Modélisation du transfert radiatif et télédétection hyperspectrale pour le suivi temporel de la teneur en chlorophylle d'une forêt temùpérée PDF Download
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Author: Valérie Demarez
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 240
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Book Description
MON TRAVAIL DE THESE SE SITUE DANS LE CONTEXTE DE L'ETUDE DU FONCTIONNEMENT D'UNE FORET TEMPEREE A PARTIR DE DONNEES DE TELEDETECTION. DEUX ACTIVITES COMPLEMENTAIRES ONT ETE POURSUIVIES : DEVELOPPEMENT D'UN MODELE DE TRANSFERT RADIATIF 3D ET DETERMINATION DE LA CHLOROPHYLLE DE COUVERTS FORESTIERS AVEC DES MESURES SPECTROMETRIQUES AEROPORTEES. DURANT LA PREMIERE PARTIE DE MA THESE, J'AI PARTICIPE AU DEVELOPPEMENT D'UN MODELE DE TRANSFERT RADIATIF A LA FOIS PERFORMANT ET ORIGINAL : LE MODELE DART. CE DERNIER SIMULE LES REFLECTANCES ET IMAGES DIRECTIONNELLES DES COUVERTS, AINSI QUE LA DISTRIBUTION 3D DU RAYONNEMENT ABSORBE. SA PRINCIPALE ORIGINALITE EST DE PERMETTRE DES ETUDES A LA FOIS SIMPLES ET PRECISES DE L'ENVIRONNEMENT RADIATIF DE PAYSAGES HETEROGENES, TELS QUE LES FORETS. LE MODELE DART PALLIE A PLUSIEURS LIMITATIONS CLASSIQUES DES MODELES ACTUELS, CAR IL PREND EN COMPTE L'ANISOTROPIE DU RAYONNEMENT ATMOSPHERIQUE ET DE LA REFLECTANCE DU SOL, L'EFFET DE LA RETRODIFFUSION, LE RELIEF, LA STRUCTURE DES COUVERTS, ETC. DE PLUS, IL PERMET DE DISTINGUER LE RAYONNEMENT DIFFUSE PAR LE MESOPHYLLE FOLIAIRE, CE QUI EST TRES UTILE POUR LES ETUDES SPECTROMETRIQUES. FINALEMENT, LE MODELE DART EST TRES SOUPLE, NOTAMMENT EN CE QUI CONCERNE LA GESTION DES PARAMETRES D'ENTREE. CES DERNIERS PEUVENT ETRE TRES COMPLETS OU SIMPLEMENT IDENTIQUES A CEUX DU MODELE SAIL. LA VALIDITE DU MODELE DART A ETE TESTEE AVEC DES DONNEES DE TERRAIN (PARABOLA) ET AEROPORTEES (POLDER) SUR DES FORETS BOREALES. AUCUNE REPONSE DEFINITIVE N'A PU ETRE APPORTEE EN RAISON DE DIFFICULTES CLASSIQUES LIEES A L'INCERTITUDE DES MESURES EXPERIMENTALES. TOUTEFOIS, LES RESULTATS OBTENUS MONTRENT QUE LA SIMULATION DE REFLECTANCES PRECISES DE COUVERTS FORESTIERS NECESSITE L'UTILISATION D'UN MODELE 3D CAPABLE DE PRENDRE EN COMPTE LEUR ARCHITECTURE. LES TRAVAUX PRESENTES DANS LA DEUXIEME PARTIE PORTENT SUR L'ETUDE DU POTENTIEL DE LA HAUTE RESOLUTION SPECTRALE (VISIBLE ET PROCHE INFRAROUGE) POUR DETERMINER LE CONTENU EN CHLOROPHYLLE DE LA FORET DE FONTAINEBLEAU (CHENES, HETRES, PINS...). ILS ONT ETE REALISES DANS LE CADRE DU PROJET EUROPEEN EMAC (EUROPEAN MULTISENSORS AIRBORNE CAMPAIGN), AVEC LES DONNEES DU SPECTROMETRE AEROPORTE ROSIS. UNE APPROCHE EMPIRIQUE ET UNE APPROCHE THEORIQUE ONT ETE UTILISEES. L'APPROCHE EMPIRIQUE M'A PERMIS DE RELIER LA CONCENTRATION EN CHLOROPHYLLE MESUREE SUR LE TERRAIN AU POINT D'INFLEXION (#I) DES REFLECTANCES ROSIS SITUEES DANS LA ZONE ROUGE-PROCHE INFRAROUGE. LA RELATION OBTENUE S'EST AVEREE PEU SENSIBLE AUX DIRECTIONS D'OBSERVATIONS ET D'ECLAIREMENT AINSI QU'A L'ATMOSPHERE. L'APPROCHE THEORIQUE A CONSISTE A ANALYSER DES SPECTRES DE COUVERTS SIMULES PAR COUPLAGE DU MODELE DART ET DU MODELE FOLIAIRE PROSPECT. ELLE A PERMIS DE CONFIRMER L'EXISTENCE D'UNE RELATION ENTRE (#I) ET LA CHLOROPHYLLE DU COUVERT, AINSI QUE SA ROBUSTESSE AUX CONDITIONS D'ACQUISITION DES MESURES.
