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Dissertations / Theses on the topic 'Spatial correction'
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1
Mendes, Pedro Mota. "Correction of spatial distortion in magnetic resonance imaging." Master's thesis, Faculdade de Ciências e Tecnologia, 2011. http://hdl.handle.net/10362/6333.
Full textAbstract:
Dissertation to Obtain the Degree of Master
in Biomedical EngineeringMagnetic Resonance Imaging (MRI) has been a major investigation and research focus among scientific and medical communities. So, new hardware with superior magnetic fields and faster sequences has been developed. However, these improvements result in intensity and spatial distortions, particularly in fast sequences, as Echo Plana Imaging (EPI), used in functional and diffusion-weighed MRI (fMRI and DW-MRI). Therefore, correction of spatial distortion is useful to obtain a higher quality in this kind of images. This project contains two major parts. The first part consists in simulating MRI data required for assessing the performance of Registration methods and optimizing parameters. To assess the methods five evaluation metrics were calculated between the corrected data and an undistorted EPI, namely: Root Mean Square (RMS); Normalized Mutual Information (NMI), Squared Correlation Coefficient(SCC); Euclidean Distance of Centres of Mass (CM) and Dice Coefficient of segmented images. In brief, this part validates the applied Registration correction method. The project’s second part includes correction of real images, obtained at a Clinical Partner. Real images are diffusion weighted MRI data with different b-values (gradient strength coefficient), allowing performance assessment of different methods on images with increasing b-values and decreasing SNR. The methods tested on real data were Registration, Field Map correction and a new proposed pipeline, which consists in performing a Field Map correction after a registration process. To assess the accuracy of these methods on real data, we used the same evaluation metrics, as for simulated data, except RMS and Dice Coefficient. At the end, it was concluded that Registration-based methods are better than Field Map, and that the new proposed pipeline produces some improvements in the registration. Regarding the influence of b-value on the correction, it is important to say that the methods performed using images with higher b’s showed more improvements in regarding metric values, but the behaviour is similar for all b-values.
2
Munger, Patrice. "An inverse-problem approach to spatial distortion correction in MRI /." Thesis, McGill University, 2001. http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=37792.
Full textAbstract:
This thesis treats of the issue of distortion in magnetic resonance (MR) imaging, with focus on Echo Planar imaging (EPI) and anatomical 3D imaging.After a review of MR theory, the principle of image formation, an analysis of distortion in the context of MRI and field mapping principles, an analysis of the EPI image formation process, which reveals the two-dimensional nature of the EPI point-spread function (PSF), is presented, and a full 2D correction technique based on the inversion of the 4D tensor EPI imaging equation using the Conjugate Gradient (CG) method is proposed. A 1D approximation of the technique is also derived for cases where the PSF can be approximated as being one-dimensional, such as in Fourier imaging, or EPI imaging in fields with low field inhomogeneity.
The proposed technique is demonstrated by means of computer simulations, and several aspects of its implementation are studied. A comparison between different correction methods based on field map data, still using computer simulations, is presented and reveals the behaviour of the different methods when applied in non-ideal conditions.
Finally, the practical application of the proposed method is demonstrated on real EPI scans and gradient echo images.
This work reveals some interesting characteristics of the correction method based on the CG algorithm, like fast convergence, possibility to recover from severe distortions and EPI B0-induced ghost artifacts reduction, but it also points out limitations of this correction method, such as potentially high computational cost and noise sensitivity.
3
Bauer, Mitchell D. "Characterization and Correction of Spatial Misalignment in Head-Mounted Displays." University of Dayton / OhioLINK, 2017. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=dayton1510943954851583.
Full text
4
Klyuzhin, Ivan S. "Deformable motion correction and spatial image analysis in positron emission tomography." Thesis, University of British Columbia, 2016. http://hdl.handle.net/2429/60277.
Full textAbstract:
Positron emission tomography (PET) is a molecular imaging modality that allows to quantitatively assess the physiological function of tissues in-vivo. Subject motion during imaging degrades the quantitative accuracy of the data. In small animal imaging, motion is minimized by the use of anesthesia, which interferes with the normal physiology of the brain. This can be circumvented by imaging awake rodents; however, in this case correction for non-cyclic motion with rigid and deformable components is required. In the first part of the thesis, the problem of motion correction in PET imaging of unrestrained awake rodents is addressed. A novel method of iterative image reconstruction is developed that incorporates correction for non-cyclic deformable motion. Point clouds were used to represent the imaged objects in the image space, and motion was accounted by using time-dependent point coordinates. The quantitative accuracy and noise characteristics of the proposed method were quantified and compared to traditional methods by reconstructing projection data from digital and physical phantoms. A digital phantom of a freely moving mouse was constructed, and the efficacy of motion correction was tested by reconstructing the simulated coincidence data from the phantom. In the second part of the thesis, novel approaches to PET image analysis were explored. In brain PET, analysis based on the tracer kinetic modeling (KM) may not always be possible due to the complexity of the scanning protocols and inability to find a suitable reference region. Therefore, the ability of KM-independent shape and texture metrics to convey useful information on the disease state was investigated, based on an ongoing Parkinson's disease study with radiotracers that probe the dopaminergic system. The pattern of the radiotracer distribution in the striatum was characterized by computing the metrics from multiple regions of interest defined using PET and MRI images. Regression analysis showed a significant correlation between the metrics and clinical disease measures (p<0.01). The effect of the region of interest definition and texture computation parameters on the correlation was investigated. Results demonstrate that there is clinically-relevant information in the tracer distribution pattern that can be captured using shape and texture descriptors.Science, Faculty of
Physics and Astronomy, Department of
Graduate
5
Pethe, Akshay. "SUPER RESOLUTION 3D SCANNING USING SPATIAL LIGHT MODULATOR AND BAND CORRECTION." UKnowledge, 2008. http://uknowledge.uky.edu/gradschool_theses/550.
Full textAbstract:
Multi Frequency Phase Measuring Profilometry is the most popular lateral contact 3-D Scanning technique. The Phase Measuring Profilometry is limited in resolution by the projector and cameras used. Conventional signal projectors have a maximum of 2000 to 4000 scan lines limiting the projector resolution. To obtain greater detail with higher resolution the PMP technique is applied to a Spatial Light Modulator (SLM) having 12000 lines, very large as compared to conventional projectors. This technology can achieve super resolution scans having varied applications. Scans achieved from PMP suffer from a certain type of artifact called “banding” which are periodic bands across the captured target. This leads to incorrect measurement of surfaces. Banding is the most limiting noise source in PMP because it increases with lower frequency and decrease in number of patterns. The requirement for lager number of patterns increases the possibility of motion banding. The requirement for higher frequency leads to the necessity for multifrequency PMP which, again leads to more patterns and longer scan times. We aim to reduce the banding by correcting the phase of the captured data.
6
Maurer, Dustin. "Comparison of background correction in tiling arrays and a spatial model." Kansas State University, 2011. http://hdl.handle.net/2097/12130.
Full textAbstract:
Master of ScienceDepartment of Statistics
Susan J. Brown
Haiyan Wang
DNA hybridization microarray technologies have made it possible to gain an unbiased perspective of whole genome transcriptional activity on such a scale that is increasing more and more rapidly by the day. However, due to biologically irrelevant bias introduced by the experimental process and the machinery involved, correction methods are needed to restore the data to its true biologically meaningful state. Therefore, it is important that the algorithms developed to remove any sort of technical biases are accurate and robust. This report explores the concept of background correction in microarrays by using a real data set of five replicates of whole genome tiling arrays hybridized with genetic material from Tribolium castaneum. It reviews the literature surrounding such correction techniques and explores some of the more traditional methods through implementation on the data set. Finally, it introduces an alternative approach, implements it, and compares it to the traditional approaches for the correction of such errors.
