deux méthodes sont évaluées en présence de bruit de mesure et d'incertitudes sur le modèle de propagation afin d'en connaître les limites. Une première amélioration de la méthode de formation de voies consiste en un traitement d'antenne à ouverture synthétique qui exploite le mouvement relatif entre le navire et l'antenne pour notamment améliorer la résolution en basses fréquences. Un traitement de correction acoustique de la trajectoire permet de corriger la trajectographie du navire au passage qui est souvent incertaine. Enfin, la dernière partie de cette thèse concerne une campagne de mesures de bruit de passage d'une maquette de navire de surface tractée en lac, ces mesures ont permis de valider les méthodes d'imagerie acoustique proposées ainsi que les améliorations proposées, dans un environnement réel maîtrisé
Since the surface ship radiated noise is the main contribution to the underwater acoustic noise in coastal waters, The Marine Framework Strategy Directive of the European Commission recommends the development of the monitoring and the reduction of the impact of the traffic noise. The need for developing an industrial system for the noise mapping of the surface ship have motivated this study, it will allow the naval industries to identify which part of the ship radiates the stronger noise level.In this context, this research work deals with the development of passive noise mapping methods of a surface ship passing-by above a static linear array with a reduced number of hydrophones. Two aspects of the noise mapping are considered: the localization of acoustic sources and the identification of the relative contribution of each source to the ship acoustic signature.First, a bibliographical study concerning the acoustic radiation of a passing-by surface ship is conducted in order to list the main acoustic sources and then to simulate representative ship sources. The acoustic propagation is simulated according to the ray theory and takes the source motion into account. The simulator of the acoustic radiation of a passing-by ship is built in order to validate the proposed noise mapping methods and to design an experimental set-up. A study about the influence of the source motion on the noise mapping methods led to the use of the beamforming method for moving sources for the source localization and a deconvolution method for the identification of the source contribution. The performances of both methods are assessed considering measurement noise and uncertainties about the propagation model in order to know their limitations. A first improvement of the beamforming method consists of a passive synthetic aperture array algorithm which benefits from the relative motion between the ship and the antenna in order to improve the spatial resolution at low frequencies. Then, an algorithm is proposed to acoustically correct the trajectography mismatches of a passing-by surface ship. Finally, the last part of this thesis concerns a pass-by experiment of a towed-ship model in a lake. These measurements allowed us to validate the proposed noise mapping methods and their proposed improvements, in a real and controlled environment

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Tupin, Florence. "Reconnaissance des formes et analyse de scènes en imagerie radar a ouverture synthetique". Paris, ENST, 1997. http://www.theses.fr/1997ENST0016.

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Abstract (sommario):

Les capteurs radars connaissent aujourd'hui un formidable essor. Outre leur capacité à pénétrer le couvert nuageux, ce sont surtout les nouvelles informations qu'ils apportent qu'il est intéressant d'exploiter. L'objectif de cette thèse est de développer des outils automatiques ou semi-automatiques capables d'extraire des informations cartographiques d'une image radar obtenue par satellite : détection d'objets structurant le paysage (réseaux routiers, fluviaux), segmentation et classification de régions (villes, parcellaire, zones de relief), pour en donner une première interprétation. Cette thèse s'articule en deux grandes parties ; une partie de développement d'outils élémentaires permettant de mettre en évidence des objets spécifiques et une partie d'interprétation proprement dite qui réalise la fusion des résultats obtenus. La première partie de ce travail se décompose elle-même en deux temps. Dans un premier temps, des techniques de bas-niveau s'appuyant sur les propriétés statistiques de l'image radar ont été développées. Un détecteur de structures linéaires tenant compte du phénomène de spécule a été mis au point et une étude statistique approfondie de son comportement a été effectuée. Parallèlement, plusieurs discriminateurs texturaux ont été proposes et testes pour l'analyse des structures surfaciques, permettant de caractériser les régions homogènes (comme certains types de végétation, la mer calme) et hétérogènes (principalement le tissu urbain) des images. Dans un second temps, l'utilisation de techniques de plus haut niveau a permis d'extraire les éléments caractéristiques du paysage. Nos efforts ont particulièrement portes sur la détection du réseau routier, difficilement visible en raison du phénomène de speckle, et une méthode originale s'appuyant sur un champ de markov défini sur un graphe de segments a été proposée. La seconde partie de cette thèse consiste à mettre en commun en les faisant coopérer les différentes informations extraites pour obtenir une sorte de cartographie du paysage. Pour réaliser la fusion des différentes mesures délivrées par les opérateurs précédemment évoqués, nous avons choisi d'utiliser la théorie des croyances de dempster et shafer et la règle de combinaison orthogonale associée. Finalement, des relations contextuelles entre les objets, introduites en utilisant une modélisation markovienne sur le graphe d'adjacence des régions, permettent de lever les dernières ambiguïtés de l'interprétation.

