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Dissertations / Theses on the topic 'Réflectance lidar de surface'
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1
Zabukovec, Antonin. "Apport des mesures de la plateforme CALIPSO pour l’étude des sources et des propriétés optiques des aérosols en Sibérie." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2021. http://www.theses.fr/2021SORUS393.
Full textAbstract:
Les connaissances sur la distribution et les propriétés physico-chimiques des particules aérosols dans la troposphère ont été identifiées par le Groupe d’experts Intergouvernemental sur l’Évolution du Climat (GIEC) comme la principale source d’incertitude dans l’étude de l’évolution du climat. Une caractérisation des types, des propriétés optiques et de la distribution verticale des aérosols à l’échelle régionale est nécessaire pour réduire cette source d’incertitude et certaines zones comme la Sibérie sont encore mal documentées. Les concentrations en aérosol de la Sibérie dépendent de sources naturelles, comme les feux de forêt saisonniers ou le transport vers le nord des poussières désertiques, mais également des sources anthropiques comme celles des zones exploitations d’hydrocarbures ou le transport à longue distance des émissions du Nord de la Chine. Afin de contribuer à l’amélioration de cette caractérisation des sources d’aérosol en Sibérie, nous avons dans un premier temps analysé les mesures de deux campagnes aéroportés réalisées sur des distances de plusieurs milliers de km en juillet 2013 et juin 2017. L’avion était équipé d’un lidar à rétrodiffusion à 532 nm ainsi de mesures in-situ de monoxyde de carbone (CO), de carbone suie (BC) et des distributions en taille des aérosols. Ces observations ont été étudiées en synergie avec celle du lidar spatial CALIOP et des missions MODIS et IASI. La gamme d'altitude des couches d'aérosols et le rôle de l’âge sur les propriétés optiques (épaisseur optique (AOD532), dépolarisation, rapport de couleur) sont discutés pour chaque type d'aérosol. Les résultats d’un vol au-dessus des régions d’extraction du gaz correspond au plus fortes AOD532, et des concentrations en BC supérieure à celle des émissions des zones urbaines et a permis une estimation du rapport lidar de ces panaches d'aérosols mal documentés dans la littérature. La deuxième partie du travail a consisté à proposer une alternative à la restitution indirecte de l’AOD532 par l’instrument CALIOP à partir de l’inversion du signal lidar de rétrodiffusion atténué. Cette méthode utilise la réflectance du signal lidar de CALIOP par la surface et a déjà été utilisée au-dessus des océans ou des nuages d’eau liquide optiquement opaques pour calculer une valeur AOD. Dans ce travail, nous avons ainsi développé et évalué une restitution des AOD à partir de la réflectance CALIOP de surface pour les zones continentales. Deux méthodologies ont été utilisées afin de déterminer la réflectance lidar de surface non atténuée par les aérosols: (i) sélection des observations CALIOP en condition de ciel clair sur 7 ans d’observation (ii) extrapolation de la relation de linéarité entre la réflectance lidar de surface atténuée et la transmission atmosphérique. Si ces deux méthodes donnent de bons résultats dans les zones de faible réflectance lidar de surface (< 0.75 sr-1) la première méthode n’est pas utilisable sur les zones désertiques. L’utilisation de ces AOD lidar mesurées directement au-dessus des surfaces continentales permet d’améliorer le biais (|ME| < 0.034) et la dispersion (< 0.145) en comparaison aux observations MODIS. Ceci améliore beaucoup les résultats des comparaisons CALIOP-MODIS obtenus avec la restitution indirecte des AOD une analyse des profils verticaux de rétrodiffusion lidar atténuée avec un biais < 0.174 et une dispersion < 0.234Knowledge of the distribution and physico-chemical properties of aerosol particles in the troposphere has been identified by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) as the main source of uncertainty in the study of climate change. Characterization of the types, optical properties and vertical distribution of aerosols at the regional scale is needed to reduce this source of uncertainty and some areas such as Siberia are still poorly documented. Aerosol concentrations in Siberia depend on natural sources, such as seasonal forest fires or northward transport of desert dust, but also on anthropogenic sources such as those from hydrocarbon mining areas or long-range transport of emissions from northern China. In order to contribute to the improvement of this characterization of aerosol sources in Siberia, we first analyzed the measurements of two airborne campaigns carried out over distances of several thousand km in July 2013 and June 2017. The aircraft was equipped with a back-scattering lidar at 532 nm, as well as in-situ measurements of carbon monoxide (CO), black carbon (BC) and aerosol size distributions. These observations were studied in synergy with those of the CALIOP spaceborne lidar and the MODIS and IASI missions. The altitude range of the aerosol layers and the role of age on the optical properties (optical thickness (AOD532), depolarization, color ratio) are discussed for each type of aerosol. The results of a flight over the gas extraction regions corresponded to the highest AOD532 and higher BC concentrations than the emissions from urban areas and allowed an estimation of the lidar ratio of these aerosol plumes poorly documented in the literature. The second part of the work consisted in proposing an alternative to the indirect restitution of the AOD532 by the CALIOP instrument from the inversion of the attenuated back-scattering lidar signal. This method uses the surface reflectance of the CALIOP lidar signal and has already been used over oceans or optically opaque liquid water clouds to calculate an AOD value. In this work, we have thus developed and evaluated an AOD restitution from the CALIOP surface reflectance for continental areas. Two methodologies were used to determine the surface lidar reflectance not attenuated by aerosols: (i) selection of CALIOP observations under clear sky conditions over 7 years of observation (ii) extrapolation of the linearity relationship between attenuated surface lidar reflectance and atmospheric transmission. If these two methods give good results in areas of low surface lidar reflectance (< 0.75sr-1), the first method is not usable in desert areas. The use of these LIDAR AOD measured directly over continental surfaces improves the bias (|ME| < 0.034) and dispersion (< 0.145) compared to MODIS observations. This greatly improves the results of the CALIOP-MODIS comparisons obtained with the indirect restitution of the AODs an analysis of the vertical profiles of attenuated lidar backscatter with a bias < 0.174 and dispersion < 0.234
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Morel, Jules. "Surface reconstruction based on forest terrestrial LiDAR data." Thesis, Aix-Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017AIXM0039/document.
Full textAbstract:
Au cours des dernières années, la capacité de la technologie LiDAR à capturer des informations détaillées sur la structure des forêts a attiré une attention croissante de la part de la communauté des écologues et des forestiers. Le LiDAR terrestre, notamment, apparaît comme un outil prometteur pour recueillir les caractéristiques géométriques des arbres à une précision millimétrique.Cette thèse étudie la reconstruction de surface à partir de nuages de points épars et non structurés, capturés en environnement forestier par un LiDAR terrestre. Nous proposons une suite d’algorithmes dédiés à la reconstruction de modèles d’attributs de placettes forestières : le sol etla structure ligneuse des arbres (i.e. troncs et branches principales). En pratique, nos approches modélisent le problème par des surfaces implicites construites à partir de fonctions à base radiale pour faire face à la forte hétérogénéité spatiale du nuage de points Lidar terrestreIn recent years, the capacity of LiDAR technology to capture detailed information about forests structure has attracted increasing attention in the field of forest science. In particular, the terrestrial LiDAR arises as a promising tool to retrieve geometrical characteristics of trees at a millimeter level.This thesis studies the surface reconstruction problem from scattered and unorganized point clouds, captured in forested environment by a terrestrial LiDAR. We propose a sequence of algorithms dedicated to the reconstruction of forests plot attributes model: the ground and the woody structure of trees (i.e. the trunk and the main branches). In practice, our approaches model the surface with implicit function build with radial basis functions to manage the homogeneity and handle the noise of the sample data points
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Venkata, Srikanth, and John Reagan. "Aerosol Retrievals from CALIPSO Lidar Ocean Surface Returns." MDPI AG, 2016. http://hdl.handle.net/10150/622759.
Full textAbstract:
This paper describes approaches to retrieve important aerosol results from the strong lidar return signals that are received by the space-borne CALIPSO lidar system after reflecting off-ocean surfaces. Relations, from which the theoretically expected values of area under ocean surface returns can be computed, are presented. A detailed description of the lidar system response to the ocean surface returns and the processes of sampling and averaging of lidar return signals are provided. An effective technique that reconstructs the lidar response to surface returnsstarting from down-linked samplesand calculates the area under it, has been developed and described. The calculated area values are validated after comparing them to their theoretically predicted counterpart values. Methods to retrieve aerosol optical depths (AODs) from these calculated areas are described and retrieval results are presented, including retrieval comparison with independent AOD measurements made by an airborne High Spectral Resolution Lidar (HSRL) that yielded quite good agreement. Techniques and results are also presented on using the spectral ratios of the surface response areas to determine spectral ratios of aerosol round-trip transmission and AOD spectral difference, without need of a specific/accurate ocean-surface reflectance model.
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Sarma, Vaibhav Yuan Xiaohui. "Urban surface characterization using LiDAR and aerial imagery." [Denton, Tex.] : University of North Texas, 2009. http://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc12196.
Full text
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Sarma, Vaibhav. "Urban surface characterization using LiDAR and aerial imagery." Thesis, University of North Texas, 2009. https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc12196/.
Full textAbstract:
Many calamities in history like hurricanes, tornado and flooding are proof to the large scale impact they cause to the life and economy. Computer simulation and GIS helps in modeling a real world scenario, which assists in evacuation planning, damage assessment, assistance and reconstruction. For achieving computer simulation and modeling there is a need for accurate classification of ground objects. One of the most significant aspects of this research is that it achieves improved classification for regions within which light detection and ranging (LiDAR) has low spatial resolution. This thesis describes a method for accurate classification of bare ground, water body, roads, vegetation, and structures using LiDAR data and aerial Infrared imagery. The most basic step for any terrain modeling application is filtering which is classification of ground and non-ground points. We present an integrated systematic method that makes classification of terrain and non-terrain points effective. Our filtering method uses the geometric feature of the triangle meshes created from LiDAR samples and calculate the confidence for every point. Geometric homogenous blocks and confidence are derived from TIN model and gridded LiDAR samples. The results from two representations are used in a classifier to determine if the block belongs ground or otherwise. Another important step is detection of water body, which is based on the LiDAR sample density of the region. Objects like tress and bare ground are characterized by the geometric features present in the LiDAR and the color features in the infrared imagery. These features are fed into a SVM classifier which detects bare-ground in the given region. Similarly trees are extracted using another trained SVM classifier. Once we obtain bare-grounds and trees, roads are extracted by removing the bare grounds. Structures are identified by the properties of non-ground segments. Experiments were conducted using LiDAR samples and Infrared imagery from the city of New Orleans. We evaluated the influence of different parameters to the classification. Water bodies were extracted successfully using density measures. Experiments showed that fusion of geometric properties and confidence levels resulted into efficient classification of ground and non-ground regions. Classification of vegetation using SVM was promising and effective using the features like height variation, HSV, angle etc. It is demonstrated that our methods successfully classified the region by using LiDAR data in a complex urban area with high-rise buildings.
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Le, Bras Aurélie. "Etude de l'état de surface des astéroïdes par spectroscopie infrarouge en réflectance." Paris 7, 2001. http://www.theses.fr/2001PA077139.