7
Pethe, Akshay Gajanan. "Super resolution 3D scanning using spatial light modulator and band correction /." Lexington, Ky. : [University of Kentucky Libraries], 2008. http://hdl.handle.net/10225/936.
Full textAbstract:
Thesis (M.S.)--University of Kentucky, 2008.Title from document title page (viewed on December 10, 2008). Document formatted into pages; contains: ix, 76 p. : ill. (some col.). Includes abstract and vita. Includes bibliographical references (p. 74-75).
8
Miller, Chad I. "Evaluation of Sun Glint Correction Algorithms for High-Spatial Resolution Hyperspectral Imagery." Thesis, Monterey, California. Naval Postgraduate School, 2012. http://hdl.handle.net/10945/17421.
Full textAbstract:
Approved for public release; distribution is unlimitedSun glint correction algorithms were tested on a hyperspectral image containing cross-track sun glint. Spatial profiles of pixel radiance by pixel position were compared and slope values were calculated. The algorithms of Hedley et al., Lyzenga et al., and Joyce over-corrected for sun glint in the visible and near-infrared wavelengths. The method proposed by Kuster et al. was the weakest performer during visual comparison with the other method results. Spectral plots of corrected spectra to the original spectra were compared. Comparisons were performed on spectra from pixels with low and high amounts of sun glint. Spectra were compared within the sun glint corrected images and between the corrected images and the original image. Correlation values were calculated for each spectral comparison and averaged for each sun glint correction algorithm. The Lyzenga et al. sun glint correction algorithm had the highest average correlation value of 0.977 and is recommended for reducing sun glint in hyperspectral imagery when spectral integrity is required.
9
Cheung, Lizzie 1965. "Evaluation of computer simulation of spatial nonuniformity correction in a staring sensor." Thesis, The University of Arizona, 1988. http://hdl.handle.net/10150/276862.
Full textAbstract:
This thesis is based on modifications performed on the U.S. Army TACOM (Tank Automotive Command, Warren, Michigan) Thermal Imaging Model (TTIM). It discusses the TTIM computer model of a staring thermal imaging sensor with respect to spatial nonuniformities. The spatial nonuniformities in a staring sensor is caused by fixed pattern noise or responsivity variations across the sensor. The objective of the thesis is to present the correction schemes for spatial nonuniformities present on a staring thermal imaging sensor and the data analysis of the corrections using flat field and bar chart targets of known temperatures. The signal-to-noise ratios (S/Ns) of the images will be calculated and measured before and after the correction. A simulated image after a one-point correction will be evaluated by comparison with an image from a real system using a platinum silicide thermal imaging sensor. The limits and assumptions of the simulation also will be discussed.
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Peloux, Marius. "Nouveaux composants optiques pixellisés pour la correction visuelle : modélisation, optimisation et évaluation." Thesis, Paris 11, 2011. http://www.theses.fr/2011PA112202/document.
Full textAbstract:
Ce manuscrit de thèse traite de l’étude de verres ophtalmiques microstructurés et plus particulièrement pixellisés, ces derniers pouvant présenter un intérêt particulier en optique active pour la correction de la presbytie. Une étude théorique est proposée, permettant d’analyser les performances optiques d’une lentille pixellisée en termes de transport d’image et d’identifier les paramètres qui ont un impact direct sur ces performances. Après validation expérimentale des résultats obtenus, nous constatons puis expliquons l’effet sur l’observation d’une scène de l’excentrement de l’œil par rapport à la fonction de phase du verre. Nous étudions l’effet du repliement de phase inhérent aux limites des technologies de fabrication, qui vient ajouter un chromatisme axial aux défauts visuels engendrés par la pixellisation. Nous nous intéressons ensuite aux applications possibles de la pixellisation en optique passive. Nous prouvons que pour une application visée, des lentilles binaires non pixellisées, dont nous optimisons la qualité optique, conduisent à de meilleurs résultats que les lentilles pixellisées. L’impact sur l’acuité visuelle des phénomènes diffractifs parasites induits par la pixellisation est évalué au moyen d’un banc de mesure utilisant la simulation de certaines images telles qu’elles seraient vues au travers de verres ophtalmiques pixellisés. Enfin, nous menons une étude de l’aspect esthétique d’un verre pixellisé vu par un observateur externe, à partir de modèles de calcul hybrides mêlant optique géométrique et optique de FourierThis thesis investigates microstructured and more particularly pixelated ophthalmic glasses, the latter raising some hope for the active correction of presbyopia. A theoretical study is developed for the analysis of the optical performances of a pixelated lens in terms of image transport and leads to the identification of the parameters which have an impact on these performances. After experimental validation of the results obtained, we note and then explain the effect on the observation of a scene of eye displacement with respect to the optical function of the eyeglass. We study the effect of phase wrapping, which is inherent in the limits of the technologies implied in the manufacturing process and adds an axial chromatism effect to the visual defects generated by pixelation. We are also interested in the potential applications of pixelation in the field of passive optics. We prove that for a given application, non pixelated binary lenses, the optical quality of which we optimize, lead to better results than pixelated lenses. The impact on visual acuity of the parasitic diffractive phenomena induced by pixelation is evaluated with an optical bench using the simulation of test images seen through pixelated lenses. Finally, we study the aesthetic aspect of a pixelated component as seen by an external observer, using hybrid calculation models based on both geometrical and Fourier optics
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Ille, Nicole. "Artifact correction in continuous recordings of the electro- and magnetoencephalogram by spatial filtering." [S.l. : s.n.], 2001. http://www.bsz-bw.de/cgi-bin/xvms.cgi?SWB9685661.
Full text
12
Paurisse, Mathieu. "Correction active du profil spatial de faisceaux amplifiés dans des fibres multimodes et multi-coeurs." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00567870.
Full textAbstract:
Les lasers et amplificateurs à base de fibres optiques dopées constituent aujourd'hui une alternative sérieuse aux milieux cristallins traditionnellement utilisés pour la réalisation d'amplificateurs laser de puissance de par leur faible sensibilité aux problèmes thermiques et leur rendement optique-optique élevé. Les performances des fibres restent néanmoins limitées en régime impulsionnel du fait de l'apparition d'effets non-linéaires. Une solution pour passer outre ces limitations consiste à distribuer l'amplification sur plusieurs fibres monomodes distinctes et à les mettre en phase de manière à réaliser une combinaison cohérente. Ces systèmes nécessitent un contrôle précis de la phase optique des différentes voies et sont relativement difficiles à mettre en œuvre lorsque le nombre de voies augmente. Dans ce manuscrit de thèse, une solution originale de combinaison cohérente en architecture intégrée est présentée. Une mise en phase des modes d'une fibre multimode et des cœurs d'une fibre multi-cœurs est ainsi réalisée à l'aide d'un modulateur spatial de lumière. Plusieurs techniques de mise en phase ont été étudiées : mise en phase par holographie numérique dynamique, utilisation d'une boucle de contre-réaction par algorithme évolutionnaire, mesure directe du contenu modal en sortie de fibre multimode à l'aide d'un analyseur de front d'onde. Ces techniques ont permis de produire des faisceaux amplifiés en régime impulsionnel proches de la limite de diffraction. Des modélisations numériques d'amplification dans des fibres multimodes et de correction par algorithme évolutionnaire dans ces mêmes fibres ont également été développées.