Author: Valérie Demarez
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Pages : 240
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MON TRAVAIL DE THESE SE SITUE DANS LE CONTEXTE DE L'ETUDE DU FONCTIONNEMENT D'UNE FORET TEMPEREE A PARTIR DE DONNEES DE TELEDETECTION. DEUX ACTIVITES COMPLEMENTAIRES ONT ETE POURSUIVIES : DEVELOPPEMENT D'UN MODELE DE TRANSFERT RADIATIF 3D ET DETERMINATION DE LA CHLOROPHYLLE DE COUVERTS FORESTIERS AVEC DES MESURES SPECTROMETRIQUES AEROPORTEES. DURANT LA PREMIERE PARTIE DE MA THESE, J'AI PARTICIPE AU DEVELOPPEMENT D'UN MODELE DE TRANSFERT RADIATIF A LA FOIS PERFORMANT ET ORIGINAL : LE MODELE DART. CE DERNIER SIMULE LES REFLECTANCES ET IMAGES DIRECTIONNELLES DES COUVERTS, AINSI QUE LA DISTRIBUTION 3D DU RAYONNEMENT ABSORBE. SA PRINCIPALE ORIGINALITE EST DE PERMETTRE DES ETUDES A LA FOIS SIMPLES ET PRECISES DE L'ENVIRONNEMENT RADIATIF DE PAYSAGES HETEROGENES, TELS QUE LES FORETS. LE MODELE DART PALLIE A PLUSIEURS LIMITATIONS CLASSIQUES DES MODELES ACTUELS, CAR IL PREND EN COMPTE L'ANISOTROPIE DU RAYONNEMENT ATMOSPHERIQUE ET DE LA REFLECTANCE DU SOL, L'EFFET DE LA RETRODIFFUSION, LE RELIEF, LA STRUCTURE DES COUVERTS, ETC. DE PLUS, IL PERMET DE DISTINGUER LE RAYONNEMENT DIFFUSE PAR LE MESOPHYLLE FOLIAIRE, CE QUI EST TRES UTILE POUR LES ETUDES SPECTROMETRIQUES. FINALEMENT, LE MODELE DART EST TRES SOUPLE, NOTAMMENT EN CE QUI CONCERNE LA GESTION DES PARAMETRES D'ENTREE. CES DERNIERS PEUVENT ETRE TRES COMPLETS OU SIMPLEMENT IDENTIQUES A CEUX DU MODELE SAIL. LA VALIDITE DU MODELE DART A ETE TESTEE AVEC DES DONNEES DE TERRAIN (PARABOLA) ET AEROPORTEES (POLDER) SUR DES FORETS BOREALES. AUCUNE REPONSE DEFINITIVE N'A PU ETRE APPORTEE EN RAISON DE DIFFICULTES CLASSIQUES LIEES A L'INCERTITUDE DES MESURES EXPERIMENTALES. TOUTEFOIS, LES RESULTATS OBTENUS MONTRENT QUE LA SIMULATION DE REFLECTANCES PRECISES DE COUVERTS FORESTIERS NECESSITE L'UTILISATION D'UN MODELE 3D CAPABLE DE PRENDRE EN COMPTE LEUR ARCHITECTURE. LES TRAVAUX PRESENTES DANS LA DEUXIEME PARTIE PORTENT SUR L'ETUDE DU POTENTIEL DE LA HAUTE RESOLUTION SPECTRALE (VISIBLE ET PROCHE INFRAROUGE) POUR DETERMINER LE CONTENU EN CHLOROPHYLLE DE LA FORET DE FONTAINEBLEAU (CHENES, HETRES, PINS...). ILS ONT ETE REALISES DANS LE CADRE DU PROJET EUROPEEN EMAC (EUROPEAN MULTISENSORS AIRBORNE CAMPAIGN), AVEC LES DONNEES DU SPECTROMETRE AEROPORTE ROSIS. UNE APPROCHE EMPIRIQUE ET UNE APPROCHE THEORIQUE ONT ETE UTILISEES. L'APPROCHE EMPIRIQUE M'A PERMIS DE RELIER LA CONCENTRATION EN CHLOROPHYLLE MESUREE SUR LE TERRAIN AU POINT D'INFLEXION (#I) DES REFLECTANCES ROSIS SITUEES DANS LA ZONE ROUGE-PROCHE INFRAROUGE. LA RELATION OBTENUE S'EST AVEREE PEU SENSIBLE AUX DIRECTIONS D'OBSERVATIONS ET D'ECLAIREMENT AINSI QU'A L'ATMOSPHERE. L'APPROCHE THEORIQUE A CONSISTE A ANALYSER DES SPECTRES DE COUVERTS SIMULES PAR COUPLAGE DU MODELE DART ET DU MODELE FOLIAIRE PROSPECT. ELLE A PERMIS DE CONFIRMER L'EXISTENCE D'UNE RELATION ENTRE (#I) ET LA CHLOROPHYLLE DU COUVERT, AINSI QUE SA ROBUSTESSE AUX CONDITIONS D'ACQUISITION DES MESURES.