Full text
7
Awadallah, Mahmoud Sobhy Tawfeek. "Image Analysis Techniques for LiDAR Point Cloud Segmentation and Surface Estimation." Diss., Virginia Tech, 2016. http://hdl.handle.net/10919/73055.
Full textAbstract:
Light Detection And Ranging (LiDAR), as well as many other applications and sensors,
involve segmenting sparse sets of points (point clouds) for which point density is the only
discriminating feature. The segmentation of these point clouds is challenging for several
reasons, including the fact that the points are not associated with a regular grid. Moreover,
the presence of noise, particularly impulsive noise with varying density, can make it difficult
to obtain a good segmentation using traditional techniques, including the algorithms that
had been developed to process LiDAR data.
This dissertation introduces novel algorithms and frameworks based on statistical techniques
and image analysis in order to segment and extract surfaces from sparse noisy point clouds.
We introduce an adaptive method for mapping point clouds onto an image grid followed
by a contour detection approach that is based on an enhanced version of region-based Active Contours Without Edges (ACWE). We also proposed a noise reduction method using
Bayesian approach and incorporated it, along with other noise reduction approaches, into
a joint framework that produces robust results. We combined the aforementioned techniques with a statistical surface refinement method to introduce a novel framework to detect
ground and canopy surfaces in micropulse photon-counting LiDAR data. The algorithm is
fully automatic and uses no prior elevation or geographic information to extract surfaces.
Moreover, we propose a novel segmentation framework for noisy point clouds in the plane
based on a Markov random field (MRF) optimization that we call Point Cloud Densitybased Segmentation (PCDS). We also developed a large synthetic dataset of in plane point
clouds that includes either a set of randomly placed, sized and oriented primitive objects
(circle, rectangle and triangle) or an arbitrary shape that forms a simple approximation for
the LiDAR point clouds. The experiment performed on a large number of real LiDAR and
synthetic point clouds showed that our proposed frameworks and algorithms outperforms
the state-of-the-art algorithms in terms of segmentation accuracy and surface RMSE.Ph. D.
8
Flanagin, Maik. "The Hydraulic Spline: Comparisons of Existing Surface Modeling Techniques and Development of a Spline-Based Approach for Hydrographic and Topographic Surface Modeling." ScholarWorks@UNO, 2007. http://scholarworks.uno.edu/td/613.
Full textAbstract:
Creation of accurate and coherent surface models is vital to the effective planning and construction of flood control and hurricane protection projects. Typically, topographic surface models are synthesized from Delaunay triangulations or interpolated raster grids. Although these techniques are adequate in most general situations, they do not effectively address the specific case where topographic data is available only as cross-section and profile centerline data, such as the elevation sampling produced by traditional hydrographic surveys. The hydraulic spline algorithm was developed to generate irregular two-dimensional channel grids from hydrographic cross-sections at any desired resolution. Hydraulic spline output grids can be easily merged with datasets of higher resolution, such as LIDAR data, to build a complete model of channel geometry and overbank topography. In testing, the hydraulic spline algorithm faithfully reproduces elevations of known input cross-section points where they exist, while generating a smooth transition between known cross-sections. The algorithm performs particularly well compared to traditional techniques with respect to aesthetics and accuracy when input data is sparse. These qualities make the hydraulic spline an ideal choice for practical applications where available data may be limited due to historic or budgetary reasons.
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Jack, Landy. "Characterization of sea ice surface topography using Light Detection and Ranging (LiDAR)." Wiley, 2014. http://hdl.handle.net/1993/31170.
Full textAbstract:
Where once the Arctic basin held predominantly old, thick perennial sea ice, it is now increasingly occupied by young, thin seasonal ice. The sea ice surface topography, which affects and is affected by many of the physical processes operating at the interface between ocean, sea ice and atmosphere, is closely related to the age and type of sea ice cover. In this thesis, new methods are presented for measuring and understanding sea ice topography using Light Detection and Ranging (LiDAR) technology.
A new technique is presented for parameterizing the micro-scale roughness of sea ice using terrestrial LiDAR. Field, laboratory and numerical experiments have been carried out to test the precision and accuracy of the technique, and calibrations have been developed for correcting field observations of surface roughness for known biases. Results obtained using this technique have been applied in several microwave remote sensing and electromagnetic-wave scattering model studies of snow-covered and melting sea ice.
Terrestrial and satellite LiDAR observations are acquired and combined in a further study to examine how sea ice surface topography regulates the melting of ice during the Arctic summer. Observations from a field program in the Canadian Arctic show that minor variations in the roughness of pre-melt sea ice topography can affect significant variations in the melt pond coverage at the ice surface in summer. Numerical simulations are used to develop a quantitative understanding of these findings and, when applied to satellite observations, explain most of the spatial variation in Arctic summer ice melting rates. Results suggest that a recent reduction in sea ice roughness, caused by progressive changes in the type of sea ice resident in the Arctic Ocean, has accelerated the summer melting and decline of the Arctic sea ice cover.May 2016
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Mutlu, Muge. "Mapping surface fuels using LIDAR and multispectral data fusion for fire behavior modeling." [College Station, Tex. : Texas A&M University, 2006. http://hdl.handle.net/1969.1/ETD-TAMU-1118.
Full text
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Hadad, Meriem. "Étude spectroscopique des processus de photodimérisation dans le cristal d'anthracène : influence sur la cohérence excitonique de la surface analysée par réflectivité et fluorescence." Bordeaux 1, 1985. http://www.theses.fr/1985BOR10580.
Full textAbstract:
Mise en évidence par analyse spectroscopique visible et ultraviolette des mécanismes de formation et propagation des photodimères dans des cristaux d'anthracène très purs. Étude de l'influence du désordre engendré sur la cohérence excitonique de la surface
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Poudel, Om Prakash. "Identification of barriers and least cost paths for autonomous vehicle navigation using airborne LIDAR data." Thesis, Virginia Tech, 2007. http://hdl.handle.net/10919/43304.
Full textAbstract:
In the past several years, the Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) has sponsored two Grand Challenges, races among autonomous ground vehicles in rural environments. These vehicles must follow a course delineated by Global Positioning System waypoints using no human guidance. Airborne LIDAR data and GIS can play a significant role in identifying barriers and least cost paths for such vehicles. Least cost paths minimize the sum of impedance across a surface. Impedance can be measured by steepness of slope, impenetrable barriers such as vegetation and buildings, fence lines and streams, or other factors deemed important to the vehicleâ s success at navigating the terrain. This research aims to provide accurate least cost paths for those vehicles using airborne LIDAR data. The concepts of barrier identification and least cost path generation are reviewed and forty-five least cost paths created with their performance compared to corresponding Euclidean paths. The least cost paths were found superior to the corresponding Euclidean paths in terms of impedance as they avoid barriers, follow roads and pass across relatively gentler slopes.Master of Science
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Macay, Moreira José Miguel. "Using photogrammetric Digital Surface Model in LiDAR software for creating Three Dimensional Buildings." Thesis, Högskolan i Gävle, Avdelningen för Industriell utveckling, IT och Samhällsbyggnad, 2013. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:hig:diva-14724.
Full textAbstract:
The way of representing Earth has changed; two dimensional (2D) maps have turned into three Dimensional (3D) representations. There are many studies in order to create 3D city maps as well as areas where these are applied such as 3D cadastral, 3D visualization and flood simulation, etc. These can be created with the aid of different data sources using photogrammetric Digital Surface Model (DSM) derived from image matching and from Light Detection and Ranging (LiDAR) point clouds or both of them combining orthophotos and building footprints. Several software has been developed to ease and speed up this process. In this study, a current state-of-the art in the 3D city modeling with particular interest to commercial software was analyzed. DSMs from image matching (Satellite and Airborne) were used in order to create a 3D city model of Trento, Italy. The objectivewas to examine the degree of automation and the computation time of two available software: Feature Manipulation Engine (FME) and Building Reconstruction (BREC). Other problem such as the quality of the DSM needed would be discussed for each software and the results would be compared to those achieved using LiDAR data. Recommendations and possible problems would also be addressed. In order to create a 3D city model, the ALDPAT software (Airborne LiDAR Data Processing and Analysis Tool) has been used to separate the ground regions (Digital Terrain Model, DTM) from the man-made objects and trees (Normal Digital Surface Model, nDSM). FME and BREC software have been used to reconstruct the 3D city model. The output results from FME and BREC have been analyzed qualitatively and quantitatively. The comparison between the models generated from photogrammetric and LiDAR DSMs have been performed. The results show that buildings generated by satellite images have poorest quality compared with buildings from LiDAR and airborne data. In particular, the performed tests will be shown that among the Level of Details (LoD), a LoD1 and LoD2 3D city models can be generated using a DSM by image matching. A deeper study should be done in order to analyze the level of detail qualitatively.
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Seo, Suyoung. "Model-Based Automatic Building Extraction From LIDAR and Aerial Imagery." The Ohio State University, 2003. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1048886400.
Full text
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Roujean, Jean-Louis. "Modélisation des effets bidirectionnels de la réflectance de surface pour la normalisation de données satellitaires de télédétection." Toulouse 3, 1991. http://www.theses.fr/1991TOU30190.
Full textAbstract:
La normalisation des donnees satellitaires de teledetection est un theme important de l'observation spatiale puisque son objectif est de permettre l'intercomparaison des donnees acquises a differentes dates et differents lieux geographiques, et eventuellement par differents instruments d'observation. La procedure de normalisation des donnees doit necessairement s'interesser aux differents phenomenes perturbateurs influants sur le signal de mesure: l'invertitude de l'etalonnage, la couverture nuageuse, les effets d'atmosphere, et les effets bidirectionnels de surface qui ont pour effet d'induire d'importantes fluctuations sur le signal satellitaire. Le travail presente est axe sur une modelisation des effets bidirectionnels de surface qui puisse etre incluse dans une methode de normalisation de donnees satellitaires multitemporelles. Pour cela, il a ete elabore un modele analytique semi-empirique capable de reproduire les signatures bidirectionnelles principales de la plupart des couverts terrestres. On propose ensuite une methode de normalisation originale qui tache de reduire chacun des phenomenes perturbateurs mentionnes ci-dessus. L'application de cette methode a une periode de 8 mois de donnees avhrr/noaa-11 sur differents sites d'etude a pour effet de reduire sensiblement la forte dispersion des donnees d'origine bidirectionnelle, de facon nettement plus satisfaisante que les methodes empiriques existantes. Cette methode presente en outre les avantages d'accroitre la dynamique temporelle du signal observe et d'offrir la possibilite d'intercomparer les donnees issues de divers capteurs
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Schwindling, Myriam. "Modèles et mesures pour l'observation spatiale de la couleur de l'océan : diffusion atmosphérique par les aérosols et réflexion de surface par l'écume." Lille 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LIL10116.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur l'étude de mesures et modèles de réflectance atmosphérique et d'écume de mer pour la correction d'images satellitaires de la couleur de l'océan, et du phytoplancton dérivé. Les perturbations dues aux aérosols et à l'écume sont en effet observées dans le proche infrarouge, puis extrapolées et corrigées dans le visible à l'aide de ces modèles. Des mesures systématiques de l'épaisseur optique et du rayonnement atmosphériques entre 443 et 1020 nm, faites en 1993 et 1994 sur la côte de Californie du Sud, ont permis d'identifier plusieurs types d'aérosols qui sont bien représentés par les modèles sélectionnés par Gordon et Wang (1994) pour les algorithmes de correction. L'épaisseur optique observée s'est avérée fréquemment très faible (<0. 1 a 870 nm), autorisant alors la simplification des algorithmes par l'adoption d'un modèle unique d'aérosols. L'analyse spectrale du rayonnement atmosphérique est très bruitée, ce qui semble écarter cette mesure in situ pour la validation des corrections. Les mesures de réflectance de l'écume ont montré une diminution rapide dans le proche infrarouge qui infirme l'hypothèse de l'écume blanche faite dans les algorithmes. Une simulation théorique du couplage entre les diffusions par les molécules et aérosols a permis de développer une formulation analytique du processus utilisable pour améliorer les algorithmes.