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Lewis, Peter. "Improving Peripheral Vision Through Optical Correction and Stimulus Motion." Doctoral thesis, Linnéuniversitetet, Institutionen för medicin och optometri (MEO), 2016. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:lnu:diva-52286.
Full textAbstract:
The loss of central vision subsequent to macular disease is often extremely debilitating. People with central field loss (CFL) must use other peripheral areas of the retina in order to see; areas with inferior resolution capacity, which are also affected by off-axis optical errors. The overall aim of the work encompassed by this thesis was to identify and evaluate methods of improving vision for people with CFL; with focus on the effects of off-axis optical correction and stimulus motion on resolution acuity and contrast sensitivity. Off-axis optical errors were measured using a commercially-available COAS-HD VR open-view aberrometer. We used adaptive psychophysical methods to evaluate grating resolution acuity and contrast sensitivity in the peripheral visual field; drifting gratings were employed to measure the effect of motion on these two measures of visual performance. The effect of sphero-cylindrical correction and stimulus motion on visual performance in healthy eyes and in subjects with CFL was also studied; in addition, the effect of adaptive optics aberration correction was examined in one subject with CFL. The COAS-HD aberrometer provided rapid and reliable measurements of off-axis refractive errors. Correction of these errors gave improvements in low-contrast resolution acuity in subjects with higher amounts of oblique astigmatism. Optical correction also improved high-contrast resolution acuity in most subjects with CFL, but not for healthy subjects. Adaptive optics correction improved both high and low contrast resolution acuity in the preferred retinal locus of a subject with CFL. The effect of stimulus motion depended on spatial frequency; motion of 7.5 Hz improved contrast sensitivity for stimuli of low spatial frequency in healthy and CFL subjects. Motion of 15 Hz had little effect on contrast sensitivity for low spatial frequency but resulted in reduced contrast sensitivity for higher spatial frequencies in healthy subjects. Finally, high-contrast resolution acuity was relatively insensitive to stimulus motion in the periphery. This thesis has served to broaden the knowledge regarding peripheral optical errors, stimulus motion and their effects on visual function, both in healthy subjects and in people with CFL. Overall it has shown that correction of off-axis refractive errors is important for optimizing peripheral vision in subjects with CFL; the use of an open-view aberrometer simplifies the determination of these errors. In addition, moderate stimulus motion can have a beneficial effect on contrast sensitivity for objects of predominantly low spatial frequency.
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Sieberth, Till. "Motion blur in digital images : analys, detection and correction of motion blur in photogrammetry." Thesis, Loughborough University, 2016. https://dspace.lboro.ac.uk/2134/20212.
Full textAbstract:
Unmanned aerial vehicles (UAV) have become an interesting and active research topic for photogrammetry. Current research is based on images acquired by an UAV, which have a high ground resolution and good spectral and radiometrical resolution, due to the low flight altitudes combined with a high resolution camera. UAV image flights are also cost effective and have become attractive for many applications including, change detection in small scale areas. One of the main problems preventing full automation of data processing of UAV imagery is the degradation effect of blur caused by camera movement during image acquisition. This can be caused by the normal flight movement of the UAV as well as strong winds, turbulence or sudden operator inputs. This blur disturbs the visual analysis and interpretation of the data, causes errors and can degrade the accuracy in automatic photogrammetric processing algorithms. The detection and removal of these images is currently achieved manually, which is both time consuming and prone to error, particularly for large image-sets. To increase the quality of data processing an automated process is necessary, which must be both reliable and quick. This thesis proves the negative affect that blurred images have on photogrammetric processing. It shows that small amounts of blur do have serious impacts on target detection and that it slows down processing speed due to the requirement of human intervention. Larger blur can make an image completely unusable and needs to be excluded from processing. To exclude images out of large image datasets an algorithm was developed. The newly developed method makes it possible to detect blur caused by linear camera displacement. The method is based on human detection of blur. Humans detect blurred images best by comparing it to other images in order to establish whether an image is blurred or not. The developed algorithm simulates this procedure by creating an image for comparison using image processing. Creating internally a comparable image makes the method independent of additional images. However, the calculated blur value named SIEDS (saturation image edge difference standard-deviation) on its own does not provide an absolute number to judge if an image is blurred or not. To achieve a reliable judgement of image sharpness the SIEDS value has to be compared to other SIEDS values of the same dataset. This algorithm enables the exclusion of blurred images and subsequently allows photogrammetric processing without them. However, it is also possible to use deblurring techniques to restor blurred images. Deblurring of images is a widely researched topic and often based on the Wiener or Richardson-Lucy deconvolution, which require precise knowledge of both the blur path and extent. Even with knowledge about the blur kernel, the correction causes errors such as ringing, and the deblurred image appears muddy and not completely sharp. In the study reported in this paper, overlapping images are used to support the deblurring process. An algorithm based on the Fourier transformation is presented. This works well in flat areas, but the need for geometrically correct sharp images for deblurring may limit the application. Another method to enhance the image is the unsharp mask method, which improves images significantly and makes photogrammetric processing more successful. However, deblurring of images needs to focus on geometric correct deblurring to assure geometric correct measurements. Furthermore, a novel edge shifting approach was developed which aims to do geometrically correct deblurring. The idea of edge shifting appears to be promising but requires more advanced programming.
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Kircali, Omer Faruk. "Active Vibration Control Of A Smart Beam: A Spatial Approach." Master's thesis, METU, 2006. http://etd.lib.metu.edu.tr/upload/12607555/index.pdf.
Full textAbstract:
This study presented the design and implementation of a spatial Hinf controller to suppress the free and forced vibrations of a cantilevered smart beam. The smart beam consists of a passive aluminum beam with surface bonded PZT (Lead-Zirconate-Titanate) patches. In this study, the PZT patches were used as the actuators and a laser displacement sensor was used as the sensor.
In the first part of the study, the modeling of the smart beam by the assumed-modes method was conducted. The model correction technique was applied to include the effect of out-of-range modes on the dynamics of the system. Later, spatial system identification work was performed in order to clarify the spatial characteristics of the smart beam.
In the second part of the study, a spatial Hinf controller was designed for suppressing the first two flexural vibrations of the smart beam. The efficiency of the controller was verified both by simulations and experimental implementation.
As a final step, the comparison of the spatial and pointwise Hinf controllers was employed. A pointwise Hinf controller was designed and experimentally implemented. The efficiency of the both controllers was compared by simulations.
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Palanisamy, Bakkiyalakshmi. "Evaluation of SWAT model - subdaily runoff prediction in Texas watersheds." Texas A&M University, 2003. http://hdl.handle.net/1969.1/5921.
Full textAbstract:
Spatial variability of rainfall is a significant factor in hydrologic and water
quality modeling. In recent years, characterizing and analyzing the effect of spatial
variability of rainfall in hydrologic applications has become vital with the advent of
remotely sensed precipitation estimates that have high spatial resolution. In this study,
the effect of spatial variability of rainfall in hourly runoff generation was analyzed using
the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) for Big Sandy Creek and Walnut Creek
Watersheds in North Central Texas. The area of the study catchments was 808 km2 and
196 km2 for Big Sandy Creek and Walnut Creek Watersheds respectively. Hourly
rainfall measurements obtained from raingauges and weather radars were used to
estimate runoff for the years 1999 to 2003. Results from the study indicated that
generated runoff from SWAT showed enormous volume bias when compared against
observed runoff. The magnitude of bias increased as the area of the watershed increased
and the spatial variability of rainfall diminished. Regardless of high spatial variability,
rainfall estimates from weather radars resulted in increased volume of simulated runoff.