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Nocera, Luciano. "Reconstruction du relief en imagerie radar a ouverture de synthese : stereoscopie et ombrages". Paris 7, 1996. http://www.theses.fr/1996PA077105.

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Abstract (sommario):

Ce travail s'insere dans le cadre de la reconstruction de surfaces observees en imagerie radar a ouverture de synthese. Le but est de definir des algorithmes de reconstruction automatiques. Deux approches complementaires sont etudiees, la radargrammetrie (stereoscopie radar) et la radarclinometrie (reconstruction par ombrages radar). L'etude des caracteristiques du capteur et des images permet de poser clairement le probleme. Une modelisation de la prise de vue est presentee, comprenant une formulation generique de la fonction de reconstruction. En radargrammetrie, une chaine appropriee est mise en place, basee sur une approche de mise en correspondance par correlation croisee. Les problemes provenant de la reconstruction des zones de compression, et l'influence des effets topographiques sur la mise en correspondance sont discutes. Le bruit de tavelure nuit fortement a la qualite de la reconstruction, ainsi une fonction de correlation adaptee est proposee. La radarclinometrie peut etre utilisee pour obtenir des informations dans les parties homogenes des images. Deux algorithmes utilisant la theorie de la regularisation sont proposes. Il apparait qu'un algorithme de radarclinometrie multi-images initialise par les informations fournies par la radargrammetrie fournit de meilleurs resultats. Les premiers tests sont prometteurs et placent ce type d'approche en temps qu'alternative aux methodes interferometriques

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Tupin, Florence. "Reconnaissance des formes et analyse de scènes en imagerie radar à ouverture synthétique /". Paris : École nationale supérieure des télécommunications, 1997. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb367038261.

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Stroobants, William. "Apport des données R. S. O. à la production cartographique en contexte tropical : exemple du Sénégal". Université de Marne-la-Vallée, 1999. http://www.theses.fr/1999MARN0044.

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Abstract (sommario):

Les continents africain, sud-americain et asiatique presentent un deficit important en cartes a moyennes et grandes echelles (1/200 000 et 1/50 000). De plus, l'apparition de l'image numerique, et en particulier des images acquises par les satellites radar, a donne naissance a un nouveau type de produit cartographique, la spatiocarte radar. Ce produit semble le moyen le plus adapte pour combler le deficit en cartographie traditionnelle (cartes au trait) des regions tropicales. En outre, les capteurs radar qui equipent les satellites ers 1/2, jers et le tout recent radarsat presentent des aptitudes propres qui leurs conferent certains avantages sur l'observation optique. La premiere partie de ce travail caracterise le besoin cartographique en milieu tropical et se divise en deux temps. Tout d'abord, il est montre comment une carte topographique classique se decline en une serie de fonctions cartographiques satisfaisant des contraintes qualites liees a la geometrie, la semantique, l'actualite et l'ergonomie de la carte. Ensuite, l'etude sur la nature des utilisateurs de produits cartographiques en milieu tropical ainsi que la definition de leurs besoins permet de definir une gamme de produits permettant de satisfaire le plus grand nombre. Dans la seconde partie de cette these, l'etude porte sur les differentes etapes d'une filiere de production cartographique a base d'images r. S. O. En amplitude. Dans ce cadre, il est montre comment le choix des donnees sources et l'organisation des traitements permettent d'integrer les contraintes liees aux donnees r. S. O. , aux techniques mise en uvre et au contexte d'application, en vue de la satisfaction optimale du besoin. Dans la troisieme partie, de nouveaux traitements sont mis en uvre pour ameliorer la qualite des images r. S. O. A des fins d'utilisations cartographiques : le filtrage multidates et la reduction de la dynamique (transformation 16 bits / 8 bits) des images r. S. O. La derniere partie vise a cartographier l'occupation du sol sur une zone cotiere situee au senegal a l'aide des capteurs ers-1, jers, radarsat et landsat tm. Cela permet par la suite de mettre en avant l'apport respectif de chaque satellite pour la cartographie du senegal et de construire une methodologie d'exploitation operationnelle des donnees radar a des fins cartographiques en milieu tropical