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Arouf, Assia. "Surface longwave cloud radiative effect derived from space lidar observations : application in the Arctic." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2023. http://www.theses.fr/2023SORUS173.
Full textAbstract:
Les nuages jouent un rôle important dans la régulation du bilan énergétique à la surface de la Terre. Par exemple, ils absorbent le rayonnement tellurique émis par la surface de la Terre et le réémettent vers la surface, réchauffant ainsi cette dernière. Ce réchauffement peut être quantifié au travers de l’effet radiatif des nuages (Cloud Radiative Effect (CRE)) infrarouge (LongWave (LW)) à la surface. Cependant, il n’est pas bien connu en tout point du globe et sa variabilité instantané et interdécennale est mal connue. En effet, il dépend fortement de la distribution verticale des nuages qui n’est pas bien restitué à l’échelle globale. Dans cette thèse, nous proposons de restituer le CRE LW à la surface sur 13 ans (2008 − 2020) sur tout le globe en utilisant les observations du lidar Cloud–Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations (CALIPSO). A partir de calculs de transfert radiatif 1D, nous établissons des paramétrisations linéaires entre le CRE LW à la surface et des propriétés nuageuses dont l’altitude des nuages. En combinant les paramétrisations avec les observations nuages, nous restituons le CRE LW à la surface, à l’échelle mensuelle (2° × 2°) et instantané à la pleine résolution horizontale de CALIPSO (90 m/330 m). Nous avons trouvé que les nuages réchauffent la surface de 27.0 W/m2 sur la période 2008−2020 à l’échelle globale. Le CRE LW à la surface est particulièrement important dans les régions polaires, où les nuages peuvent avoir un effet sur la fonte des glaces. En colocalisant instantanément le CRE LW à la surface et les observations de la banquise dans les régions où la concentration de la banquise Arctique varie, nous avons montré que les grandes valeurs du CRE LW à la surface (> 80 W/m2 ) sont beaucoup plus fréquentes au-dessus des océans ouverts que de la banquise en fin d’automne. Nos résultats suggèrent que les nuages peuvent retarder la reconstruction de la banquise plus tard dans la saisonClouds play an important role in regulating Earth’s energy budget at the surface. For example, clouds absorb thermal radiation emitted by Earth’s surface and reemit it toward the surface and warming the surface. This can be quantified through surface LongWave (LW) Cloud Radiative Effect (CRE). However, surface LW CRE on a global scale is not well retrieved and its instantaneous and interdecadal variability is poorly known. Indeed, it depends highly on vertical cloud distribution, which is poorly documented globally. In this thesis, we propose to retrieve the surface LW CRE over 13 years (2008 − 2020) at a global scale using Cloud–Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations (CALIPSO) spaceborne lidar observations. From 1D radiative transfer computations, we establish linear parametrizations between surface LW CRE and cloud properties including cloud altitude. Combining the parametrizations with the cloud observations, we derive two datasets of surface LW CRE, at monthly–2° × 2° gridded scale and instantaneously at full CALIPSO horizontal resolution (90 m cross-track; 330 m along orbit-track). We found that clouds warm the surface by 27.0 W/m2 over the 2008 − 2020 time period at a global scale. Surface LW CRE is particularly important in polar regions such that clouds may have an effect on ice melting. By instantaneously co-locating surface cloud warming and sea ice observations in regions where sea ice varies, we showed that large surface cloud warming values (> 80 W/m2 ) are much more frequent over open water than over sea ice during late Fall. Our results suggest that clouds may delay sea ice freeze-up later into the Fall
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Vignaud, Guillaume. "Etude par réflectivité et diffusion des rayons X de la mise en ordre et de la morphologie de surface de films minces de copolymères PS-PBMA." Le Mans, 1997. http://www.theses.fr/1997LEMA1017.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail a ete d'etudier la morphologie de surface de films minces de copolymeres polystyrenes/polymethacrylate de butyle (ps/pbma) pour differentes epaisseurs. La technique principalement utilisee est la reflectivite et la diffusion des rayons x. La microscopie optique et la microscopie a force atomique sont utilisees en complementarite. Les mesures de reflectivite et de diffusion ont ete effectuees en majeure partie a l'e. S. R. F. (grenoble). Lorsque l'epaisseur d'un film mince de copolymere symetrique, n'est pas un multiple de la periode lamellaire, le film evolue au cours de la procedure de recuit vers un systeme ou coexistent deux epaisseurs. Cela constitue une transition de phase a deux dimensions. La reflectivite est utilisee pour mesurer l'evolution des epaisseurs en fonction du temps de recuit. Nous montrons que l'epaisseur initiale de la couche de copolymere est un parametre determinant dans l'evolution de la transition de phase. En particulier, nous discutons son influence sur le mecanisme de la transition en terme de decomposition spinodale ou de processus de nucleation. La determination des epaisseurs presentes dans le film permet de suivre la cinetique de separation de phase. De plus, les surfaces de copolymeres sont des surfaces modeles pour apprehender les differents parametres qui peuvent influencer la reflectivite et la diffusion des rayons x. Nous nous sommes attaches a modeliser la reflectivite et la diffusion des rayons x sur des surfaces de morphologie complexe (non plane et non gaussienne). Nous avons developpe un modele analytique de la diffusion hors speculaire par une surface recouverte d'ilots (ou de trous). Enfin, la resolution instrumentale et la diffusion integree dans la direction speculaire sont examinees.
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Dunbar, Tyrone. "An optimal inverse method using doppler lidar measurements to estimate the surface sensible heat flux." Thesis, University of Reading, 2011. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.558718.
Full textAbstract:
There is a growing need for measurements of surface fluxes which are rep- resentative of large, heterogenous surfaces, for example urban areas. This requires an instrument which makes measurements that have a large source area, but the source area of measurements made by traditional, surface- based in situ instruments are generally small compared to the surface area required. A solution to this problem is to use a remote sensing instru- ment, such as a Doppler lidar, which is able to make measurements with a potential source area of the order of 10s of km2. We describe a novel technique, in which measurements of turbulence made by a Doppler lidar in the convectively unstable daytime boundary layer are used with an optimal inverse method to make estimates of surface sensi- ble heat fluxes with a large source area. The optimal inverse method uses forward models which are based upon functions of the vertical velocity vari- ance derived from mixed layer similarity scaling theory. The optimal inverse method also provides a probabilistic error of the estimated heat flux, which incorporates both instrument and sampling errors. Testing of the optimal inverse method upon a simulated convective bound- ary layer generated by an LES provides confidence in the method, and also allows for a critical examination of the similarity functions used in the for- ward models. The optimal inverse method is then applied to a set of lidar data from the Chilbolton observatory, and the estimated heat fluxes are compared to those measured by a sonic anemometer at the same site. The results are correlated, but show a bias in which the heat fluxes estimated by the optimal inverse method are consistently lower than those estimated by the sonic anemometer. Possible reasons for this bias are explored; in partic- ular, the bias is larger in the morning when the lidar measurements appear to show that there is shear turbulence present in the transitional convective layer, rendering the forward models inappropriate. The lidar also measures large spikes of turbulence in the middle of the boundary layer which appear during the afternoon. The reasons for these phenomena are unclear, and further work is required to investigate whether or not they are site specific.
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Mora, Omar Ernesto. "Morphology-Based Identification of Surface Features to Support Landslide Hazard Detection Using Airborne LiDAR Data." The Ohio State University, 2015. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1429861576.
Full text
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Preston, Douglas. "Last Two Surface Range Detector for Direct Detection Multisurface Flash Lidar in 90nm CMOS Technology." Wright State University / OhioLINK, 2017. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=wright150392243439439.
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Huneeus, Nicolas. "Assimilation variationnelle d'observations satellitaires dans un modèle atmosphérique d'aérosols." Lille 1, 2007. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2007/50376-2007-Huneeus.pdf.
Full textAbstract:
Le lidar CALIOP (à bord du satellite CALIPSO) et le radiomètre MODIS (à bord du satellite AQUA) font partie de « l'A-train ». Ils fournissent des mesures simultanées en donnant une occasion unique d'améliorer notre connaissance sur les propriétés des aérosols et leur distribution spatiale. Nous étudions dans quelle mesure la distribution verticale du coefficient d'extinction des aérosols et leur distribution en taille peuvent être restituée par la synergie du signal lidar et des mesures spectrales de réflectance. À cet effet un schéma variationnel d'inversion basé sur un modèle de transfert radiatif a été développé. Ce schéma prend en compte le profil de rétrodiffusion atténué du signal lidar à deux longueurs d'onde et la réflectance à six longueurs d'onde. Notre méthode vise à minimiser une fonction coût qui mesure le départ de la solution aux observations et à une ébauche donnée. La méthode de l'adjoint a été appliquée pour trouver le gradient de la fonction coût par rapport aux paramètres d'entrée. Le schéma d'inversion a été examiné d'abord sous des observations synthétiques et puis avec de vraies mesures prises pendant la campagne FRENCH. La restitution des profils de coefficient d'extinction pour les modes fins et grossiers a une meilleure performance quand les aérosols fins dominent. Si les particules grossières dominent, le schéma trouve le profil total du coefficient d'extinction avec une confiance plus élevée que celui du mode fin. Les résultats indiquent également qu'il y a une certaine perspective pour l'amélioration de la qualité de l'inversion en incluant d'autres sources d'information indépendantes telles que les mesures POLDER.
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Abid, Ridha. "La thermoréflectivite du silicium oxyde ; application à la mesure de température à la surface d'un thyristor gto en commutation." Paris, CNAM, 1994. http://www.theses.fr/1994CNAM0199.