Therefore, weather radar estimates were corrected for various systematic, range-dependent
biases using three different interpolation methods: Inverse Distance
Weighting (IDW), Spline, and Thiessen polygon. Runoff simulated using these bias adjusted radar rainfall estimates showed less volume bias compared to simulations using
uncorrected radar rainfall. In addition to spatial variability of rainfall, SWAT model
structures, such as overland flow, groundwater flow routing, and hourly
evapotranspiration distribution, played vital roles in the accuracy of simulated runoff.
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Peloux, Marius. "Nouveaux composants optiques pixellises pour la correction visuelle : modélisation, optimisation et évaluation." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00799958.
Full textAbstract:
Ce manuscrit de thèse traite de l'étude de verres ophtalmiques microstructurés et plus particulièrement pixellisés, ces derniers pouvant présenter un intérêt particulier en optique active pour la correction de la presbytie. Une étude théorique est proposée, permettant d'analyser les performances optiques d'une lentille pixellisée en termes de transport d'image et d'identifier les paramètres qui ont un impact direct sur ces performances. Après validation expérimentale des résultats obtenus, nous constatons puis expliquons l'effet sur l'observation d'une scène de l'excentrement de l'œil par rapport à la fonction de phase du verre. Nous étudions l'effet du repliement de phase inhérent aux limites des technologies de fabrication, qui vient ajouter un chromatisme axial aux défauts visuels engendrés par la pixellisation. Nous nous intéressons ensuite aux applications possibles de la pixellisation en optique passive. Nous prouvons que pour une application visée, des lentilles binaires non pixellisées, dont nous optimisons la qualité optique, conduisent à de meilleurs résultats que les lentilles pixellisées. L'impact sur l'acuité visuelle des phénomènes diffractifs parasites induits par la pixellisation est évalué au moyen d'un banc de mesure utilisant la simulation de certaines images telles qu'elles seraient vues au travers de verres ophtalmiques pixellisés. Enfin, nous menons une étude de l'aspect esthétique d'un verre pixellisé vu par un observateur externe, à partir de modèles de calcul hybrides mêlant optique géométrique et optique de Fourier.
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Roy, Sayan. "A Phase Correction Technique Based on Spatial Movements of Antennas in Real-Time (S.M.A.R.T.) for Designing Self-Adapting Conformal Array Antennas." Diss., North Dakota State University, 2017. https://hdl.handle.net/10365/26683.
Full textAbstract:
This research presents a real-time adaptive phase correction technique for flexible phased array antennas on conformal surfaces of variable shapes. Previously reported pattern correctional methods for flexible phased array antennas require prior knowledge on the possible non-planar shapes in which the array may adapt for conformal applications. For the first time, this initial requirement of shape curvature knowledge is no longer needed and the instantaneous information on the relative location of array elements is used here for developing a geometrical model based on a set of B\'ezier curves. Specifically, by using an array of inclinometer sensors and an adaptive phase-correctional algorithm, it has been shown that the proposed geometrical model can successfully predict different conformal orientations of a 1?by?4 antenna array in real-time without the requirement of knowing the shape-changing characteristics of the surface the array is attached upon. Moreover, the phase correction technique is validated by determining the field patterns and broadside gain of the 1?by?4 antenna array on four different conformal surfaces with multiple points of curvatures. Throughout this work, measurements are shown to agree with the analytical solutions and full-wave simulations.Doctoral Dissertation Fellowship by the Graduate School, North Dakota State University
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Curatu, George. "ANALYSIS AND DESIGN OF WIDE-ANGLE FOVEATED OPTICAL SYSTEMS." Doctoral diss., University of Central Florida, 2009. http://digital.library.ucf.edu/cdm/ref/collection/ETD/id/2575.
Full textAbstract:
The development of compact imaging systems capable of transmitting high-resolution images in real-time while covering a wide field-of-view (FOV) is critical in a variety of military and civilian applications: surveillance, threat detection, target acquisition, tracking, remote operation of unmanned vehicles, etc. Recently, optical foveated imaging using liquid crystal (LC) spatial light modulators (SLM) has received considerable attention as a potential approach to reducing size and complexity in fast wide-angle lenses. The fundamental concept behind optical foveated imaging is reducing the number of elements in a fast wide-angle lens by placing a phase SLM at the pupil stop to dynamically compensate aberrations left uncorrected by the optical design. In the recent years, considerable research and development has been conducted in the field of optical foveated imaging based on the LC SLM technology, and several foveated optical systems (FOS) prototypes have been built. However, most research has been focused so far on the experimental demonstration of the basic concept using off the shelf components, without much concern for the practicality or the optical performance of the systems. Published results quantify only the aberration correction capabilities of the FOS, often claiming diffraction limited performance at the region of interest (ROI). However, these results have continually overlooked diffraction effects on the zero-order efficiency and the image quality. The research work presented in this dissertation covers the methods and results of a detailed theoretical research study on the diffraction analysis, image quality, design, and optimization of fast wide-angle FOSs based on the current transmissive LC SLM technology. The amplitude and phase diffraction effects caused by the pixelated aperture of the SLM are explained and quantified, revealing fundamental limitations imposed by the current transmissive LC SLM technology. As a part of this study, five different fast wide-angle lens designs that can be used to build practical FOSs were developed, revealing additional challenges specific to the optical design of fast wide-angle systems, such as controlling the relative illumination, distortion, and distribution of aberrations across a wide FOV. One of the lens design examples was chosen as a study case to demonstrate the design, analysis, and optimization of a practical wide-angle FOS based on the current state-of-the-art transmissive LC SLM technology. The effects of fabrication and assembly tolerances on the image quality of fast wide-angle FOSs were also investigated, revealing the sensitivity of these fast well-corrected optical systems to manufacturing errors. The theoretical study presented in this dissertation sets fundamental analysis, design, and optimization guidelines for future developments in fast wide-angle FOSs based on transmissive SLM devices.Ph.D.
Optics and Photonics
Optics and Photonics
Optics PhD
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Vaittinada, ayar Pradeebane. "Intercomparaison et développement de modèles statistiques pour la régionalisation du climat." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLV010/document.
