Approches radiométriques et géométriques pour l'extraction de bâtiments en imagerie satellitaire optique et RSO haute résolution PDF Download
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Author: Edouard Barthelet
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 174
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Book Description
Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse sont relatifs à l'extraction tridimensionnelle de bâtiments à partir d'images satellitaires optiques et RSO haute et très haute résolution. Une étude des effets géométriques liés à la projection des bâtiments dans les images optiques et RSO est tout d'abord menée. Dans le cadre de cette étude, la signature géométrique d'un bâtiment dans une image est définie. Elle correspond à l'ensemble des structures géométriques de l'image caractéristiques de la présence du bâtiment et peut être décrite, de manière équivalente, par un ensemble de régions ou de segments dans l'image. À l'issue de cette étude, des méthodes sont développées pour simuler la signature géométrique des bâtiments dans les images. Deux méthodes, qui s'appuient sur les méthodes de simulation précédemment établies, sont ensuite proposées pour l'extraction des bâtiments en monoscopie optique et RSO. Ces méthodes, dont les performances sont évaluées sur données simulées et sur données réelles, répondent aux exigences suivantes : - prise en compte de la complexité géométrique et radiométrique inhérente aux images de télédétection haute et très haute résolution en milieu urbain ; - applicabilité des approches développées aussi bien en imagerie optique que RSO, afin de faciliter leur mise en oeuvre dans un contexte multicapteur.
Author: Edouard Barthelet
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Category :
Languages : fr
Pages : 174
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Book Description
Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse sont relatifs à l'extraction tridimensionnelle de bâtiments à partir d'images satellitaires optiques et RSO haute et très haute résolution. Une étude des effets géométriques liés à la projection des bâtiments dans les images optiques et RSO est tout d'abord menée. Dans le cadre de cette étude, la signature géométrique d'un bâtiment dans une image est définie. Elle correspond à l'ensemble des structures géométriques de l'image caractéristiques de la présence du bâtiment et peut être décrite, de manière équivalente, par un ensemble de régions ou de segments dans l'image. À l'issue de cette étude, des méthodes sont développées pour simuler la signature géométrique des bâtiments dans les images. Deux méthodes, qui s'appuient sur les méthodes de simulation précédemment établies, sont ensuite proposées pour l'extraction des bâtiments en monoscopie optique et RSO. Ces méthodes, dont les performances sont évaluées sur données simulées et sur données réelles, répondent aux exigences suivantes : - prise en compte de la complexité géométrique et radiométrique inhérente aux images de télédétection haute et très haute résolution en milieu urbain ; - applicabilité des approches développées aussi bien en imagerie optique que RSO, afin de faciliter leur mise en oeuvre dans un contexte multicapteur.
Author: Elisabeth Simonetto
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Languages : fr
Pages : 223
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Book Description
Cette thèse concerne l'élaboration d'une chaîne de traitements radargrammétrique conduisant aux structures 3-D à partir d'images radar haute résolution. L'intérêt de la cartographie 3-D par imagerie RSO (Radar à Synthèse d'Ouverture) est que l'image radar peut être acquise par tout temps et de jour comme de nuit. Nous disposons d'images issues du capteur expérimental RAMSES de l'ONERA et représentant des scènes industrielles. Ces données contiennent de nombreux échos forts et les toits des structures sont peu visibles. Ces phénomènes rendent difficile l'interprétation des images et insuffisantes les méthodes classiques de reconstruction 3-D. Face à ces particularités, nous menons l'analyse radiométrique et géométrique des données. Cette analyse aboutit à la proposition d'une chaîne algorithmique adaptée qui vise à restituer les structures cylindriques et parallélépipédiques telles que cuves et bâtiments de forme simple. Dans la première partie concernant l'analyse, nous donnons l'interprétation simplifiée de l'image radar d'une structure et étudions les statistiques des images d'amplitude. L'opportunité de la radargrammétrie haute résolution est vérifiée théoriquement puis expérimentalement. La seconde partie présente la chaîne radargrammétrique. Notre approche comprend deux étapes principales : l'extraction des structures à partir des échos forts puis l'estimation du 3-D. L'extraction des structures fait l'objet d'un chapitre important de cette thèse. Nous proposons une méthode permettant la reconnaissance de la forme englobant la structure brillante, circulaire ou rectangulaire, par optimisation d'un critère surfacique. Nous la comparons avec des techniques plus classiques de traitement d'images et étudions plusieurs critères ainsi que l'apport de méthodes d'optimisation stochastique. Nous présentons ensuite une méthodologie pour obtenir les altitudes du sol entre les structures détectées et leur hauteur, dans le cas favorable où un écho du toit est détectable.