Full textAbstract:
Le fonctionnement des composants bipolaires de puissance (thyristors gto et transistors) est confronte au problème de leur échauffement, qui est susceptible de modifier leurs caractéristiques électriques et parfois d'entrainer leur destruction: la température peut atteindre plusieurs centaines de degré celsius dans des zones caractérisées par des dimensions de l'ordre de quelques dizaines de micromètres. Une technique de mesure sans contact de la température dans des zones de dimensions micrométriques à la surface de composants de puissance en commutation a été développée. Le phénomène physique utilise est la thermoréflectivité: variation de la réflectivité du silicium causée par une variation de sa température. Le travail présenté comprend: 1) l’étude théorique et expérimentale de la thermoréflectivité du silicium oxyde ; 2) la conception, la réalisation et la mise en oeuvre d'un thermoréflectomètre à grande résolution spatiale. Cet appareil est destiné à mesurer sans contact la température dans des régions de très faibles dimensions (typiquement 20 m) du silicium oxyde recouvrant partiellement la surface des composants de puissance en commutation. La variation t(e) de la température t en fonction de l’énergie e dissipée à chaque commutation (dans l'intervalle 1 mj < e < 25 mj) a été étudiée en plusieurs endroits de la surface d'un thyristor gto en fonctionnement au voisinage immédiat, de part et d'autre, de la jonction gachette-cathode du composant. Nous avons trouvé que la variation t(e), dans ce domaine d’énergie, est linéaire pour toutes les zones explorées, avec des pointes de températures allant de 100c a 350c, l’échauffement étant plus important du cote cathode de la jonction que du cote gâchette
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Stawiarski, Christina [Verfasser]. "Optimizing Dual-Doppler Lidar Measurements of Surface Layer Coherent Structures with Large-Eddy Simulations / Christina Stawiarski." Karlsruhe : KIT Scientific Publishing, 2014. http://www.ksp.kit.edu.
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Malaplate, Alain. "Radiométrie infrarouge : Développement et validation de méthodes utilisant la bande [3-5um] pour la détermination des paramètres de surface à haute résolution spatiale." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2001. http://www.theses.fr/2001STR13227.
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Miller, Matthew Lowell. "Analysis of Viewshed Accuracy with Variable Resolution LIDAR Digital Surface Models and Photogrammetrically-Derived Digital Elevation Models." Thesis, Virginia Tech, 2011. http://hdl.handle.net/10919/35692.
Full textAbstract:
The analysis of visibility between two points on the earthâ s terrain is a common use of GIS software. Most commercial GIS software packages include the ability to generate a viewshed, or a map of terrain surrounding a particular location that would be visible to an observer. Viewsheds are often generated using â bare-earthâ Digital Elevation Models (DEMs) derived from the process of photogrammetry. More detailed models, known as Digital Surface Models (DSMs), are often generated using Light Detection and Ranging (LIDAR) which uses an airborne laser to scan the terrain. In addition to having greater accuracy than photogrammetric DEMs, LIDAR DSMs include surface features such as buildings and trees.
This project used a visibility algorithm to predict visibility between observer and target locations using both photogrammetric DEMs and LIDAR DSMs of varying resolution. A field survey of the locations was conducted to determine the accuracy of the visibility predictions and to gauge the extent to which the presence of surface features in the DSMs affected the accuracy. The use of different resolution terrain models allowed for the analysis of the relationship between accuracy and optimal grid size. Additionally, a series of visibility predictions were made using Monte Carlo methods to add random error to the terrain elevation to estimate the probability of a targetâ s being visible. Finally, the LIDAR DSMs were used to determine the linear distance of terrain along the lines-of-sight between the observer and targets that were obscured by trees or bushes. A logistic regression was performed between that distance and the visibility of the target to determine the extent to which a greater amount of vegetation along the line-of-sight impacted the targetâ s visibility.Master of Science
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English, John Thomas. "Effectiveness of extracting water surface slopes from LIDAR data within the active channel : Sandy River, Oregon, USA /." Connect to title online (Scholars' Bank), 2008. http://hdl.handle.net/1794/9168.
Full text
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English, John Thomas 1980. "Effectiveness of Extracting Water Surface Slopes from LiDAR Data within the Active Channel: Sandy River, Oregon, USA." Thesis, University of Oregon, 2009. http://hdl.handle.net/1794/9168.
Full textAbstract:
x, 108 p. : ill. (some col.) A print copy of this title is available through the UO Libraries. Search the library catalog for the location and call number.This paper examines the capability of LiDAR data to accurately map river water surface slopes in three reaches of the Sandy River, Oregon, USA. LiDAR data were compared with field measurements to evaluate accuracies and determine how water surface roughness and point density affect LiDAR measurements. Results show that LiDAR derived water surface slopes were accurate to within 0.0047,0.0025, and 0.0014 slope, with adjusted R2 values of 0.35, 0.47, and 0.76 for horizontal intervals of 5, 10, and 20m, respectively. Additionally, results show LiDAR provides greater data density where water surfaces are broken. This study provides conclusive evidence supporting use of LiDAR to measure water surface slopes of channels with accuracies similar to field based approaches.
Committee in Charge: W. Andrew Marcus, Chair; Patricia F. McDowell
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Guinard, Stéphane. "Reconstruction et généralisation de complexes simpliciaux à partir de scans lidar de scènes urbaines." Thesis, Paris Est, 2020. http://www.theses.fr/2020PESC2012.
Full textAbstract:
Grâce à leur résolution et à leur accessibilité toujours meilleures, les capteurs LiDAR sont de plus en plus utilisés pour cartographier les villes. En effet, ces capteurs sont capables de réaliser efficacement des acquisitions à haut résolution, qui peuvent ensuite être utilisées pour produire des reconstructions géométriquement détaillées de scènes complexes. Cependant, une telle reconstruction nécessite d’organiser les données avec une structure de données adaptée, comme des nuages de points ou des maillages. Les nuages de points fournissent une représentation compacte des données, mais leur nature discrète empêche certaines applications telles que la visualisation ou la simulation. Les maillages permettent une représentation continue des surfaces, mais ne sont pas bien adaptés à la représentation d’objets complexes, dont le niveau de détail peut dépasser la résolution de l’acquisition. Pour remédier à ces limitations, nous proposons de reconstruire une géométrie continue uniquement lorsque suffisamment d’informations géométriques sont disponibles. Cela nous amène à créer une reconstruction mêlant triangles, arêtes et points. Nous appelons une telle collection d’objets un complexe simplicial. Dans cette thèse, nous étudions la création de modèles 3D de scènes urbaines géométriquement détaillés, basés sur des complexes simpliciaux. Nous montrons que les complexes simpliciaux sont une alternative appropriée aux maillages. En effet, ils sont rapides à calculer et peuvent être simplifiés tout en conservant une grande fidélité géométrique par rapport aux données d’entrée. Nous soutenons que les complexes simples transmettent de précieuses informations géométriques qui peuvent à leur tour être utilisées pour la sémantisation des nuages de points 3D. Nous pensons également qu’ils peuvent servir de base pour des reconstructions multi-échelles de scènes urbaines. Nous présentons d’abord un algorithme efficace pour le calcul de complexes simpliciaux à partir d’acquisitions LiDAR de scènes urbaines. Comme les complexes simpliciaux reconstruits peuvent être très lourds, ils peuvent être difficiles à traiter sur un ordinateur standard. Pour relever ce défi, nous étudions différentes approches pour les généraliser spatialement, en approximant de grandes zones géométriquement simples par des primitives simples. À cette fin, nous proposons un nouvel algorithme pour calculer des approximations planaires par morceaux de nuages de points 3D, basé sur une approche d’optimisation globale. Ensuite, nous proposons deux applications différentes des complexes simpliciaux. La première est une méthode de polygonalisation améliorant la création de modèles 3D légers mais géométriquement précis. La seconde est une méthode de classification faiblement supervisée utilisant des descripteurs 3D locaux et globauxThanks to their ever improving resolution and accessibility, Light Detection And Ranging (LiDAR) sensors are increasingly used for mapping cities. Indeed, these sensors are able to efficiently capture high-density scans, which can then be used to produce geometrically detailed reconstructions of complex scenes. However, such reconstruction requires organizing the scan with a fitting data structure, such as point clouds or meshes. Point clouds provide such a representation in a compact way, but their discrete nature prevents some applications such as visualization or simulation. Meshes allow for a continuous representation of surfaces, but are not well suited for representing complex objects, whose level of detail can exceed the resolution. To address these limitations, we propose to reconstruct a continuous geometry only where sufficient geometric information is available. This leads us to create a reconstruction mixing triangles, edges and points. We call such collection of objects a simplicial complex. In this thesis, we study the creation of geometrically detailed 3-dimensional (3D) models of urban scenes, based on simplicial complexes. We show that simplicial complexes are a suitable alternative to meshes. Indeed, they are fast to compute, and can be simplified while maintaining high geometric geometric fidelity with respect to the input scan. We argue that simplicial complexes convey valuable geometric information which can in turn be used for the semantization of 3D point clouds. We also think that they can serve as input for multi-scale reconstructions of urban scenes. We first present an efficient algorithm for computing simplicial complexes from LiDAR scans of urban scenes. Since the reconstructed simplicial complexes can be very large, they can be difficult to process on a standard computer. To handle this challenge, we investigate different approaches for their spatial generalization by approximating large and geometrically simple areas with simple primitives. To this end, we propose a new algorithm to compute piecewise-planar approximations of 3D point clouds, based on a global optimization approach. Next, we propose two different applications of simplicial complexes. The first one is a polygonalization method improving the creation of light yet geometrically accurate 3D models. The second one is a weakly-supervisedclassification method using 3D local and global descriptors
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Karampelas, Stefanos. "Étude du changement de couleur des perles par traitement." Nantes, 2008. http://www.theses.fr/2008NANT2021.
Full textAbstract:
Nous avons démontré que les perles de culture d’eau douce des mollusques des genres Hyriopsis sont colorées, non pas par un seul pigment, mais par un mélange de pigments. Ces sont des « polyènes simples », non pas de caroténoïdes, ayant pour formule chimique générale R-(-CH=CH-)n-R’. Une série de pigments appartenant à la même famille est représentée dans les perles colorées et/où les coquilles des mollusques de 13 autres espèces. Les perles du genre Pinna sont les seules colorées par un mélange de caroténoïdes. Les perles et/où les coquilles colorées des mollusques des 7 espèces contiennent des porphyrines. Pour les pigments de quelques échantillons, nous avons pu décrire leurs caractéristiques spectroscopiques, mais pas leur nature exacte. Par exemple, la couleur jaune des perles de P. Maxima, P. Fucata et P. Margaritifera est due à la présence d’un pigment qui induit une absorption large entre environ 330 et 460 nm, avec deux maxima vers 355 et 435 nm. Les différentes couleurs des perles de P. Margaritifera sont causées par une superposition d’absorptions aux environs de 405, 435, 460, 495, 530, 585, 625, 650, 700 et 745 nm. Une grande partie des perles ayant une couleur obtenue par traitement présent une décomposition de la matière organique, provoquée par le traitement (pics Raman 1350 et 1600 cm-1 et absorptions centrées vers 280 nm ont des formes et des intensités relatives différentes par rapport à celles présentes dans les spectres des perles de couleur naturelle). De plus, quelques perles de couleur traitée présentent des pics Raman différents de ceux qui peuvent être observés pour les perles de couleur naturelle. La méthode déterminante pour la séparation des perles de couleur naturelle des perles de couleur traitée, est dépendante du mollusque d’origine. Quelquefois, il est nécessaire d’employer une combinaison de méthodes gemmologiques, dites « classiques », et de méthodes de laboratoireThis study demonstrates that natural colors of freshwater cultured pearls from mollusks of the Hyriopsis genus are due to colored mixtures of different pigments and not to a single pigment. This is a mixture of simple polyenes, not carotenoids, with general chemical formula R-(-CH=CH-)n-R’. A mixture of pigments from the same family is observed in colored pearls and/or the shells, from other 13 species. Pearls from the bivalve Pinna are the only pearls found until today with colors due to a mixture of carotenoids. Colored pearls and/or shells from 7 species contain a variety of porphyrins. In some samples it was not possible to identify the exact pigments but only their spectroscopic characteristics. The yellow color of pearls from P. Maxima, P. Fucata and P. Margaritifera is due to the reduction in reflectance from 330 to 460 nm, with peaks at about 355 and 435 nm. Different colors of pearls from P. Margaritifera are the result of a mixture of pigments with absorptions at 405, 435, 460, 495, 530, 585, 625, 650, 700 and 745 nm. The majority of treated-color samples show that treatments may decompose the pearls’ organic matter. Hence, their Raman spectra show broad bands at about 1350 and 1600 cm-1. Moreover, their reflectance spectra show differences in shape and relative intensities of peaks with center at 280 nm compared to the natural-colored samples. Additionally, some treated-color pearls show Raman peaks that have never observed to the natural-colored samples. Distinction between treated- and natural-color pearls strongly depends on the pearls’ mollusk. In some cases a combination of «classical» and advanced non-destructive gemological methods are necessary
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Lebga, Noudjoud. "Propriétés structurales, élastiques et optiques de semiconducteurs à grand gap : Les composés B-V, les alliages ZnxCd1-xSe et ZnSe1-xTex, le β-SiC." Paris 13, 2011. http://www.theses.fr/2011PA132027.