Full textAbstract:
L’étude de la variabilité du climat est désormais indispensable pour anticiper les conséquences des changements climatiques futurs. Nous disposons pour cela de quantité de données issues de modèles de circulation générale (GCMs). Néanmoins, ces modèles ne permettent qu’une résolution partielle des interactions entre le climat et les activités humaines entre autres parce que ces modèles ont des résolutions spatiales souvent trop faibles. Il existe aujourd’hui toute une variété de modèles répondant à cette problématique et dont l’objectif est de générer des variables climatiques à l’échelle locale àpartir de variables à grande échelle : ce sont les modèles de régionalisation ou encore appelés modèles de réduction d’échelle spatiale ou de downscaling en anglais.Cette thèse a pour objectif d’approfondir les connaissances à propos des modèles de downscaling statistiques (SDMs) parmi lesquels on retrouve plusieurs approches. Le travail s’articule autour de quatre objectifs : (i) comparer des modèles de réduction d’échelle statistiques (et dynamiques), (ii) étudier l’influence des biais des GCMs sur les SDMs au moyen d’une procédure de correction de biais, (iii) développer un modèle de réduction d’échelle qui prenne en compte la non-stationnarité spatiale et temporelle du climat dans un contexte de modélisation dite spatiale et enfin, (iv) établir une définitiondes saisons à partir d’une modélisation des régimes de circulation atmosphérique ou régimes de temps.L’intercomparaison de modèles de downscaling a permis de mettre au point une méthode de sélection de modèles en fonction des besoins de l’utilisateur. L’étude des biais des GCMs révèle une influence indéniable de ces derniers sur les sorties de SDMs et les apports de la correction des biais. Les différentes étapes du développement d’un modèle spatial de réduction d’échelle donnent des résultats très encourageants. La définition des saisons par des régimes de temps se révèle être un outil efficace d’analyse et de modélisation saisonnière.Tous ces travaux de “Climatologie Statistique” ouvrent des perspectives pertinentes, non seulement en termes méthodologiques ou de compréhension de climat à l’échelle locale, mais aussi d’utilisations par les acteurs de la sociétéThe study of climate variability is vital in order to understand and anticipate the consequences of future climate changes. Large data sets generated by general circulation models (GCMs) are currently available and enable us to conduct studies in that direction. However, these models resolve only partially the interactions between climate and human activities, namely du to their coarse resolution. Nowadays there is a large variety of models coping with this issue and aiming at generating climate variables at local scale from large-scale variables : the downscaling models.The aim of this thesis is to increase the knowledge about statistical downscaling models (SDMs) wherein there is many approaches. The work conducted here pursues four main goals : (i) to discriminate statistical (and dynamical) downscaling models, (ii) to study the influences of GCMs biases on the SDMs through a bias correction scheme, (iii) to develop a statistical downscaling model accounting for climate spatial and temporal non-stationarity in a spatial modelling context and finally, (iv) to define seasons thanks to a weather typing modelling.The intercomparison of downscaling models led to set up a model selection methodology according to the end-users needs. The study of the biases of the GCMs reveals the impacts of those biases on the SDMs simulations and the positive contributions of the bias correction procedure. The different steps of the spatial SDM development bring some interesting and encouraging results. The seasons defined by the weather regimes are relevant for seasonal analyses and modelling.All those works conducted in a “Statistical Climatologie” framework lead to many relevant perspectives, not only in terms of methodology or knowlegde about local-scale climate, but also in terms of use by the society
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Ansari, Sardar. "Optimization and Spatial Queueing Models to Support Multi-Server Dispatching Policies with Multiple Servers per Station." VCU Scholars Compass, 2013. http://scholarscompass.vcu.edu/etd/3249.
Full textAbstract:
In this thesis, we propose novel optimization and spatial queueing models that expand the currently existing methods by allowing multiple servers to be located at the same station and multiple servers to be dispatched to a single call. In particular, a mixed integer linear programming (MILP) model is introduced that determines how to locate and dispatch ambulances such that the coverage level is maximized. The model allows multiple servers to be located at the same station and balances the workload among them while maintaining contiguous first priority response districts. We also propose an extension to the approximate Hypercube queueing model by allowing multi-server dispatches. Computational results suggest that both models are effective in optimizing and analyzing the emergency systems. We also introduce the M[G]/M/s/s queueing model as an extension to the M/M/s/s model which allows for multiple servers to be assigned to a single customer.
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Vargas, Martín Fernando. "Óptica adaptativa en oftalmoscopia: corrección de las aberraciones del ojo mediante un modulador espacial de cristal." Doctoral thesis, Universidad de Murcia, 1999. http://hdl.handle.net/10803/10846.
Full textAbstract:
Las aberraciones ópticas determinan la formación de imágenes en el ojo, tanto en el proceso de la visión como en las observaciones oftalmoscópicas del fondo de ojo. La corrección total de estas aberraciones permitiría una resolución limitada sólo por la difracción en las pupilas utilizadas. Las aberraciones del ojo difieren de un sujeto a otro y no responden a modelos sencillos. En este trabajo se propone el uso de técnicas de Óptica Adaptativa para el desarrollo de un sistema experimental para la medida y corrección de las aberraciones estáticas del ojo. Estas técnicas pueden ser igualmente útiles para obtener imágenes de alta resolución de la retina, utilizarse en el diseño de lentes oftálmicas, etc. Para la medida de la función aberración de onda, se han utilizado dos métodos no invasivos aplicables al ojo humano: La Recuperación de Fase a partir de dos imágenes de Doble Paso, y el Sensor de Hartmann-Shack. Para la corrección de la aberración se ha utilizado un Modulador Espacial de Cristal Líquido.Se han desarrollado los procedimientos de control y de calibrado de estos métodos, y se estudia la viabilidad de aplicación para el ojo. Finalmente, se han realizado medidas de la aberración, mediante ambos métodos, y su posterior corrección mediante el modulador espacial de cristal líquido, en un ojo artificial y en sujetos reales.The image formation properties of the eye are determined by the aberrations of the optics. The complete correction of the aberrations would allow diffraction-limited resolution. The aberrations of the eye are not easily modeled and are different for each subject.This thesis proposes the use of adaptive optics techniques to measure and correct the static aberrations of the eye. The principles and methods developed are useful in specific applications, i.e., high-resolution retinal imaging, ophthalmic lens design, etc.Two non-invasive methods have been used to measure the wave aberration function: Phase Retrieval Techniques from two double-pass retinal images; and the Hartmann-Shack sensor. A Liquid Crystal Spatial Light Modulator was used to adaptively correct the wave front aberration of the eye.This thesis also includes guidelines to calibrate and control the proposed techniques.Finally, experimental explorations of these methods are reported. Several results are presented, including the measure and the subsequent compensation of the wave aberration for artificial and human eyes.
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Adeline, Karine. "Classification des matériaux urbains en présence de végétation éparse par télédétection hyperspectrale à haute résolution spatiale." Thesis, Toulouse, ISAE, 2014. http://www.theses.fr/2014ESAE0056/document.