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

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Abstract (sommario):

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

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López, Quiroz Penélope. "Séries temporelles de la subsidence de la ville de Mexico obtenues par interférométrie radar". Paris, ENST, 2008. http://www.theses.fr/2008ENST0022.

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Abstract (sommario):

Dans la ville de Mexico, les taux de subsidence atteignent 40 cm/an, principalement à cause de la compaction du sol provoquée par la surexploitation de l'aquifère du Bassin de Mexico. Au cours de cette thèse nous cartographions de manière précise en temps et en espace la subsidence de la ville de Mexico en utilisant l'interférométrie radar. Nous présentons les problèmes de déroulement dûs à la perte de cohérence et au grand nombre de franges. Nous avons surmonté ces difficultés en utilisant une nouvelle méthodologie aidant l'étape de déroulement. Elle est basée sur le fait que la forme de la déformation est similaire tout a long de la période étudiée. Cela nous a permis de construire un stack d'interférogrammes représentant le taux de déformation pour une période fixée. Pour faciliter le déroulement des interférogrammes, le nombre de franges est réduit grâce à l'utilisation d'une version pondérée du stack. Les interférogrammes construits avec de petites lignes de base sont inversés pour obtenir les délais de phase entre les acquisitions successives. La redondance de notre base de données interférométrique nous a permis de quantifier les erreurs de déroulement et montrer qu'ils sont fortement réduits après application de notre méthode. De plus, nous présentons un nouvel algorithme pour analyser les séries temporelles, qui diffère de l'algorithme classique SVD et qui est mieux adapté à notre base de données. Les séries de la déformation sont alors présentés pour chaque pixel imageant la zone métropolitaine de la ville de Mexico avec une résolution spatiale de 20 x 20 m. Finalement, les composantes non linéaires de la déformation sont modélisées et analysées
In Mexico city, subsidence rates reach up to 40 cm/yr mainly due to soil compaction led by the over exploitation of the Mexico Basin aquifer. In this work we map the spatial and temporal patterns of the Mexico city subsidence by differential radar interferometry. We present the severe interferogram unwrapping problems partly due to the coherence loss but mostly due to the high fringe rates. This difficulties are overcome by designing a new methodology that help the unwrapping step. Our approach is based on the fact that the deformation shape is stable for similar time intervals during the studied period. As a result, a stack of interferograms can be used to compute an average deformation rate for a fixed time interval. The number of fringes is then decreased in wrapped interferograms using a scaled version of the stack to facilitate their unwrapping. The small baseline unwrapped interferograms are inverted to obtain increments of radar propagation delays between the acquisition dates. Based on the redundancy of the interferometric data base, we quantify the unwrapping errors and show that they are strongly decreased after the application of our method. Moreover, we present a new algorithm for time series analysis that differs from classical SVD decomposition and is best suited to the present data base. Accurate deformation time series are then derived over the metropolitan area of the city with a spatial resolution of 20 x 20 m. Finally, the nonlinear components of the deformation are modelised and analysed

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Le, Roy Isabelle. "Analyse des performances instrumentales d'un radar à antenne active : développement d'un outil de simulation". Toulouse, INPT, 1993. http://www.theses.fr/1993INPT156H.