Full textAbstract:
Le travail de thèse a fait l’objet d’une étude expérimentale et théorique sur les propriétés structurales et physiques des semiconducteurs à grand gap de structure cubique. Ce travail porte sur une étude uniquement numérique sur les composés au bore B-V, les alliages ZnxCd1-xSe et ZnSe1-xTex qui utilise dans ce deuxième cas la méthode VCA (virtual crystal approximation) avec le code ABINIT. Dans le cas du β-SiC, nous avons fait une étude comparative entre les résultats numériques obtenus par calculs ab-initio avec ABINIT ou Wien2k, par la méthode DFT avec les approximations LDA ou GGA pour les potentiels atomiques, et les résultats expérimentaux majoritairement obtenus au laboratoire LSPM (Paris13, France) par des méthodes de spectroscopie optique : la diffusion de la lumière Brillouin, la diffusion Raman et la réflectométrie VIS-IR. Les propriétés physiques étudiées sont : le paramètre de maille, les constantes élastiques du second ordre (Cijkl), du troisième ordre (Cijklmn), les phonons en centre de zone (Γ), le tenseur de permittivité (εij) dans la gamme VIS-IR et le tenseur de photoélasticité (pijkl). L’évolution des constantes élastiques (Cijkl) en fonction de la pression est aussi déterminée numériquement et les transformations de phases sont discutées en relation avec les conditions de stabilité mécaniqueThe thesis has been the subject of an experimental and theoretical study on the large band gap semiconductors with a cubic structure. This work deals with a numerical study only on the B-V compounds and the ZnxCd1-xSe and ZnSe1-xTex alloys for which we employed the virtual crystal approximation provided with the ABINIT program. In the case of β-SiC, we made a comparative study between the numerical results obtained from ab-initio calculation using ABINIT or Wien2k within the Density Functional Theory framework with either Local Density Approximation or Generalized Gradient Approximation for the atomic potentials, and the experimental results obtained in the LPSM laboratory (Paris13, France). The experiments were carried out with the optical spectroscopy methods: Brillouin light scattering, Raman scattering and VIS-IR reflectometry. The physical properties studied are: the second and third order elastic constants, the phonons at the (Γ) point, the permittivity and photoelastic tensors in the VIS-IR range. The variation of the elastic constants is also numerically studied and the phase transformations are discussed in relation to the mechanical stability criteria
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Soma, Maxime. "Estimation de la distribution spatiale de surface et de biomasse foliaires de couverts forestiers méditerranéens à partir de nuages de points acquis par un LIDAR terrestre." Thesis, Aix-Marseille, 2019. http://www.theses.fr/2019AIXM0111.
Full textAbstract:
Pour mieux comprendre le fonctionnement des écosystèmes forestiers à échelle fine, les modèles écophysiologiques cherchent à intégrer les flux d’énergie et de matière. Ces échanges dépendent de la distribution de la végétation. Leur modélisation nécessite donc une description de la structure de la végétation en trois dimensions (3D) à un niveau de détail que seule la télédétection peut produire à haut débit. Les LiDAR terrestre (Light Detection And Ranging) possèdent un fort potentiel pour caractériser en 3D la végétation au sein des canopées. De précédents travaux qui relient la densité de points à la quantité de végétation ont montré des résultats prometteurs. Cette thèse développe ces approches en explorant les diverses sources d’erreurs. Les biais systématiques sont corrigés à l’échelle de la branche, de l’arbre et de la placette. Ce travail s’appuie à la fois sur des travaux théoriques et expérimentaux. Nous avons d’abord évalué des estimateurs théoriques sur des branches. Sur cette végétation réelle, les estimateurs se sont révélés sensibles à la taille de voxel utilisée et à la distance de mesure. Les corrections apportées sont demeurées robustes sur des arbres entiers. Cependant, l’échantillonnage au LiDAR terrestre est limité par l’occlusion végétale. Un travail spécifique a été conduit pour optimiser les estimations en tirant avantage des corrélations spatiales présentes dans la végétation. Cette approche permet de limiter les sous-estimations systématiques liées à l’occlusion. L’ensemble des outils présentés offrent la possibilité de dresser des cartes de végétation à l’échelle de la placette en fournissant des estimateurs non biaisés de la surface foliaireTo better understand functioning of forest ecosystems at fine scale, ecophysiological model attempt to include energy and material fluxes. Such exchanges depend on the distribution of vegetation. Hence, these models require a tridimensional (3D) description of vegetation structure, at a level of detail which can only be retrieve with remote sensing at large scale. Terrestrial LiDAR (Light Detection And Ranging) have a great potential to provide 3D description of vegetation elements in canopy. Previous studies established promising relations between the point density and quantity of vegetation. This work develop these statistical methods, focusing on source of errors. Systematic biases are corrected at branch, tree and plot scales. This study relies on both numerical simulations and field experiments. First, we test estimators on branches in laboratory conditions. On this natural vegetation, estimators are sensitive to voxel size and distance from instrument with phase-shift LiDAR. Developed corrections from this branch experiment are valid at tree scale. However, difficulties arising from sampling limitations due to occlusion and instrument sampling pattern cause negative biases in dense areas. Specific investigations are conducted to identify source of errors and to optimize multiscan estimations. A statistical method called LAD-kriging, based on spatial correlation within vegetation, improves local accuracy of estimations and limits underestimations due to occlusion. The tools produced in this work allow to map vegetation at plot scale by providing unbiased estimator of leaf area. Some of these tools are currently implemented within open access Computree software
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Josset, Damien. "Etude du couplage radar-lidar sur plates-formes spatiales et aéroportées : application à l'étude des nuages, des aérosols et de leurs interactions." Paris 6, 2009. http://www.theses.fr/2009PA066061.
Full textAbstract:
L'effet des aérosols et des nuages sur le climat, qu'il s'agisse de leur forçage radiatif propre ou de leur interactions constitue actuellement la plus grande incertitude du système climatique. L'utilisation couplée d'un lidar et d'un radar fait partie des pistes de recherches retenues par la communauté scientifique pour résoudre ces incertitudes, et c'est un des buts justifiant le développement des nouveaux instruments embarqués sur les plates-formes de l'A-Train et le développement des algorithmes opérationnels associés. Ces algorithmes possèdent certaines limitations intrinsèques, ce qui nous a amené à la révision des méthodes d'analyse standard des plates-formes spatiales de l'A-Train (CALIPSO, CLOUDSAT) et au développement de nos propres algorithmes à travers l'étude de l'écho de surface océanique, et à l'identification un modèle théorique de répartition des ondes de gravité et de capillarité compatible avec les observations multispectrales de ces instruments actifs. L'utilisation de ce modèle avec les observations actives et celles du radiomètre micro-onde AMSR-E a permis d'améliorer les procédures d'étalonnage absolu du lidar et du radar en offrant une référence systématique possédant un important rapport signal sur bruit. L'amélioration de l'étalonnage de ces instruments permet ensuite d'améliorer la précision de la restitution des paramètres microphysiques dans les produits opérationnels de recherche, et doit donner accès à un plus grand nombre de produits dérivés. La référence de surface issue des mesures des instruments micro-ondes actifs (radar) et passifs (radiomètre) permet ainsi de déterminer l'épaisseur optique des aérosols aux longueurs d'onde du lidar. Cette méthode de restitution ne fait aucune hypothèse sur la microphysique des particules diffusantes, est utilisable de jour et de nuit, possède un rapport signal sur bruit important à grande résolution spatiale et offre la possibilité de discriminer les aérosols et les nuages grâce aux mesures multispectrales sur la verticale. Les comparaisons avec les mesures du radiomètre MODIS montrent un bon accord statistique. Ces mesures d'épaisseur optique au-dessus de l'océan et des nuages d'eau liquide ouvrent une nouvelle voie pour quantifier le forçage radiatif direct des aérosols en présence de nuage, hors de portée des mesures radiométriques actuelles. Les premières études que nous avons menées ont confirmé que lors des épisodes de feux observés pendant la campagne AMMA, le forçage est fortement positif sur le Golfe de Guinée. Le forçage négatif en air non-nuageux au-dessus de l'océan est inférieur d'un ordre de grandeur à celui positif au-dessus des nuages. Le forçage radiatif positif observé sur le Golfe de Guinée est fortement dépendant de la couverture nuageuse que les mesures à petite échelle de l'A-Train permettent de mieux caractériser, et le réchauffement induit par l'effet direct des aérosols doit être mieux pris en compte dans les modèles climatiques. L'émission d'aérosols absorbants (feux, pollution. . . ) et leur transport à grande échelle représente une contrainte croissante du système climatique et des interactions environnement-climat. L'hypothèse usuellement admise d'un forçage direct négatif de-0,5 W. M-2 pour caractériser l'effet radiatif des aérosols demande à être examinée avec attention.
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Béland, Martin. "Estimation de paramètres structuraux des arbres dans une savane à partir de mesures LiDAR terrestre et d'imagerie à très haute résolution spatiale." Thèse, Université de Sherbrooke, 2011. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/2849.
Full textAbstract:
This thesis takes its place in a context where information on the biophysical state of forest ecosystems at spatial scales only remote sensing can retrieve is in demand more than ever. In order to provide reliable information using validated approaches, the remote sensing research community recognises the need for new and innovative methods, especially in heterogeneous environments like savannas. The recent emergence of terrestrial LiDAR scanners (TLS) and the increase in the computational capability of computers which allow running ray tracing model simulations with a high level of realism hold great potential to improve our understanding of the processes influencing the radiance measured by satellite sensors. This thesis makes use of these two cutting edge technologies for estimating the spatial distribution of tree leaf area, a key element of modeling radiative transfer processes. The first part of the thesis concerns the development of methods for estimating tridimensional leaf area distribution in a savanna environment from TLS measurements. The methods presented address certain issues related to TLs measures affecting the application of classical theories (the probability of light transmission and the contact frequency) to the estimation of leaf area through indirect means. These issues pertain to the cross-section of laser pulses emitted by a TLS and the occlusion effects caused by the interception of laser pulses by material inside the crown. The developed methods also exploit additional information provided by the active nature of the TLS sensor that is not available to passive sensors like hemispherical photography, i.e. the intensity of a pulse return offers the possibility to distinguish between energy interception by wood and foliage. A simplified approach of this method is presented to promote its use by other research groups. This approach consists of a series of parameterisations and represents a significant gain in terms of the required resources to produce the leaf area, estimates. The second part of the thesis explores the combination of the tree representations generated in the first part with a ray tracing model to simulate the interactions of light with tree crowns. This approach is highly innovative and our study showed its potential to improve our understanding of the factors influencing the radiative environment in a savanna. The methods presented offer a solution to map leaf area at the individual tree scale over large areas from very high spatial resolution imagery.