Full textAbstract:
La disponibilité de nouveaux moyens d’acquisition en télédétection, satellitaire (PLEIADES, HYPXIM), aéroportée ou par drone (UAV) à très haute résolution spatiale ouvre la voie à leur utilisation pour l’étude de milieux complexes telles que les villes. En particulier, la connaissance de la ville pour l’étude des îlots de chaleur, la planification urbaine, l’estimation de la biodiversité de la végétation et son état de santé nécessite au préalable une étape de classification des matériaux qui repose sur l’utilisation de l’information spectrale accessible en télédétection hyperspectrale 0,4-2,5μm. Une des principales limitations des méthodes de classification réside dans le non traitement des zones à l’ombre. Des premiers travaux ont montré qu’il était possible d’exploiter l’information radiative dans les ombres des bâtiments. En revanche, les méthodes actuelles ne fonctionnent pas dans les ombres des arbres du fait de la porosité de leur couronne. L’objectif de cette thèse vise à caractériser les propriétés optiques de surface à l’ombre de la végétation arborée urbaine au moyen d’outils de transfert radiatif et de correction atmosphérique. L’originalité de ce travail est d’étudier la porosité d’un arbre via la grandeur de transmittance de la couronne. La problématique a donc été abordée en deux temps. Premièrement, la caractérisation de la transmittance d’un arbre isolé a été menée avec l’utilisation de l’outil DART à travers la mise en œuvre d’un plan d’expériences et d’études de sensibilité qui ont permis de la relier à des paramètres biophysiques et externes. Une campagne de mesures terrain a ensuite été réalisée afin d’évaluer son estimation à partir de différents niveaux de modélisation de l’arbre, dont un modèle réel acquis par mesures lidar terrestre. Deuxièmement, une nouvelle méthode de correction atmosphérique 3D adaptée à la végétation urbaine, ICARE-VEG, a été développée à partir des résultats précédents. Une campagne aéroportée et de mesures terrain UMBRA a été dédiée à sa validation. Ses performances comparées à d’autres outils existants ouvrent de larges perspectives pour l’interprétation globale d’une image par télédétection et pour souligner la complexité de modéliser des processus physiques naturels à une échelle spatiale très fineThe new advances in remote sensing acquisitions at very high spatial resolution, either spaceborne (PLEIADES, HYPXIM), airborne or unmanned aerial vehicles borne, open the way for the study of complex environments such as urban areas. In particular, the better understanding of urban heat islands, urban planning, vegetation biodiversity, requires the knowledge of detailed material classification mapsbased on the use of spectral information brought by hyperspectral imagery 0.4-2.5μm. However, one of the main limitations of classification methods relies on the absence of shadow processing. Past studies have demonstrated that spectral information was possible to be extracted from shadows cast by buildings. But existing methods fail in shadows cast by trees because of their crown porosity. The objective of this thesis aims to characterize surface optical properties in urban tree shadows by means of radiative transfer and atmospheric correction tools. The originality of this work is to study the tree crown porosity through the analysis of the tree crown transmittance. Therefore, the issue has been divided into two parts. Firstly, an experimental design with the use of DART tool has been carried out in order to examine the relationships between the transmittance of an isolated tree and different biophysical and external variables. Then, the estimation of the tree crown transmittance has been assessed with several tree 3D modelling strategies derived from reference terrestrial lidar acquisitions. Secondly, a new atmospheric correction method appropriate to the processing of tree shadows, ICARE-VEG, was implemented fromthese previous results. An airborne and field campaign UMBRA was dedicated to its validation. Moreover, its performances was compared to other existing tools. Finally, the conclusions open large outlooks to the overall interpretation of remote sensing images and highlight the complexity to model physical natural processes with finer spatial resolutions
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Reinhardt, Andrew David. "Evaluating and Correcting 3D Flash LiDAR Imagers." University of Dayton / OhioLINK, 2021. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=dayton1627306391961169.
Full text
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Zhang, Feng. "Climate change assessment for the southeastern United States." Diss., Georgia Institute of Technology, 2011. http://hdl.handle.net/1853/45770.
Full textAbstract:
Water resource planning and management practices in the southeastern United States may be vulnerable to climate change. This vulnerability has not been quantified, and decision makers, although generally concerned, are unable to appreciate the extent of the possible impact of climate change nor formulate and adopt mitigating management strategies. Thus, this dissertation aims to fulfill this need by generating decision worthy data and information using an integrated climate change assessment framework.
To begin this work, we develop a new joint variable spatial downscaling technique for statistically downscaling gridded climatic variables to generate high-resolution, gridded datasets for regional watershed modeling and assessment. The approach differs from previous statistical downscaling methods in that multiple climatic variables are downscaled simultaneously and consistently to produce realistic climate projections. In the bias correction step, JVSD uses a differencing process to create stationary joint cumulative frequency statistics of the variables being downscaled. The functional relationship between these statistics and those of the historical observation period is subsequently used to remove GCM bias. The original variables are recovered through summation of bias corrected differenced sequences. In the spatial disaggregation step, JVSD uses a historical analogue approach, with historical analogues identified simultaneously for all atmospheric fields and over all areas of the basin under study.
In the second component of the integrated assessment framework, we develop a data-driven, downward hydrological watershed model for transforming the climate variables obtained from the downscaling procedures to hydrological variables. The watershed model includes several water balance elements with nonlinear storage-release functions. The release functions and parameters are data driven and estimated using a recursive identification methodology suitable for multiple, inter-linked modeling components. The model evolves from larger spatial/temporal scales down to smaller spatial/temporal scales with increasing model structure complexity. For ungauged or poorly-gauged watersheds, we developed and applied regionalization hydrologic models based on stepwise regressions to relate the parameters of the hydrological models to observed watershed responses at specific scales.
Finally, we present the climate change assessment results for six river basins in the southeastern United States. The historical (baseline) assessment is based on climatic data for the period 1901 through 2009. The future assessment consists of running the assessment models under all IPCC A1B and A2 climate scenarios for the period from 2000 through 2099. The climate assessment includes temperature, precipitation, and potential evapotranspiration; the hydrology assessment includes primary hydrologic variables (i.e., soil moisture, evapotranspiration, and runoff) for each watershed.
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Mahé, Pierre. "Codage ambisonique pour les communications immersives." Thesis, La Rochelle, 2022. http://www.theses.fr/2022LAROS011.
Full textAbstract:
Cette thèse s’inscrit dans le contexte de l’essor des contenus immersifs. Depuis quelques années, les technologies de captation et de restitution sonore immersive se sont développées de manière importante. Ce nouveau contenu a fait naître le besoin de créer de nouvelles méthodes dédiées à la compression audio spatialisée, notamment dans le domaine de la téléphonie et des services conversationnels. Il existe plusieurs manières de représenter l’audio spatialisé, dans cette thèse nous sommes intéressés à l’ambisonie d’ordre 1. Dans un premier temps, nos travaux ont porté sur la recherche d’une solution pour améliorer le codage multimono. Cette solution consiste en un traitement en amont du codec multimono pour décorréler les signaux des composantes ambisoniques. Une attention particulière a été portée à la garantie de continuité du signal entre les trames et à la quantification des métadonnées spatiales. Dans un second temps, nous avons étudié comment utiliser la connaissance de la répartition de l’énergie du signal dans l’espace, aussi appelée image spatiale, pour créer de nouvelles méthodes de codage. L’utilisation de cette image spatiale a permis d’élaborer deux méthodes de compression. La première approche proposée est basée sur la correction spatiale du signal décodé. Cette correction se base sur la différence entre les images spatiales du signal d’origine et du signal décodés pour atténuer les altérations spatiales. Ce principe a été étendu dans une seconde approche à une méthode de codage paramétrique. Dans une dernière partie de cette thèse, plus exploratoire, nous avons étudié une approche de compression par réseaux de neurones en nous inspirant de modèles de compression d’images par auto-encodeur variationnelThis thesis takes place in the context of the spread of immersive content. For the last couple of years, immersive audio recording and playback technologies have gained momentum and have become more and more popular. New codecs are needed to handle those spatial audio formats, especially for communication applications. There are several ways to represent spatial audio scenes. In this thesis, we focused on First Order Ambisonic. The first part of our research focused on improving multi-monocoding by decorrelated each ambisonic signal component before the multi-mono coding. To guarantee signal continuity between frames, efficient quantization new mechanisms are proposed. In the second part of this thesis, we proposed a new coding concept using a power map to recreate the original spatial image. With this concept, we proposed two compressing methods. The first one is a post-processing focused on limiting the spatial distortion of the decoded signal. The spatial correction is based on the difference between the original and the decoded spatial image. This post-processing is later extended to a parametric coding method. The last part of this thesis presents a more exploratory method. This method studied audio signal compression by neural networks inspired by image compression models using variational autoencoders
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Sadi, Muhammad Sheikh. "Towards minimizing the risks of soft errors at the design level of embedded systems." Thesis, Curtin University, 2009. http://hdl.handle.net/20.500.11937/1300.