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Abstract (sommario):

L'avenement des antennes actives permet d'envisager une nouvelle generation d'instruments radar a synthese d'ouverture pour l'observation de la terre, dotes de nouveaux modes de fonctionnement. Cependant, un tel concept pose un probleme au niveau de l'evaluation des performances instrumentales du radar, en raison de la multiplicite (jusqu'a plusieurs milliers) des chaines de transmission emission et reception qui le composent. L'objet de ce travail est d'analyser les performances d'un tel instrument en termes de diagramme de rayonnement et de reponse impulsionnelle, en integrant la dimension statistique due aux dispersions inherentes au processus de fabrication des composants. Les limitations de l'approche analytique nous ont pousses a developper un outil de simulation. Une modelisation capable d'integrer au niveau instrument les caracteristiques des elements des chaines de transmission, en particulier des modules actifs emission/reception (technologie mmic), est proposee sur la base d'une analyse des resultats de mesures issue des developpements technologiques. Les differents modeles sont ensuite integres dans une architecture complete de distribution de signal reconfigurable permettant de traiter soit une antenne complete, soit une fraction, soit des cas de pannes. L'analyse developpee a partir des premieres simulations realisees dans le cadre d'avant-projet radar2000, confirme globalement la grande robustesse de l'antenne aux differentes erreurs de dispersions, de distorsions et d'imperfections de commande. Mais elle met aussi en evidence des parametres critiques dans la definition de l'instrument vis a vis de la faisabilite de certaines configurations de fonctionnement.

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Levêque, Christophe. "Extension de la notion de filtre adapte bidimensionnel ; application aux images radar a ouverture synthetique". Toulon, 1994. http://www.theses.fr/1994TOUL0011.

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Abstract (sommario):

Les images radar a ouverture synthetique sont actuellement tres exploitees pour etudier la surface des oceans et plus generalement approfondir la connaissance des phenomenes geophysiques, particulierement les structures de houles et d'ondes internes. Malheureusement certaines de ces images sont tres degradees par deux types de bruit: un bruit de lignage et un bruit granulaire (speckle), tous les deux inherents au mecanisme de formation des images radar a ouverture synthetique. Le but de l'etude presentee est de proposer une methode autorisant la detection et la localisation de formes geometriques particulieres, et de diminuer le volume des perturbations afin d'augmenter la lisibilite de telles images, ensuite soumises a l'interpretation geophysique. Pour realiser le traitement, nous proposons un modele stochastique des objets a detecter ; nous considerons en particulier la houle comme une texture aleatoire a bande etroite, dont les proprietes sont spatialement lentement variables. L'experience montre qu'il est possible d'estimer dans de bonnes conditions, sur un domaine dont les dimensions sont grandes vis a vis de la coherence de l'objet ou de la texture a etudier, une matrice de variance-covariance du signal utile s. Il est aussi loisible d'estimer la matrice de variance-covariance r des termes perturbateurs p. L'idee exploitee dans un premier temps est celle du calcul du filtre adapte au signal stochastique s en presence des termes perturbateurs p. La reponse du filtre qui optimise le rapport signal a bruit est le vecteur h associe a la plus grande des valeurs propres de la matrice r#-#1. Les tests numeriques montrent que les resultats relatifs a ce filtrage adapte ne sont pas entierement satisfaisants car l'adaptation se realise sur les caracteristiques statistiques dominantes de l'objet et non pas sur l'objet lui-meme. L'originalite de l'etude reside dans l'exploitation simultanee des autres vecteurs propres de la matrice r#-#1. Nous decrivons dans ce travail une methode de selection des vecteurs propres statistiquement utiles ainsi qu'une methode qui vise a regrouper les resultats de ces differents filtrages ; ces regroupements conduisent selon le point de vue a des algorithmes de detection ou de rejection des perturbations

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Lutz, Pascale. "Acquisitions multi-modes en radar géologique de surface". Pau, 2002. http://www.theses.fr/2002PAUU3009.

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Abstract (sommario):