Author: Hélène Sportouche
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Languages : fr
Pages : 196
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Ces travaux s'inscrivent dans le cadre de l'extraction et de la reconstruction 3D des bâtiments en milieu urbain et semi-urbain, à partir d'images satellitaires optiques et RADAR à haute résolution. L'objectif majeur réside dans le développement d'une chaîne complète de traitements semi-automatiques, capable de fournir une reconstruction simple et fiable des bâtiments parallélépipédiques de la scène, à partir d'une configuration spécifique des données d'entrée, composée d'une image optique et d'une image RADAR, ainsi que d'un modèle numérique de terrain. Cette configuration restreinte, particulièrement délicate à traiter mais susceptible d'intervenir en milieu opérationnel, a fait l'objet de peu de travaux. La proposition d'une démarche dédiée à la gestion d'un tel scénario représente donc un intérêt certain pour plusieurs applications de télédétection. L'enjeu consiste à bénéficier pleinement du contexte de la fusion de données, en exploitant, de façon appropriée, les complémentarités optiques et RADAR, en vue d'une reconstruction de la scène par combinaison d'informations planimétriques et altimétriques. La chaîne proposée se décompose en quatre étapes : détection des bâtiments potentiels en monoscopie optique ; projection et recalage des emprises optiques potentielles dans la donnée RADAR ; estimation des hauteurs et validation des bâtiments sur l'image RADAR ; qualification des bâtis reconstruits. La chaîne complète est mise en œuvre sur des scènes d'étude issues d'un couple de données réelles Quickbird et TerraSAR-X. Les résultats fournis sont analysés qualitativement et quantitativement. Une reconstruction globalement satisfaisante des bâtiments est obtenue.
Author: Florentin Bujor
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Languages : fr
Pages : 206
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Les travaux présentés dans cette thèse s'articulent autour de trois axes : deux axes méthodologiques, l'extraction ert la fusion d'informations en imagerie radar à synthèse d'ouverture (RSO) multi-temporelle, et un axe plus thématique, l'application des méthodes proposées à la détection de changements et d'objets géographiques stables. La stratégie "extraction-fusion" permet d'exploiter les données RSO multi-temporelles dans des contextes opérationnels tels que le suivi des déforestations ou la mise à jour de cartes dans des régions où l'imagerie satellitaire optique se heurte aux mauvaises conditions météorologiques. Les attributs développés dans l'axe extraction d'informations apportent une contribution originale à l'analyse des images RSO multi-temporelles. Ils s'appuient sur les paramètres existants pour les images mono-dates et les étendent au cas multi-temporel pour exploiter soit la redondance de l'information en vue d'améliorer la détection des structures stables, soit les modifications de la radiométrie pour détecter les changements survenus entre les acquisitions. Le second axe méthodologique consiste à fusionner les informations extraites sous forme d'attributs par une méthode adpatée au contexte de la élédétection spatiale. La collaboration avec des géophysiciens nous a conduit à développer une méthode de fusion interactive qui intègre la connaissance qu'ont les experts des zones recherchées et du comportement des attributs. Un système de fusion symbolique floue permet d'atteindre cet objectif au travers d'une interface graphique construite en IDL, langage du logiciel ENVI très répandu dans la communauté de la télédétection. Outre les fonctionnalités de réglage interactif des fonctions d'appartenance, l'interface dévelpppée incorpore un ensemble de fonctionnalités qui la rendent facilement utilisable pour des opérateurs appartenant aux domaines d'application. Sur