Author: Valérie Demarez
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Mon travail de these se situe dans le contexte de l'etude du fonctionnement d'une foret temperee a partir de donnees de teledetection. Deux activites complementaires ont ete poursuivies : developpement d'un modele de transfert radiatif 3d et determination de la chlorophylle de couverts forestiers avec des mesures spectrometriques aeroportees. Durant la premiere partie de ma these, j'ai participe au developpement d'un modele de transfert radiatif a la fois performant et original : le modele dart. Ce dernier simule les reflectances et images directionnelles des couverts, ainsi que la distribution 3d du rayonnement absorbe. Sa principale originalite est de permettre des etudes a la fois simples et precises de l'environnement radiatif de paysages heterogenes, tels que les forets. Le modele dart pallie a plusieurs limitations classiques des modeles actuels, car il prend en compte l'anisotropie du rayonnement atmospherique et de la reflectance du sol, l'effet de la retrodiffusion, le relief, la structure des couverts, etc. De plus, il permet de distinguer le rayonnement diffuse par le mesophylle foliaire, ce qui est tres utile pour les etudes spectrometriques. Finalement, le modele dart est tres souple, notamment en ce qui concerne la gestion des parametres d'entree. Ces derniers peuvent etre tres complets ou simplement identiques a ceux du modele sail. La validite du modele dart a ete testee avec des donnees de terrain (parabola) et aeroportees (polder) sur des forets boreales. Aucune reponse definitive n'a pu etre apportee en raison de difficultes classiques liees a l'incertitude des mesures experimentales. Toutefois, les resultats obtenus montrent que la simulation de reflectances precises de couverts forestiers necessite l'utilisation d'un modele 3d capable de prendre en compte leur architecture. Les travaux presentes dans la deuxieme partie portent sur l'etude du potentiel de la haute resolution spectrale (visible et proche infrarouge) pour determiner le contenu en chlorophylle de la foret de fontainebleau (chenes, hetres, pins...). Ils ont ete realises dans le cadre du projet europeen emac (european multisensors airborne campaign), avec les donnees du spectrometre aeroporte rosis. Une approche empirique et une approche theorique ont ete utilisees. L'approche empirique m'a permis de relier la concentration en chlorophylle mesuree sur le terrain au point d'inflexion (#i) des reflectances rosis situees dans la zone rouge-proche infrarouge. La relation obtenue s'est averee peu sensible aux directions d'observations et d'eclairement ainsi qu'a l'atmosphere. L'approche theorique a consiste a analyser des spectres de couverts simules par couplage du modele dart et du modele foliaire prospect. Elle a permis de confirmer l'existence d'une relation entre (#i) et la chlorophylle du couvert, ainsi que sa robustesse aux conditions d'acquisition des mesures