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Stawiarski, Christina [Verfasser], and C. [Akademischer Betreuer] Kottmeier. "Optimizing Dual-Doppler Lidar Measurements of Surface Layer Coherent Structures with Large-Eddy Simulations / Christina Stawiarski. Betreuer: C. Kottmeier." Karlsruhe : KIT-Bibliothek, 2014. http://d-nb.info/1048384934/34.
Full text
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TROUILLET, VINCENT. "Etude de l'apport d'un lidar retrodiffusion spatial pour la restitution des parametres nuageux et des flux a la surface." Paris 7, 1997. http://www.theses.fr/1997PA077307.
Full textAbstract:
Les methodologies permettant la restitution des parametres structuraux, optiques et microphysiques des aerosols et des nuages par lidar retrodiffusion sont passees en revue. Les donnees obtenues par le lidar aeroporte leandre i sont analysees pour montrer les possibilites d'etude a meso-echelle. La comparaison entre des mesures spatiales et aeroportees a permis de preciser les limitations d'un systeme spatial liees au bruit et a la diffusion multiple. Un jeu de donnees construit a partir des donnees lidar et satellitaires obtenues pendant la campagne elac a permis de realiser une simulation des performances d'un lidar spatial a meso-echelle. L'interet de l'utilisation d'une fauchee reduite a ete montre aussi bien pour la restitution des parametres nuageux que pour l'estimation des flux radiatifs et turbulents a la surface sur la zone consideree. Une approche globale simple a ete abordee.
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Lahimer, Selim. "Etude de mécanismes d'interactions entre une pointe de microscopie AFM et une surface de semiconducteur." Montpellier 2, 1997. http://www.theses.fr/1997MON20110.
Full textAbstract:
La miniaturisation des composants microelectroniques a pousse les chercheurs a fabriquer des dispositifs de caracterisation a haute resolution dits microscopes a champ proche. Ces microscopes echappent a la loi d'abbe en approchant une sonde a quelques nanometres de la surface. Ce manuscrit est consacre a l'etude des interactions mecaniques et optiques entre une sonde afm et une surface de semi-conducteur en microscopie a effet tunnel optique pstm. Nous commencons par expliquer le principe de base ainsi que les possibilites de cet outil de caracterisation. Nous avons aussi mis au point une methode de mesure de la flexion des leviers qui soit compatible avec les mesures de transfert tunnel des photons et qui permette l'evaluation exacte de la position de la pointe par rapport a la surface examinee. Apres avoir decrit l'ensemble des dispositifs de mesures mis en oeuvre, nous presentons les resultats optiques obtenues avec des pointes dielectriques (silicium, carbone) et metallisees (aluminium). Ces mesures ont mis en evidence des alterations optiques liees a la presence d'une couche d'eau installee sur la surface. Lorsque la pointe est approchee de la surface, des forces d'interaction apparaissent entre elles et modifient le profil de cette couche au niveau de la pointe et nous obtenons ainsi un phenomene de maree nanometrique. Nous avons effectue d'autres mesures optiques et mecaniques a differents taux d'humidites pour identifier et evaluer les differentes forces qui s'exercent entre la pointe et la surface.
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Crowley, Jennifer Clare. "Observations of surface sensible heat flux and the vertical structure of turbulent eddies in the mixed layer using doppler lidar." Thesis, University of Salford, 2006. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.492414.
Full textAbstract:
With a rapidly increasing urban population, air pollution is a growing problem. To minimise the impact of such pollution it is necessary to model urban air pollution dispersion in order to predict when regions might be at risk. This would enable appropriate warnings to be given and hospital resources to be organised.
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Rahman, Hafizur. "Extraction de propriétés caractérisant la surface et l'atmosphère à partir de mesures satellitaires : [thèse en partie soutenue sur un ensemble de travaux]." Toulouse 3, 1992. http://www.theses.fr/1992TOU30237.
Full textAbstract:
La reflectance mesuree par satellite est une des variables cles a partir de laquelle il est possible de documenter et de suivre les etats respectifs de la surface et de l'atmosphere a l'echelle globale. Dans ce travail de these, une methode est developpee pour restituer, a partir de mesures satellitaires les valeurs des parametres caracterisant certaines des proprietes optiques de l'atmosphere (l'epaisseur optique et le contenu de vapeur d'eau) simultanement a celle de parametres caracterisant la surface. Cette methode consiste a inverser un modele de transfert radiatif couplant surface et atmosphere en s'appuyant sur les proprietes bidirectionnelles du champ de rayonnement qui emerge de ce systeme couple. Dans un premier temps, nous avons developpe un modele de transfert radiatif atmospherique simple; celui-ci a la propriete d'etre mathematiquement inversible et l'avantage d'etre rapide en mode direct, et donc peu couteux en temps de calcul. Dans un deuxieme temps, est developpe un modele semi-empirique de reflectance bidirectionnelle qui est applicable a des surfaces optiquement quelconques et qui utilise seulement trois parametres. Ce modele, de reflectance bidirectionnelle couple au modele d'atmosphere, a pu etre inverse sur des donnees reelles acquises par le capteur avhrr du satellite noaa, dans les canaux visible et proche infrarouge sur des sites desertiques africains. Les resultats de ces inversions sont tres satisfaisants et un bon accord est observe entre les valeurs et les variations des reflectances mesurees et celles des reflectances simulees au sommet de l'atmosphere
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De, Aquino Carvalho Joao Carlos. "Interaction Casimir-Polder entre atome de césium et surface de saphir thermiquement émissive." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2018. http://www.theses.fr/2018USPCD054.
Full textAbstract:
Nous décrivons dans cette thèse des mesures spectroscopiques de réflexion sélective qui mettent en évidence les effets thermiques de l'interaction Casimir-Polder entre atome et surface. En régime de champ proche, cette interaction est gouvernée par un potentiel qui décroit avec le cube de la distance entre l'atome et la surface (régime van der Waals -vdW-de type dipôle-dipôle). Nous nous intéressons notamment aux niveaux excités du césium Cs (7P₁/₂) et Cs (7P₃/₂), qui possèdent un couplage dipolaire avec Cs (6D) à, respectivement, 12,15 µm et ~15 µm, interagissant avec une surface de saphir thermiquement émissive dont les modes émetteurs sont situés autour de 12,2 µm. Ainsi, ces niveaux respectifs niveaux sont sensibles à une interaction vdW résonante, ou non-résonante, que nous comparons expérimentalement Le résultat le plus important de cette thèse est l'observation expérimentale de la différence de comportement du potentiel vdW en fonction de la température de fenêtre (150-800 °C), pour les niveaux Cs(7P₁/₂) et Cs (7P₃/₂). Pour le niveau Cs (7P₁/₂) le potentiel vdW augment en fonction de la température, tandis que pour le niveau une légère décroissance est observée. Des expériences de spectroscopie de réflexion sélective sondant le niveau Cs (6P₁/₂), interagissant avec une surface de saphir chaude, ont aussi été réalisées, qui confirment pour ce niveau l'absence d'effet de température. Les prédictions théoriques sont raffinées par l'évaluation de la constante diélectrique du saphir en fonction de la température, à partir de données nouvelles d'émissivité fournies par le groupe CEMHTI à Orléans. Enfin, utilisant la fluorescence rétrodiffuse comme diagnostic pour la cellule chaude de Cs lorsque l'excitation était faite sur les niveaux Cs (6P ₁/₂) et Cs (7P ₁/₂), nous avons interprété de façon plus consistante que les propositions précédentes de la littérature, des structures sub-Doppler observées dans l'excitation de la fluorescence au voisinage de la fenêtreIn this thesis we describe measurements of selective reflection spectroscopy that highlight the thermal effects of the Casimir-Polder interaction between atom and surface. In the near field regime, this interaction is governed by a potential decreasing with the cube of the distance between the atom and the surface (van der Waals -vdW- regime of dipoledipole type) We are particularly interested in the excited levels of cesium, we are particularly interested in the excited levels of cesium Cs (7P₁/₂) and Cs (7P₃/₂), which have a dipole coupling to respectively Cs (6D) at 12,15 µm and ~15 µm interacting with a thermally emissive sapphire surface. Sapphire emitting modes are around 12,2 µm, and, thus, these Cs levels are sensitive to a resonant, or non-resonant, vdW interaction. We compare experimentally these levels. The most important result of this thesis is the experimental observation of the difference in behavior of the vdW potential as a function of the window temperature (150 - 800 °C), for the Cs (7P₁/₂) and Cs (7P₃/₂) levels. For the Cs (7P₁/₂) level the vdW potential increases as a function of temperature, while for the Cs (7P₃/₂) level a slight decrease is observed. Selective reflection spectroscopy experiments, probing the Cs (6P₁/₂) level interacting with a hot sapphire surface, were also carried out, which confirm for this level the absence of a temperature effect. The theoretical predictions are refined by the evaluation of the dielectric constant of sapphire as a function of temperature, from new emissivity data provided by the CEMHTI's group, in Orléans. Finally, we use backscattered fluorescence as a diagnosis for the Cs hot cell when exciting Cs (6P ₁/₂) and Cs (7P ₁/₂) levels. We have interpreted, in a manner more consistent than previous literature, sub-Doppler structures observed in the excitation of the fluorescence near the window
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Rousseau, Batiste. "Étude de la composition et des propriétés physiques de surface de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko : interprétation des données VIRTIS/Rosetta etmesure en réflectance d’analogues cométaires." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017PSLEO018/document.