l'axe thématique, trois exemples d'application illustrent l'approche extraction-fusion dans les deux principales directions d'exploitation de l'imagerie RSO multi-temporelle : la détection de changements et l'amélioration de la détection des structures stables. Les données utilisées sont des images RSO acquises dans des régions tropicales humides par les satellites ERS dont les archives importantes permettent aujourd'hui de disposer de nombreuses séries multi-temporelles. Les résultats obtenus mettent en valeur le potentiel des données RSO pour la détection de changements et l'intérêt d'une détection simultanée des discontinuités spatio-temporelles dans les volumes formés par les séries d'images. A terme, le développement et le tranfert vers les utilisateurs finaéux de "bibliothèques" d'attributs dédiés à l'extraction d'informations dans les séries d'images radar doit permettre une meilleure utilisation de ces données. Ce transfert doit également comporter des méthodes de fusion d'informations permettant de combiner un ensemble de paramètres sélectionnés par les experts. La méthode de fusion floue interactive proposée est une alternative à des méthodes de classification automatiques ou supervisées, qui permet d'intégrer les connaissances expertes et de laisser l'utilisateur final piloter la fusion vers une solution satifaisante.
Author: Miloud Chikr El Mezouar
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Languages : fr
Pages : 154
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Book Description
Les satellites d'observation de la Terre fournissent des données multi-spectrales et panchromatiques ayant différentes résolutions spatiales, spectrales, temporelles, et radiométriques. La fusion d'une image panchromatique ayant une haute résolution spatiale, mais une basse résolution spectrale avec une image multi-spectrale ayant une basse résolution spatiale mais une haute résolution spectrale est très utile dans de nombreuses applications de télédétection nécessitant à la fois de hautes résolutions spatiales et spectrales. Dans l'image fusionnée les structures et les objets sont bien rehaussés, et la classification de ces objets devient plus précise. Ces techniques de traitement d'image sont connues sous le nom de pansharpening ou les techniques de fusion de résolutions. Dans cette thèse, trois algorithmes sont proposés pour la fusion dont deux dans la catégorie de substitution de composants où nos principales contributions consistent à utiliser la transformée IHS et rehausser la bande verte dans les zones de végétation. Dans le premier algorithme, la végétation est détectée en utilisant l’indice NDVI et le rehaussement de la végétation est effectué avant le processus de fusion. En revanche, pour le second algorithme le rehaussement de la végétation se fait après le processus de fusion et la végétation est délimitée à l'aide d'un nouvel indice (HRNDVI) proposé pour des images de hautes résolutions. HRNDVI est utilisé dans l'extraction de la végétation, même dans le cas complexe des zones urbaines où la végétation est dispersée. Ainsi, en utilisant HRNDVI, une nouvelle méthode a été proposée et testée pour extraire la végétation. Le troisième algorithme pansharpening est inclus dans la catégorie multi-résolution basée sur la transformée NSCT. L'amélioration des résultats est assurée par l’utilisation d'un nombre de niveaux de décomposition réduit pour les images multi-spectrales et un nombre plus élevé de niveaux de décomposition pour l'image panchromatique . Cette stratégie permet d’aboutir à des résultats visuels et quantitatifs satisfaisants. En outre, la contribution de la thèse considère aussi l'évaluation de la qualité des images fusionnées. En fait, un nouveau protocole pour l'évaluation de la qualité est proposé. En fonction de l'application à utiliser, il peut être réglé pour favoriser la qualité spectrale ou spatiale.