L'imagerie de la subsurface par radar géologique de surface peut être significativement améliorée à partir d'acquisitions multi-modes. Des prospections utilisant plusieurs configurations d'antennes ont permis de déduire des informations sur la sensibilité des structures vis-à-vis de la polarisation de l'onde incidente, leurs propriétés à modifier cette polarisation et leurs localisations en trois dimensions. A partir de ces données, des pseudo-sections à faible degré directionnel ou à mode d'acquisition neutre ainsi que des cartes du facteur de dépolarisation ont été établies. Des études polarimétriques ont permis de souligner le lien entre les propriétés des réflecteurs à modifier la polarisation de l'onde incidente et des phénomènes inhabituels perturbateurs au niveau de sections en point milieu commun en mode TE. Des sections relatives à un réseau directif d'émetteurs déphasés ont également été reconstituées à partir de données acquises en point de réception commun. Suite à l'orientation du faisceau dans différentes directions, la localisation des réflecteurs est plus précise, la profondeur d'investigation maximale est augmentée et le rapport "maximum de l'enveloppe sur minimum de l'enveloppe" est amélioré. En vue de la création d'un véritable antenne réseau [5-50] MHz en émission, des antennes-éléments ont été réalisées. Ces dernières fonctionnent correctement en réception ; elles permettront d'atteindre l'objectif final. Les travaux de recherche actuels consistent en la conception du générateur à transistors à avalanche qui les alimentera
Ground penetrating radar images can be signifiquently improved by multi-mode recordings. Surveys using several configurations of the antennas allow to deduce information on the incident wave sensitivity of the structures, their 3-D location and their depolarizing properties. Pseudo-sections characterized by a low degree of directionality or by a neutral acquisition mode have been computed from these multi-configuration datas, as well as maps of the polarization match factor. Polarimetric surveys have underlined the link between interface depolarization and unusual disturbing phenomena on TE mode common mid point gathers. Sections relative to a directive array of phase-shifted transmitters have been reconstructed from common receiver gathers. The beam adjusting towards several directions allows to a more precise reflector location, a greater maximal investigation depth and improvement concerning the " envelope maximum to envelope minimum ratio ". With the aim to carry out an actual array of transmitters in the [5-50] MHz range, single-element antennas have been built. These latters work properly as receivers and will allow to achieve our final aim. At present, the study consists in the design of the avalanche transistor generator

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Gras, Vincent. "Caractérisation de la signature radar de la surface océanique et son application à la détection d'objets flottants". Télécom Bretagne, 2008. http://www.theses.fr/2008TELB0068.

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Abstract (sommario):

Le radar à synthèse d'ouverture à visée latérale est une évolution de la technologie du radar apparue dans les années soixante. Ce capteur actif à hyperfréquences permet de fournir des images très haute résolution de la surface de la terre de jour comme de nuit, et par tout temps. Ce dispositif a connu une expansion importante au cours des dernières décennies et a motivé par exemple le déploiement des satellites d'observation de la terre SEASAT, ERS, J-ERS, RADARSAT et plus récemment TerraSAR-X. Moins connus, des systèmes aéroportés destinés à la recherche existent également. La plupart sont destinés à évaluer les applications potentielles du capteur radar à synthèse d'ouverture. Dans le cadre de ces recherches, il convient de citer le radar aéroporté multispectral d'études (RAMSES) exploité par l'ONERA (Office National d'Études et de Recherche Aérospatiale). Dans le but de déployer un système de surveillance en milieu maritime, nous nous intéressons à la détection d'objets flottants sur la surface océanique. La résolution de ce problème est une étape préalable à l'utilisation de la théorie de la détection. Elle consiste à analyser, pour ce type de capteur, les propriétés des échos parasites – le clutter de mer – et celles du signal – la réponse de petits objets flottants éventuels. Dans cet objectif, une série d'images de la surface océanique, acquises avec le système RAMSES, ont étés réalisées et mises à disposition pour ces recherches. Même si le radar à synthèse d'ouverture a un grand potentiel, une résolution et une couverture intéressante, une grande souplesse de fonctionnement, il reste qu'il s'accommode très mal de scènes en mouvement, comme la surface océanique, en raison du “temps d'exposition” (par analogie avec la photographie) de l'ordre de la seconde, que la technologie requiert pour effectivement délivrer une image détaillée de la scène. Le mouvement est une caractéristique majeure d'une scène marine, du fait de la propagation des vagues, des courants et du déferlement par vent fort. Ce problème motive une modélisation de la signature des cibles et du clutter de mer consistante, et sur cette base, le développement d'une méthode de détection robuste, objet de cette recherche
The side looking synthetic aperture radar is an advancement of the radar technology that appeared in sixties years. This active hyperfrequency sensor gives rise to high resolution images of the earth surface, day and night and by any meteorological condition. This device underwent an important rise during the last decades and motivated for example the launch of earth observation satellites like SEASAT, ERS, J-ERS, RADARSAT and more recently TerraSAR-X. Less known, airborne SAR systems also exist. Most of them are used for research purpose and help to evaluate further teledetection application of the SAR sensor. In the field of this research, we should cite the multispectral airborne radar RAMSES exploited by the ONERA. In order to evaluate the potential of the SAR for surveillance application in maritime environment, we are interested in the detection of small floating objects over the sea surface. This problem is handled as a preceding step to the use of the detection theory. It consists in analysing, for the SAR sensor, the properties of the undesirable echoes of the ocean surface – the sea clutter – and those of the signal – the response of individual floating targets. For this purpose, a series of sea surface images were acquired by the RAMSES system, and are used to empirically fulfil this description. Despite the SAR potential, the resolution capability, the coverage of the scene, a great operating flexibility, it remains that this sensor badly puts up with imaging moving scenes, like the ocean surface, because of the “exposure time” – by analogy with photography – of the order of one second required to obtain a sharp radar image. The motion is a major characteristic of a marine scene because of wave propagation and wave breaking by strong wind. This problem motivates the achievement of an improved model of target signature in the sea clutter, and upon this basis, the development of a robust detection method, which is the purpose of this research