Full textAbstract:
Lors de leur formation il y a 4,6 milliards d’années, les comètes ont intégré des matériaux transformés selon les conditions physiques et dynamiques du disque d’accrétion mais aussi une part de composés issus du milieu interstellaire. Parce qu’elles ont préservé leurs propriétés, étudier les comètes permet de mieux comprendre les conditions régnant dans le disque proto-planétaire entourant le jeune Soleil à une époque qui nous est inaccessible. Cela permet également de comprendre les différentes populations de comètes, leur processus de formation, leurs évolutions dynamiques, leur activité lorsqu’elles s’approchent du Soleil ou encore leur structure.La sonde européenne Rosetta a accompagné la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko pendant deux ans. À son bord, une dizaine d’instruments ont permis d’étudier l’évolution de son activité, les gaz, la morphologie de surface ou les poussières parmi d’autres objectifs. VIRTIS est le spectromètre visible-infrarouge de Rosetta. Sa composante d’imagerie spectrale, VIRTIS-M, permet d’avoir accès à la dimension spatiale tout en bénéficiant d’une résolution spectrale modérée tandis que VIRTIS-H est un spectromètre ponctuel bénéficiant d’une plus grande résolution spectrale. Mon travail a reposé sur le traitement et l’analyse des données de ces instruments et se découpe en deux parties concentrées sur l’étude de la surface du noyau.La première est une analyse des paramètres spectraux et photométriques : albédo, pente spectrale, direction principale de la diffusion de la lumière par les particules, rugosité macroscopique. Dans une étude globale, j’ai mis en évidence les variations spatiales de certains de ces paramètres ; comparé les résultats issus de différents modèles ainsi que des deux instruments. J’ai ensuite déterminé localement ces paramètres, soulignant des différences selon le type de terrains ciblé. Ces études permettent de mieux comprendre les mécanismes liés à l’activité (dépôt/soulèvement de poussières, altération spatiale, variations de la teneur en glace) ou aux variations des propriétés de la surface (composition, texture).Le deuxième enjeu de cette thèse était de reproduire en laboratoire les observations réalisées par VIRTIS, et ce afin d’apporter des contraintes sur la composition et la texture de la surface. En collaboration avec l’IPAG de Grenoble j’ai donc mené des expériences consistant à produire des poudres très fines constituées de matériaux similaires à ceux que l’on suspecte d’être présents sur le noyau de 67P : matière organique (imitée par un charbon), silicates (olivine) et sulfures de fer (pyrite et pyrrhotite) sont ainsi tous observés dans les comètes ou leurs analogues. Je les ai ici broyés à des échelles micrométriques à nanométriques puis j’ai réalisé des mesures en réflectance dans la même gamme spectrale que VIRTIS. J’ai pu ainsi étudier les effets provoqués par les variations de la taille des grains, de la composition ou de la texture du mélange, mettant en avant des combinaisons reproduisant le spectre moyen de la comète. De manière générale, cette étude permet de mieux comprendre l’influence de matériaux rarement étudiés comme les sulfures de fer ainsi que le comportement spectral de poudres dont la taille des grains atteint un ordre de grandeur proche de celle de la longueur d’onde, ce qui est primordial dans l’étude des surfaces cométairesDuring the Solar System formation, 4.6 billion years ago, comets accreted materials which have been transformed according to the physical and dynamical conditions of the accretion disk but also a part of components coming from the interstellar medium. By preserving a primordial composition, the study of comets allows us to better understand the conditions of the proto-planetary disk surrounding the young Sun of an epoch which is now inaccessible. Moreover, it consists also to understand the various comets populations, their formation process, dynamical and activity evolution as they inward and outward the Sun or their structure.The ESA/Rosetta mission followed the comet 67P/Churyumov-Gerasimenko during two years. A ten of instruments has been dedicated to the study of the evolution of its activity, gas release, surface morphology, dust and other objectives. VIRTIS is a visible/infrared spectrometer instrument. It is composed of VIRTIS-M, an imaging spectrometer which gives access to spatial information with moderate spectral resolution and VIRTIS-H, a point spectrometer with a higher spectral resolution. This study is based on the data analysis of VIRTIS instruments and is divided into two parts focused on the study of the nucleus surface.The first part is an analysis of the spectral and photometric parameters: albedo, spectral slope, the main direction of the light diffusion by particles, macroscopic roughness. In a global study, I highlighted the spatial variations of albedo and spectral slope; compared results derived from different models as well as from both instruments. Then, I determined these parameters locally, revealing differences between two types of terrains. This approach allows to better understand the mechanisms linked to the activity (dust drop-off/uprising, space weathering, ice content variation) and also to the surface properties (composition, texture).The second goal of the thesis is to reproduce in the laboratory the observations realized by VIRTIS to give constraints on the composition and texture of the surface. In collaboration with IPAG (Grenoble, France) I led experiments consisting of the production of very fine powders made of materials which look like those we suspect to be present on the nucleus of 67P: organic matter (mimicked by a coal), silicates (olivine) and iron sulfides (pyrite and pyrrhotite) are all observed on comets or their analogues. I ground them to micrometric to nanometric scales and I realized reflectance measurements in the same spectral range than VIRTIS. Then, I have been able to observe effects caused by the variations of the grain size, composition or texture of the mixture and to highlight combinations reproducing the mean comet VIRTIS spectrum. Finally, this work enables us understanding the influence of material poorly studied such as iron sulfides as well as the spectral behaviour of powders composed of grain sizes reaching an order of magnitude close to the wavelengths, which is essential in the study of cometary surfaces
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Ody, Anouck. "Depouillement et interpretation des donnees spatiales d’imagerie hyperspectrale de mars (OMEGA/MEx) : Evolution volcanique de la surface de Mars." Thesis, Paris 11, 2012. http://www.theses.fr/2012PA112295/document.
Full textAbstract:
Les études géologiques des régions volcaniques de Mars ont clairement montré la diversité et la complexité du volcanisme martien avec des structures aux morphologies variées, témoins de son évolution volcanique et magmatique. Une meilleure compréhension de ce volcanisme nécessite toutefois une connaissance plus précise de la composition minéralogique de ces régions. Cette composition est en effet très dépendante des conditions internes de la planète et de son évolution. Dans ce travail de thèse je me suis donc intéressée à l’évolution volcanique et interne de Mars à partir d’une étude de la minéralogie obtenue grâce à l’imageur hyperspectral OMEGA/Mars Express. Le jeu de données OMEGA a permis la cartographie à l’échelle globale et avec une résolution kilométrique des principaux minéraux mafiques (pyroxènes et olivines), et des phases ferriques, incluant les oxydes ferriques nanophases, qui permettent de jauger l’état d’oxydation de la surface et de tracer la présence de poussière. Leurs distributions spatiales confirment la composition basaltique des terrains de l’hémisphère sud et de certaines régions sombres des plaines du nord ainsi que la nature nanophasée des oxydes ferriques présents dans la poussière martienne. Ces cartes représentent des produits complets et finaux qui sont mis à la disposition de la communauté. En complément de cette analyse globale, la distribution de l’olivine à la surface de Mars a fait l’objet d’une étude locale plus détaillée mettant en évidence plusieurs aspects du volcanisme et du magmatisme martien. Des laves hespériennes enrichies en olivine ayant rempli des dizaines de cratères et de dépressions de l’hémisphère sud ont été identifiées. De l’olivine a également été identifiée dans les plaines du nord associée à du matériau excavé par des cratères (<20 km) et à des affleurements étendus suggérant que ces plaines du nord soient également en partie recouvertes de ces laves. Ces observations peuvent s’expliquer par un évènement planétaire de volcanisme fissural durant le début de l’Hespérien. Ceci indique également que la couche supérieure de sédiment présente dans les plaines du nord est peu épaisse et d’origine volcanique. Cet enrichissement en olivine des laves hespériennes, à l’opposé des terrains noachiens dépourvus de signatures, pose la question d’une évolution des conditions internes de la planète entre ces deux périodes, et/ou d’une altération importante des terrains noachiens. De l’olivine associée à des éjectas de grands cratères (>20 km) dans les plaines du nord, ainsi qu’à des buttes dans l’hémisphère sud suggère que la croûte noachienne/primitive enfouie soit enrichie en olivine au moins en certains endroits. Enfin, de l’olivine associée à des buttes sur les terrasses des bassins d’Argyre et d’Hellas, interprétées comme étant des éjectas de manteau, indique que le manteau martien a subi un overturn à la suite de sa cristallisation. La dernière étape de mon travail a consisté à identifier les régions sources de certaines météorites martiennes en recherchant la similarité de leurs signatures spectrales dans l’infrarouge proche avec celle de la surface de Mars. Un des résultats majeurs de cette étude est que les shergottites basaltiques Los Angeles et Shergotty ont des signatures spectrales similaires à celles des grands massifs volcaniques hespériens tels que Syrtis Major, Thaumasia et Hespéria Planum. Une telle analogie est en accord avec un âge ancien pour ces météoritesGeologic studies of martian volcanic regions have demonstrated the diversity and complexity of the martian volcanism through various morphologies, witnesses of the volcanic and magmatic evolution of this planet. A better understanding of this volcanism nevertheless requires a better knowledge of the mineralogical composition of these regions. This composition highly depends on the internal conditions of the planet and its evolution. In my PhD thesis, I focused on the internal and volcanic evolutions of Mars from a study of the mineralogy obtained with the visible near-infrared imaging spectrometer OMEGA / Mars Express. The OMEGA dataset has allowed the mapping of key anhydrous mineral of the martian surface at a global scale with a kilometer spatial resolution. These minerals are major mafic minerals (pyroxene and olivine), and ferric phases, including nanophase ferric oxides. Their spatial distributions confirm the basaltic composition of the southern hemisphere and the low albedo regions of the northern plains, as well as the nanophase nature of ferric oxides present in the martian dust. These global maps represent complete and final products and are available for the community. In addition to this global analysis, the global distribution of olivine on the surface of Mars was the subject of a more detailed local study highlighting several aspects of the martian volcanism and magmatism. Hesperian olivine enriched lavas that have filled dozens of craters and depressions in the southern hemisphere were identified. Olivine was also identified in the northern plains associated with material excavated by craters (<20 km) and with extended outcrops, suggesting that the northern plains were also partly filled with these lavas. These observations can be explained by a planetary event of olivine enriched fissural volcanism during the early Hesperian. They also indicate that the upper layer of sediment present in the northern plains is very fine (<100m) and of volcanic origin. This olivine enrichment of hesperian lavas, unlike olivine-depleted noachian terrains, questions the variation of internal conditions of the planet between these two periods, and/or significant alteration of the noachian terrains. Olivine associated with large crater ejectas (> 20 km) in the northern plains, and buttes in the southern hemisphere suggests that the buried noachian/primitive crust was olivine enriched in some locations. Finally, olivine found in buttes on terraces of Argyre and Hellas basins, interpreted as mantle ejectas, indicates that the martian mantle have experienced an overturn after its crystallization. The last chapter of my work was to identify the source regions of Martian meteorites by looking for some similarity in their spectral signatures in the near infrared with those of the martian surface. A major outcome of this study is that the basaltic shergottites Shergotty and Los Angeles have spectral signatures similar to those of the hesperian volcanic massifs such as Syrtis Major, Hesperia Planum and Thaumasia Planum. Such an analogy is consistent with an old age for these meteorites
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Olioso, Albert. "Simulation des échanges d'énergie et de masse d'un couvert végétal, dans le but de relier la transpiration et la photosynthèse aux mesures de réflectance et de température de surface." Montpellier 2, 1992. http://www.theses.fr/1992MON20109.
Full textAbstract:
Un modele a ete developpe pour simuler les echanges d'energie et de masse entre un couvert vegetal et l'atmosphere. Il est base sur la description des transferts turbulents, radiatifs et hydriques entre le sol, les plantes et l'atmosphere, et sur la description du fonctionnement physiologique des plantes. Le modele permet egalement la simulation des reflectances spectrales et des temperatures de surface qui sont mesurables par teledetection. Il pourra donc etre utilise pour relier les mesures de teledetection a la transpiration et la photosynthese d'un couvert. Le modele a ete teste dans le cadre d'une experimentation sur un couvert de soja
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Munteanu, Sorin. "Micro électrochimie et optique couplées pour l'imagerie et l'étude de réactions chimiques de surface." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00802004.