Author: VERONIQUE.. PINEL
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 278
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Book Description
L'ETUDE DE LA BIOSPHERE CONTINENTALE AVEC DES DONNEES DE TELEDETECTION VISIBLE ET INFRAROUGE NECESSITE UNE BONNE COMPREHENSION DES PHENOMENES PHYSIQUES A L'ORIGINE DE L'INFORMATION RADIOMETRIQUE MESUREE. LES MODELES DE TRANSFERT RADIATIF JOUENT UN ROLE MAJEUR DANS CETTE CONNAISSANCE. CETTE THESE EST CENTREE SUR LA MODELISATION 3-D DES COUVERTS FORESTIERS ET PRESENTE LE MODELE DE TRANSFERT RADIATIF DART QUI PALLIE A PLUSIEURS LIMITATIONS CLASSIQUES DES MODELES ACTUELS : PRISE EN COMPTE DES MECANISMES PHYSIQUES MAJEURS ET DE LA NATURE 3-D DES COUVERTS, SIMULATION D'IMAGES. L'APPORT DU MODELE DART EST ETUDIE DANS TROIS DOMAINES : (1) L'ANALYSE TEXTURALE D'IMAGES : L'INTERET DE DART EST DE FOURNIR DES SIMULATIONS PRECISES. AINSI, L'UTILISATION DE MODELES SIMPLES CONDUIT A UNE INFORMATION TEXTURALE ERRONEE. LE POTENTIEL DE DART EST ILLUSTRE EN ETUDIANT LA SENSIBILITE DE LA TEXTURE A DES PARAMETRES BIOPHYSIQUES ET EXPERIMENTAUX. UNE VALIDATION PARTIELLE EST REALISEE AVEC DES IMAGES A HAUTE RESOLUTION SPATIALE DU CAPTEUR AEROPORTE RAMI ACQUISES SUR LES LANDES. (2) L'ANALYSE SPECTROMETRIQUE : UN INTERET DE LA HAUTE RESOLUTION SPECTRALE EST D'EVALUER LE CONTENU BIOCHIMIQUE DES COUVERTS POUR ETUDIER LEUR FONCTIONNEMENT. LES TRAVAUX EMPIRIQUES DEJA MENES N'ONT PAS PERMIS D'ETABLIR DE RELATIONS ROBUSTES INDEPENDANTES DU SITE D'ETUDE ET DES CONDITIONS D'ACQUISITION DES DONNEES. CE PROBLEME EST APPARU AVEC L'ANALYSE DES DONNEES ISM (SPECTROMETRE AEROPORTE) POUR ETABLIR DES RELATIONS PREDICTIVES POUR LA LIGNINE, LA CELLULOSE ET L'AZOTE D'UN SITE DES LANDES. CES RELATIONS DIFFERENT DE CELLES OBTENUES LORS D'UNE PRECEDENTE EXPERIENCE (AVIRIS). LE MODELE DART A PERMIS D'ETUDIER LA VALIDITE DE CES RELATIONS EN FONCTION DES CONFIGURATIONS D'ACQUISITION ET DE LA VARIABILITE NATURELLE DU COUVERT. (3) L'ANALYSE DE DONNEES MULTI-RESOLUTION : UNE ETUDE PROSPECTIVE A ETE MENEE POUR MONTRER QUE LA MODELISATION PEUT CONTRIBUER A L'ETUDE D'UN PROBLEME COMMUN ET FONDAMENTAL EN TELEDETECTION : LA SIGNIFICATION DE L'INFORMATION SATELLITAIRE A DIFFERENTES RESOLUTIONS SPATIALES. L'OBJECTIF EST DE SIMULER DE MANIERE PRECISE LA BRDF DE COUVERTS ETENDUS EN N'UTILISANT QUE DES PARAMETRES BIOPHYSIQUES ET OPTIQUES MESURES IN-SITU. L'APPROCHE RETENUE EST UN COUPLAGE DE 2 MODELES FONCTIONNANT A DIFFERENTES ECHELLES D'ANALYSE.