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Fjørtoft, Roger. "Segmentation d'images radar par détection de contours". Toulouse, INPT, 1999. http://www.theses.fr/1999INPT020H.

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Abstract (sommario):

Le radar à synthèse d'ouverture (RSO) aéroporté ou spatial est un puissant outil d'observation, permettant notamment d'acquérir des images de haute résolution de la surface terrestre par tout temps, de jour comme de nuit. Le phénomène de speckle, qui se traduit par une très forte granulation dans l'image détectée, rend cependant difficile l'interprétation automatique des données RSO. Ce travail de thèse est consacré à la segmentation d'images RSO, en particulier par l'approche contour. La segmentation consiste à diviser l'image en régions. Elle constitue un premier pas dans l'analyse de l'image, facilitant l'estimation des paramètres caractéristiques des régions. Les détecteurs de contours déjà proposés pour l'imagerie RSO travaillent sur des données détectées et supposent que le speckle est corrélé spatialement, ce qui entraîne une certaine dégradation des performances de ces opérateurs. A partir de l'estimateur maximum de vraisemblance (MV) de la réflectivité radar, nous développons l'opérateur optimal rapport de vraisemblance généralisé, qui exploite la nature intrinsèquement complexe des données RSO monovues afin d'éviter une perte de performance dûe à la corrélation du speckle. Les aspects spatiaux de la télédétection de contours, tels que la taille et la forme de la fenêtre d'analyse, le nombre de directions à examiner, et la présence de contours multiples, sont également abordés. Nous proposons d'utiliser des méthodes robustes basées sur l'algorithme de partage de eaux, en particulier le seuillage des dynamiques de bassin, pour extraire des contours fermés et squelettisés, définissant la segmentation de l'image. Le nombre de faux contours peut être réduit en post-traitement par la fusion de régions adjacentes ayant des propriétés similaires. L'estimateur MV de la position d'un contour dans une image RSO complexe est établi. Deux méthodes de repositionnement de contours, l'une basée sur les champs de Markov et le modèle de Potts, l'autre sur les contours actifs, sont proposés. L'apport de la segmentation pour des traitements ultérieurs est illustré pour le filtrage adaptatif de speckle et pour la classification contextuelle supervisée.

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Ben, Kassem Mohammed Jaouad. "SAR monostatique et bistatique : étude et analyse des méthodes de reconstruction d'imagerie radar". Nantes, 2004. http://www.theses.fr/2004NANT2050.

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Abstract (sommario):