Full textAbstract:
L'objectif est de développer des méthodes permettant de suivre et de quantifier la réactivité chimique de surface à l'échelle micrométrique. Nous proposons une approche optique qui utilise une détection sans marquage basée sur un changement d'indice de réfraction. Le principe repose sur le couplage entre techniques d'imagerie, de microscopie optique et de micro-électrochimie pour étudier et cartographier en temps réel et in situ des processus (électro)chimiques interfaciaux. Les potentialités de ces techniques sont mises en évidence sur un système modèle : l'électrogreffage de films minces organiques sur des surfaces par réduction de sels de diazonium. La réactivité (bio)chimique est étudiée ex situ et in situ sur différentes surfaces d'or : des microélectrodes ou des macroélectrodes décorées par impression par microcontact ou par lithographie. La méthode est intéressante pour examiner la réactivité chimique de diverses molécules immobilisées vis-à-vis de radicaux électrogénérés. Ces microscopies opto-électrochimiques montrent que la microlithographie modifie la réactivité de surface et qu'elle doit donc être réalisée soigneusement quand on cherche à déterminer la réactivité de la surface. Finalement, ces travaux sont appliqués au développement d'une méthode analytique par microscopie électrochimique (SECM) pour détecter des mouvements mécaniques de microleviers suite à un changement de tension de surface.
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Josset, Damien. "Etude du couplage radar-lidar sur plates-formes spatiales et aeroportees. Application a l'etude des nuages, des aerosols et de leurs interactions." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00559472.
Full textAbstract:
L'effet des aerosols et des nuages sur le climat, qu'il s'agisse de leur forcage radiatif propre ou de leur interactions constitue actuellement la plus grande incertitude du systeme climatique. L'utilisation couplee de nouveaux moyens d'observations comme le lidar ou le radar avec la radiometrie fait partie des pistes de recherches retenues par la communaute scientique pour reduire ces incertitudes justifiant le developpement et la mise en oeuvre de ces nouveaux instruments sur les plates-formes de l'A-Train et le developpement des algorithmes operationnels associes. Ces algorithmes possedent certaines limitations intrinseques, ce qui nous a amene a la revision des methodes d'analyse standard des donnees issues des plates-formes spatiales de l'A-Train (CALIPSO, CLOUDSAT), au developpement de nos propres algorithmes a travers l'etude de l'echo de surface oceanique, et a l'identication d'un modele theorique de diffusion par la surface compatible avec les observations multispectrales de ces instruments actifs. L'utilisation de ce modele avec les observations actives et celles du radiometre micro-onde AMSR-E a permis d'ameliorer les procedures d'etalonnage absolu du lidar et du radar en offrant une reference systematique possedant un important rapport signal sur bruit. L'amelioration de l'etalonnage de ces instruments permet ensuite d'affiner la precision de la restitution des parametres microphysiques dans les produits operationnels de recherche, et doit donner acces a un plus grand nombre de produits derives. La reference de surface issue des mesures des instruments micro-ondes actifs (radar) et passifs (radiometre) permet ainsi de determiner l'epaisseur optique des aerosols aux longueurs d'onde du lidar. Cette methode de restitution ne fait aucune hypothese sur la microphysique des particules diffusantes, est utilisable de jour et de nuit, possede un rapport signal sur bruit important a grande resolution spatiale et offre la possibilite de discriminer les aerosols et les nuages grace aux mesures multispectrales sur la verticale. Les comparaisons avec les mesures du radiometre MODIS montrent un bon accord statistique. Ces mesures d'epaisseur optique au-dessus de l'ocean et des nuages d'eau liquide ouvrent une nouvelle voie pour quantier le forcage radiatif direct des aerosols en presence de nuage, hors de portee des mesures radiometriques actuelles. Les premieres etudes que nous avons effectuees ont confirme que lors des episodes de feux observes pendant la campagne AMMA, le forcage est fortement positif sur le Golfe de Guinee (entre +5 et +10 W/m2 en moyenne diurne). Le forcage negatif en air non-nuageux au-dessus de l'ocean est inferieur d'un ordre de grandeur au forcage positif du aux aerosols transportes au-dessus des nuages. Le forcage radiatif positif observe sur le Golfe de Guinee est ainsi fortement dependant de la couverture nuageuse et les mesures a petite echelle de l'A-Train permettent de mieux le caracteriser a plus grande echelle. Ainsi, le rechauffement induit par l'effet direct des aerosols sera mieux pris en compte dans les modeles climatiques. L'emission d'aerosols absorbants (feux, pollution...) et leur transport a moyenne et grande echelle en altitude representent un point critique de l'evolution du systeme climatique et des interactions environnement-climat. L'hypothese usuellement admise d'un forcage direct negatif de -0, 5 W/m2 pour caracteriser l'effet radiatif des aerosols demande a etre examinee avec attention en etablissant une meilleure quantication de la contribution des aerosols absorbants (d'origine naturelle ou anthropique) au-dessus des nuages a l'echelle globale.
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Späth, Florian Heiko [Verfasser], and Volker [Akademischer Betreuer] Wulfmeyer. "3-D observations of absolute humidity from the land surface to the lower troposphere with scanning differential absorption lidar / Florian Heiko Späth ; Betreuer: Volker Wulfmeyer." Hohenheim : Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim, 2016. http://d-nb.info/1119866715/34.
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Späth, Florian [Verfasser], and Volker [Akademischer Betreuer] Wulfmeyer. "3-D observations of absolute humidity from the land surface to the lower troposphere with scanning differential absorption lidar / Florian Heiko Späth ; Betreuer: Volker Wulfmeyer." Hohenheim : Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim, 2016. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:100-opus-12904.
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Ramdani, Abderrafi. "Etude de l'efficacité des modes de Lamb à partir de la signature acoustique d'une couche mince." Montpellier 2, 1995. http://www.theses.fr/1995MON20101.
Full textAbstract:
Si l'etude de la propagation des modes de lamb dans une plaque libre a fait l'objet de nombreux travaux, peu de resultats avaient ete quantifies sur la detection de ces modes par la signature acoustique spatiale, fournie par un microscope acoustique. Dans ce travail nous avons donne des methodes de determination de l'efficacite de ces modes dans les releves des signatures. Nous avons pour cela, denombre les modes pouvant etre generes dans une plaque, et ensuite determine puis trace leurs vitesses de propagation en fonction de la frequence d'observation et de l'epaisseur du materiau. Ces modes sont egalement identifies dans le pouvoir reflecteur, qui par un developpement autour des poles grace a la theorie de la diffusion resonante, nous a permis de mettre en evidence un parametre important pour caracteriser leur efficacite, a savoir leur largeur a mi-hauteur (ou la pente de leur phase). Dans la signature acoustique, ce parametre est lie a l'energie du spectre de fourier ou encore a l'amplitude des arches et leur amortissement qui peuvent etre determines par analyse directe de la signature acoustique. Ces parametres varient dans le meme sens que la largeur a mi-hauteur et le rapport de la composante verticale par la composante horizontale du vecteur deplacement de l'onde qui sont tres grands pour un mode a rayonnement intense. Les resultats experimentaux obtenus sur les lames de verre et d'acier ont confirme les previsions theoriques. Ces resultats ont des applications tres interessantes notamment pour la determination des parametres acoustiques des plaques et par suite le calcul de leurs constantes elastiques
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Fernandez, Paulo Alexandre Justo. "Avaliação do risco de inundação em zonas urbanas com a integração de dados LIDAR e cartografia a escala grande." Doctoral thesis, Universidade de Évora, 2015. http://hdl.handle.net/10174/18221.
Full textAbstract:
As inundações são um dos desastres naturais com mais impacto, provocando mortes, afectando pessoas e causando perdas económicas elevadas tendo a sua frequência aumentado nos últimos anos. A avaliação do risco de inundação apresenta um carácter multidisciplinar, e a abordagem deve ser centrada no perigo e na vulnerabilidade. O objectivo deste estudo é desenvolver uma metodologia para avaliação do risco de inundação em zonas urbanas, tendo como base a melhoria da modelação digital da superfície de escoamento, e da estimativa da vulnerabilidade à inundação. No âmbito da modelação hidráulica de inundações, foi desenvolvido, testado e validado um método para a criação de um Modelo Digital de Superfície de escoamento (MDSe) com exactidão e resolução espacial elevadas, pela integração de informação geográfica existente e obtida de diferentes fontes. Os resultados das simulações do modelo LISFLOOD-FP mostram que a integração de dados LiDAR e cartografia a escala grande na construção do MDSe possibilitou um bom ajustamento do modelo no cálculo da altura de água no leito do rio e da extensão de inundação. Contudo, a integração de dados de vegetação, provenientes de imagens aéreas ortoretificadas CIR de alta resolução, contribuiu, ainda, para uma melhoria desse desempenho do modelo. A vulnerabilidade é um conceito multi-dimensional e complexo, cuja medição e classificação apresentam uma elevada incerteza. Neste trabalho foram utilizadas duas abordagens para modelação da vulnerabilidade à inundação, através da Análise Multicritério Espacial e da Análise de Componentes Principais. Os resultados demonstram que o método de agregação e a escala de análise influenciam a classificação da vulnerabilidade à inundação. É importante a estimativa da vulnerabilidade à escala local (subsecção estatística) para fornecer informação detalhada para a avaliação do risco de inundações em zonas urbanas: ABSTRACT: Floods are one of the natural disasters with more impact, that cause deaths, affect people and bring high economic damage. Their frequency has increased in recent years. The flood risk assessment is multidisciplinary, and its modelling should be focused on hazard and vulnerability. The objective of this work is to develop a urban flood risk assessment methodology based on improvements of digital surface flow modelling and flood vulnerability prediction. In the scope of the hydraulic flood modelling was developed, tested, and validated a methodology to create a Digital Surface Flow Model (DSMf) with high accuracy and resolution by integrating geographic information from various data sources. The LISFLOOD-FP model runs show that the integration of LiDAR data and large scale cartography to create a DSMf allows a good model fit to water levels and flood extension prediction. However, the addiction of vegetation information, extracted from colour infrared ortoretified images (CIR) of high spatial resolution, contributed to improving of the model performance. The vulnerability is a multi-dimensional and complex concept, measured and classified with high uncertainty. In this study, it was used two flood vulnerability modelling approaches through Spatial Multicriteria Analysis and Principal Component Analysis. The results demonstrate that the aggregation method and the scale of the analysis affect the flood vulnerability rating. It is important to estimate the vulnerability at local-scale (neighbourhoods) to provide detailed information for urban flood risk assessment.
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Azhari, Faris. "Automated crack detection and characterisation from 3D point clouds of unstructured surfaces." Thesis, Queensland University of Technology, 2022. https://eprints.qut.edu.au/234510/1/Faris_Azhari_Thesis.pdf.
Full textAbstract:
This thesis proposes a novel automated crack detection and characterisation method on unstructured surfaces using 3D point cloud. Crack detection on unstructured surfaces poses a challenge compared to flat surfaces such as pavements and concrete, which typically utilise image-based sensors. The detection method utilises a point cloud-based deep learning method to perform point-wise classification. The detected points are then automatically characterised to estimate the detected cracks’ properties such as width profile, orientation, and length. The proposed method enables the deployment of autonomous systems to conduct reliable surveys in environments risky to humans.