Full textAbstract:
The risks of soft errors increase with system complexity, reduction in operational voltages, exponential growth in transistors per chip, increases in clock frequencies and device shrinking. Research into techniques to cope with soft errors has mostly focused on post-design phases such as circuit level solutions, logic level solutions, spatial redundancy, temporal redundancy, and/or error correction codes. Clearly, though, it would be better to tackle the issue early in the design process. A novel method is outlined in this research for assigning a criticality ranking to the components in a design at the conceptual phase. The ranking is easily derived with little computational effort. Further, the research flags why the component is critical. The model is then examined by refactoring to lower each component’s criticality until the goal of minimising the risks of soft errors is satisfied and constraints are maintained. The methodology is then tested against real-life systems that must have high reliability.
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Wang, Xinghua. "Liquid Crystal Diffractive Optical Elements: Applications and Limitations." [Kent, Ohio] : Kent State University, 2005. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc%5Fnum=kent1122499777.
Full textAbstract:
Thesis (Ph.D.)--Kent State University, 2005.Title from PDF t.p. (viewed Sept. 14, 2006). Advisor: Philip J. Bos. Keywords: liquid crystal; diffractive optical element; optical phased array; spatial light modulator; high resolution wavefront control; aberration correction. Includes bibliographical references (p. 206-213).
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Feindouno, Sosso. "Structural vulnerability and fragility : an assessment based on composite indicators." Thesis, Université Clermont Auvergne (2017-2020), 2018. http://www.theses.fr/2018CLFAD014.
Full textAbstract:
Les concepts de vulnérabilité et de fragilité sont au cœur du débat sur la définition et la mise en œuvre des objectifs de développement durable. Cette thèse propose des outils pour évaluer la vulnérabilité structurelle et la fragilité sous divers aspects: économique, social et environnemental. L'approche proposée pour appréhender ces concepts repose sur la construction et le raffinement d'indicateurs composites. Elle est composée de quatre chapitres.Dans le Chapitre 1, nous construisons des séries rétrospectives de l’indice de vulnérabilité économique (EVI) proposé par le Comité des politiques de développement des Nations Unies pour l’identification des Pays les Moins Avancés (PMA). La vulnérabilité économique structurelle des PMA reste supérieure à celle des non-PMA. De plus, en se focalisant sur le cadre africain, nous montrons que les Etats fragiles sont économiquement plus vulnérables que les Etats non fragiles et que, la différence entre les deux groupes de pays est essentiellement due à l’ampleur des chocs. Enfin, en utilisant une approche basée sur la stochastique dominance et un horizon temporel de cinq ans, nous observons qu’il n’y a pas de baisse significative de l’EVI et de ses principaux composants au premier ordre. En revanche, une diminution généralisée peut être conclue au second ordre.Le Chapitre 2 est consacré à la question de la résilience structurelle à travers un indice de capital humain (HAI). Nous présentons les séries rétrospectives du HAI et de ses composants, pour lesquels des outils économétriques ont été utilisés pour imputer les données manquantes. Nous analysons la dynamique du HAI en évaluant la contribution de chacun de ses composants. Enfin, nous débattons de la problématique cruciale de la pondération et proposons un nouveau système de poids basé sur le rapport de corrélation et la linéarité (ou non linéarité) entre les composants.Le Chapitre 3 a trait à la vulnérabilité au changement climatique. Après avoir mis en lumière le flou existant autour de la définition et de la mesure de la vulnérabilité au changement climatique, nous construisons un indice composite appelé « Physical Vulnerability to Climate Change Index (PVCCI) ». Cet indice repose uniquement sur les caractéristiques physiques du changement climatique et est indépendant des politiques présentes et futures des pays. Il a vocation à être utilisé pour l’allocation internationale des ressources. Pour finir, le Chapitre traite de la relation entre conflits civils et vulnérabilité au changement climatique, mesurée ici par le PVCCI.Le Chapitre 4 part du constat que les pays africains accusent encore un retard dans l’attraction des investissements directs étrangers (IDE). Nous soupçonnons les facteurs de vulnérabilité économique structurelle, mesurée par l’EVI, d’être en partie responsables du manque d’intérêt relatif des investisseurs étrangers à l’égard de l’Afrique. Nous estimons un modèle spatial à correction d’erreur sur la période 1980-2010 pour évaluer les relations dynamiques entre les IDE et ses déterminants. Notre analyse révèle qu’à long terme, il existe une relation négative et significative entre les IDE et l’EVI. Les résultats suggèrent également qu’un EVI élevé dans les pays voisins a un impact négatif sur les IDE du pays hôte. Pour finir, nous montrons que la vulnérabilité économique structurelle joue un rôle important dans l’explication de l’écart en termes d’IDE entre les pays africains à faible revenu et les pays africains à revenu intermédiaire. La part de l’agriculture, de la foresterie et de la pêche dans le PIB apparait comme le principal facteur contribuant à cet écartVulnerability and fragility are at the heart of the global debate arising from the definition and implementation of the sustainable development goals. This PhD dissertation offers enhanced tools to assess structural vulnerability and fragility from various aspects: economic, social, and environmental. The proposed approach for apprehending these concepts is based on the construction and refinement of composite indicators. It is divided into four chapters.In Chapter 1, we build the retrospective series of the economic vulnerability index (EVI), proposed by the United Nations’ Committee for Development Policy (CDP). Some choices and measures are discussed, such as the methodology used to calculate the instabilities of exports and agricultural production. From our analyses, it appears that the structural economic vulnerability of LDCs is still higher compared to non-LDCs. As well, focusing on the African context, we show that fragile African states are economically more vulnerable than non-fragile African states, and the difference between the two groups of countries seems to come from the difference in the magnitude of shocks. Finally, employing a stochastic dominance approach and using a five-year testing horizon to assess the evolution of the EVI and its main components over time, we observe that there is no real decline of the EVI and its main components at the first order sense. But, an overall decrease can be concluded at the second order sense of dominance.The second chapter focuses on the issue of structural resilience through the Human Assets Index (HAI), another index designed by the UN-CDP for identification of LDCs. We start with a presentation of retrospective series of the HAI and its components, for which, to a limited extend, we have used econometric tools to consistently impute missing data. Secondly, we analyze the HAI’s dynamics by assessing the contributions of each component to this. Finally, we debate about the choice of equal weighting for the four components in the HAI. Taking into account the fact that the correlation between indicators is closely linked to the issue, we propose a new scheme pattern based on the correlation ratio and linearity (or nonlinearity) dependence between components. The third chapter is devoted to the climate change vulnerability. We design a composite indicator called “Physical Vulnerability to Climate Change (PVCCI)”. This indicator based only on the physical characteristics of climate change is independent of present and future country policy, and aims to be used for international allocation of resources. After explaining the specific methodology used to build the PVCCI and presenting the results for developing countries, we investigate the relationship between civil conflict and vulnerability to climate change measured here by the PVCCI. The starting point of the fourth chapter is that African countries are still lagging behind when it comes to attracting Foreign Direct Investments (FDI). We suspect the structural economic vulnerability, measured by the Economic Vulnerability Index (EVI), in part, responsible for the relative lack of interest of foreign investors towards Africa. We estimate a spatial error correction model during the time period from 1980 to 2010 to assess the dynamic relationships between FDI and its determinants. Our finding reveals that in the long run, there is a significant negative relationship between FDI and EVI. The results also suggest that a high EVI in neighboring countries negatively affects the amount of FDI into a host country. Later on, we also observe that structural economic vulnerability plays an important role in explaining the FDI gap between African Low-Income Countries and African Middle-Income Countries. The share of agriculture, forestry and fishery in GDP appears as the strongest contributing factor to this difference
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Hermozo, Laura. "L'estimation de la correction troposphérique humide pour l'altimétrie spatiale : l'approche variationnelle." Thesis, Toulouse 3, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30026/document.