Les travaux de recherche présentés dans ce mémoire s'inscrivent dans le cadre de l'étude et de l'analyse des méthodes d'imagerie radar monostatique en vue de les étendre à des systèmes radars bistatiques, avec la prise en compte de la polarisation à l'émission et à la réception. La configuration choisie est constituée d'un émetteur, d'une scène à imager et d'un récepteur, l'ensemble étant animé d'un mouvement quelconque. Nous avons défini les surfaces équi-distances et les surfaces équi-dopplers pour différentes configurations géométriques de liaison radar bistatique. L'analyse de ces surfaces permet d'extraire l'information liée à un pixel donné de la surface à imager lorsque la liaison bistatique est en mouvement. L'objectif est de modéliser un système capable de reconstruire l'image radar de la scène observée dans une base de polarisation définie. Un outil de simulation a été réalisé ; il s'intégrera dans une chaîne de développement ultérieure afin de tester de nouvelles méthodes de caractérisation de scènes basées sur une analyse polarimétrique
The research works presented in this dissertation fall under the framework of the study and analysis of monostatic mapping radar methods in order to extend them to bistatic radar systems, taking into account polarisation of the emission and the reception. The selected configuration consists of a transmitter, a scene and a receiver, the whole system is animated of an unspecified movement. We defined iso-distances surfaces and iso-dopplers surfaces for various geometrical configurations of bistatic connection radar. The analysis of these surfaces makes it possible to extract information related to a given pixel from surface to map when the bistatic connection is moving. The objective is to model a system able to rebuild radar images of scenes in a definite polarisation base. A simulation tool was carried out, it will be integrated, later, in a development chain in order to test new methods of scenes characterisation based on polarimetric analysis

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Monvoisin, Jean-Pascal. "Modélisation de la diffraction électromagnétique des surfaces végétalisées avec prise en compte de la topographie : application à l'étude des forêts tropicales et à la présence d'hydrocarbure sur le sol". Thesis, Toulouse 3, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30177/document.

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Abstract (sommario):

Ce travail se situe dans le cadre général de la modélisation cohérente de l'interaction des ondes électromagnétiques avec les surfaces végétalisées. Notre objectif a été de développer une approche de la simulation électromagnétique avec prise en compte de la topographie et des hétérogénéités de la végétation. La validation des résultats obtenus a été réalisée en s'appuyant sur de nombreuses mesures in-situ. Nous avons ensuite mis en œuvre cet outil de modélisation sur les deux problématiques suivantes. D'une part, nous nous sommes intéressés à l'étude des forêts tropicales dans un contexte d'inversion de propriétés bio-géophysiques (biomasse, humidité). D'autre part, nous avons introduit la prise en compte de la présence d'hydrocarbures essentiellement sur la végétation basse dans un contexte de caractérisation et d'exploration. Ce travail s'inscrit dans un programme de recherche et d'innovation en télédétection mené conjointement par l'ONERA et Total. La première étape a consisté à une écriture du code cohérent de simulation électromagnétique avec prise en compte du relief et de l'hétérogénéité de la végétation. Pour cela, le sol a été discrétisé en triangles et le volume en pentaèdres reposant sur le sol Après avoir validé notre code sur des exemples théoriques, nous avons pu étudier les effets du relief sur la rétrodiffusion radar. Pour les forêts tropicales, un modèle de description de la végétation a été mis en place à partir de mesures in-situ et d'observations directes. Ce modèle sert de données d'entrée pour notre code de simulation électromagnétique et nous permet ainsi de confronter nos simulations aux mesures aéroportées et de proximités acquises par l'ONERA sur deux sites en Afrique Des études de sensibilité aux paramètres d'entrée du code de simulation électromagnétique et du code de croissance sont présentées. En parallèle, des modèles de substitution au code numérique ont été mis en place pour effectuer l'inversion. Ces modèles sont moins coûteux à évaluer tout en restant précis. Une application à l'inversion est présentée : pour un jeu d'image radar, il s'agit de retrouver les caractéristiques bio-géophysiques de la forêt observée (humidités, biomasse...). Pour terminer, nous avons étudié les effets des hydrocarbures sur la rétrodiffusion radar pour une végétation basse. [...]
This work is in the general frame of coherent modelling of interaction between electromagnetic waves and surfaces with vegetation. Our objective is to develop an approach of the electromagnetic simulation taking into account topography and vegetation heterogeneities. Simulation results have been validated using numerous in-situ measurements. The corresponding code is then used for two issues. First one is the study of tropical forests to retrieve bio-geophysical properties (biomass, moisture). Second one is the consideration of hydrocarbons with short vegetation in a context of hydrocarbons characterization and exploration. This work is part of a program of research and innovation in remote sensing conducted jointly by ONERA and Total. The first step consisted in writing the coherent electromagnetic simulation code, taking into account the relief and the heterogeneity of the vegetation. For this purpose, the forest is represented by a variable stacking of pentahedral volume elements (voxels) to match the triangular mesh of the ground and to follow the irregularity of the canopy. After validating our code on theoretical examples, we have been able to study the effects of the relief on radar backscattering. Then, a vegetation description model for tropical forests was developed based on in-situ measurements and direct observations. This model generates the input data for our electromagnetic simulation code and it permitted to compare simulations with airborne and proximity measurements acquired by ONERA on two sites in Africa. Sensitivity studies on the input parameters of both the electromagnetic simulation code and the growth code are presented. In parallel, substitution models for the numerical code have been developed to perform the inversion of the bio-geophysical features versus the polarimetric radar data. These models are much faster while remaining accurate. An application to retrieval is presented: it is possible to retrieve some bio-geophysical characteristics of one forest (moisture, biomass ...) from a radar image set. Finally, a study on the effects of hydrocarbons on radar backscatter with short vegetation is presented.[...]

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ARMAND, PIERRE. "Simulation du signal brut retrodiffuse par des cibles etendues illuminees par un radar a ouverture synthetique". Paris 7, 1993. http://www.theses.fr/1993PA077224.

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Abstract (sommario):

Le travail realise au cours de cette these a permis de developper un simulateur de signal brut radar aeroporte applique aux cibles etendues. Ce simulateur parametrable se rapproche d'une chaine reelle d'acquisition du signal brut radar. Pour chaque impulsion emise le signal radar retrodiffuse vers l'antenne est calcule. Cette methode de simulation a ete choisie pour pouvoir couvrir de nombreux domaines d'applications (specification de systemes d'observation, qualification des performances images validation de traitements bord ou sol, formation a la teledetection hyperfrequence,. . . ). En particulier, elle permet de prendre en compte l'ensemble des mouvements du porteur (trajectographie, attitude) qui, pour un capteur aeroporte, ont des effets non negligeables. Pour realiser ce simulateur il a ete necessaire de calculer une expression approchee du signal retrodiffuse par une scene, composee de cibles etendues. Cette expression est fonction de tous les parametres importants: position du porteur, attitude du porteur, frequence, nature du terrain. L'evaluation de cette expression est scindee en deux parties: la premiere traite des aspects geometriques lies a la visee laterale, la seconde traite des aspects radiometriques (retrodiffusion moyenne, texture, speckle). La chaine de simulation developpee comprend trois modules: un module de simulation du signal brut radar (samothrace), un module de qualification, un module de traitement sar. La validation de cette chaine de simulation s'est faite par l'intermediaire de differents tests portant sur le signal brut ou sur l'image apres traitement sar. Le travail accompli permet de disposer d'un simulateur parametrable de signal brut radar. Il est deja utilise pour de nombreuses etudes et les perspectives d'utilisation sont vastes. En effet le developpement de systemes sar aeroportes ou spatiaux, militaires ou civil necessite des etapes de dimensionnement et de specification afin de concevoir un outil bien adapte au besoin des utilisateurs

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Méric, Stéphane. "Etude de l'influence et de la correction des mouvements perturbateurs pour imagerie radar a ouverture synthetique". Rennes, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAR0001.

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Abstract (sommario):

L'imagerie radar fournit des informations electromagnetiques sur la forme des objets et leur nature dielectrique. L'utilisation du concept de l'ouverture synthetique donne une precision de mesure de l'ordre du metre. Ce traitement est toutefois tres sensible aux perturbations exterieures. Cette these traite principalement des problemes lies aux mouvements du porteur pour un radar aeroporte. Dans le premier chapitre, nous detaillons le traitement ros pour situer l'influence reelle des perturbations exterieures sur ce traitement. Le deuxieme chapitre analyse l'image radar. Nous definissons des parametres objectifs pour juger de la qualite de l'image et etudions l'effet des perturbations sur l'interpretation. La qualite image objective permet d'elaborer un classement des defauts et d'orienter ainsi les etudes de qualite image. Dans le troisieme chapitre, nous analysons les mouvements perturbateurs du porteur pour elaborer des methodes de correction basees sur une analyse precise de la geometrie du systeme afin de determiner les erreurs de phase et de les compenser. Afin d'obtenir la meilleure efficacite de correction, nous etudions les precisions des parametres utilises pour la compensation des effets des mouvements et nous en deduisons des gabarits frequentiels a partir de la geometrie du systeme et de criteres de qualite image

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