Full textAbstract:
L'altimétrie spatiale contribue majoritairement à la compréhension de la circulation océanique régionale et globale. Elle permet aujourd'hui de fournir une cartographie de la topographie océanique à des échelles spatiales et temporelles de plus en plus fines. Le passage du signal radar à travers la vapeur d'eau de l'atmosphère implique un retard de l'onde, qui nécessite d'être corrigé : c'est la correction troposphérique humide. Des méthodes statistiques sont actuellement utilisées pour estimer la correction troposphérique humide. Elles permettent d'inverser des mesures de températures de brillance fournies par un radiomètre couplé à l'altimètre sur une mission altimétrique, à deux ou trois fréquences proches de la bande d'absorption de la vapeur d'eau, à 22.235 GHz. Bien que ces algorithmes permettent d'estimer cette correction avec de faibles incertitudes en plein océan, des améliorations sont nécessaires pour réduire les erreurs dans les zones océaniques complexes, comme les régions d'upwelling, et sur les surfaces hétérogènes, comme en régions côtières, sur glace de mer, ou sur les eaux continentales. A ces fins, une approche variationnelle uni-dimensionnelle (1D-Var) est développée dans cette thèse. Elle permet de tenir compte de la physique de l'atmosphère et des variations de la surface dans l'environnement des mesures, pour estimer la correction troposphérique de manière globale, sur différents types de surface, dans le contexte des missions altimétriques actuelles, et futures, dont les technologies instrumentales évoluent. Une analyse fine des caractéristiques de l'approche 1D-Var, et de ses performances, permet de montrer l'apport et l'impact des différents paramètres en jeu sur les variables atmosphériques restituées, et la correction troposphérique humide estimée. Les performances du 1D-Var ainsi que ses limites sont évaluées pour l'estimation la correction troposphérique humide en plein océan, en conditions de ciel clair. L'apport des mesures de températures de brillance aux hautes fréquences, typiques des missions altimétriques futures, est également analysé. Leur potentiel est exploité dans le cadre de l'estimation de la correction troposphérique humide dans les régions côtières, où les mesures de températures de brillance sont contaminées par la présence de terre dans le signal. Enfin, une analyse des estimations des émissivités de surface, et de leurs variations sur la glace de mer, est proposée dans le cadre d'une étude préliminaire à l'estimation de la correction troposphérique humide, aux interfaces complexes mer/glace de mer, dans les régions polairesSpace altimetry is one of the major contributors to the understanding of regional and global oceanic circulation. It currently enables to provide a map of ocean topography at higher temporal and spacial scales. A propagation delay of the altimeter signal along its path through atmospheric water vapor needs to be accounted for, and corresponds to the wet tropospheric correction. Statistical methods are currently used to estimate wet tropospheric correction. These methods are fed by brightness temperature measurements provided by a radiometer coupled to the altimeter, at two or three frequencies close to the water vapor absorption line, at 22.235 GHz. While these algorithms provide wet tropospheric correction with low uncertainties over open ocean, improvements are still needed to reduce higher uncertainties in complex oceanic areas, such as upwelling regions, and over heterogeneous surfaces, as coastal regions, sea ice or inland waters. To this end, a one-dimensional variational approach (1D-Var) is developed in the frame of this thesis. This approach accounts for atmospheric and surface variability in the surroundings of the measurements, to provide wet tropospheric correction estimates at a global scale, over various surfaces, in the context of both current and future altimetry missions, with improved instrumental technologies. We first analyze the characteristics of the 1D-Var approach and evaluate its performances. The contribution and impact of the different input parameters on retrieved atmospheric variables and wet tropospheric correction are shown through this analysis. The potential and limits of the 1D-Var approach to retrieve wet tropospheric correction over open ocean, for clear sky conditions, are evaluated. The contribution of high frequencies, typical to future altimetry missions, is also analyzed. It is fully exploited to retrieve wet tropospheric correction over coastal areas, where land contamination occurs within brightness temperature measurements. A preliminary analysis of surface emissivity estimates and their variability over sea ice is also undertaken, in the frame of the 1D-Var estimation of wet tropospheric correction over sea ice/open sea transition surfaces, in polar areas
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Tendero, Yohann. "Mathematical theory of the Flutter Shutter : its paradoxes and their solution." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00752409.
Full textAbstract:
This thesis provides theoretical and practical solutions to two problems raised by digital photography of moving scenes, and infrared photography. Until recently photographing moving objects could only be done using short exposure times. Yet, two recent groundbreaking works have proposed two new designs of camera allowing arbitrary exposure times. The flutter shutter of Agrawal et al. creates an invertible motion blur by using a clever shutter technique to interrupt the photon flux during the exposure time according to a well chosen binary sequence. The motion-invariant photography of Levin et al. gets the same result by accelerating the camera at a constant rate. Both methods follow computational photography as a new paradigm. The conception of cameras is rethought to include sophisticated digital processing. This thesis proposes a method for evaluating the image quality of these new cameras. The leitmotiv of the analysis is the SNR (signal to noise ratio) of the image after deconvolution. It gives the efficiency of these new camera design in terms of image quality. The theory provides explicit formulas for the SNR. It raises two paradoxes of these cameras, and resolves them. It provides the underlying motion model of each flutter shutter, including patented ones. A shorter second part addresses the the main quality problem in infrared video imaging, the non-uniformity. This perturbation is a time-dependent noise caused by the infrared sensor, structured in columns. The conclusion of this work is that it is not only possible but also efficient and robust to perform the correction on a single image. This permits to ensure the absence of ''ghost artifacts'', a classic of the literature on the subject, coming from inadequate processing relative to the acquisition model.
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Hodge, Miriam Christine. "Bias correction and change measurement in spatio-temporal data." Thesis, University of Canterbury. Department of Mathematics and Statistics, 2012. http://hdl.handle.net/10092/7540.
Full textAbstract:
A simplistic view of a dataset is that it is collection of numbers. In fact data are much more than that and all data are collected at a set place and time. Often either the location, or the time, is fixed within the dataset and one or both are disregarded. When the place and time of the collection are incorporated into the analysis, the result is a spatio-temporal model.
Spatio-temporal data are the focus of this thesis. The majority of the datasets used are radio tracking studies of animals where the objective is to measure the habitat use. Observations are made over a long period of time and a large area. The largest dataset analysed tracks over a hundred animals, in an area larger than 40 square miles, for multiple years. In this context understanding the spatio-temporal relationships between observations is essential. Even data that do not have an obvious spatial component can benefit from spatio-temporal analysis. For example, the data presented on volatility in the stock market do not have an obvious spatial component. The spatial component is the location in the market, not a physical location.
Two different methods for measuring and correcting bias are presented. One method relies on direct modelling of the underlying process being observed. The underlying process is animal movement. A model for animal movement is constructed and used to estimate the missing observations that are thought to be the cause of the bias. The second method does not model the animal movement, but instead relies on a Bayesian Hierarchical Model with some simple assumptions. A long running estimation is used to calculate the most likely result without ever directly estimating the underlying equations.
In the second section of the thesis two methods for measuring change from shifts in both spatial and temporal location are presented. The methods, Large Diffeomorphic Deformation Metric Mapping (LDDMM) and Diffeomorphic Demons (DD), were originally developed for anatomical data and are adapted here for nonparametric regression surfaces. These are the first applications of LDDMM and DD outside of computational anatomy.
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Oliveira, Fialho Fabio de. "Définition et implémentation des corrections instrumentales de la mission spatiale CoRoT." Paris 6, 2007. http://www.theses.fr/2007PA066545.
Full textAbstract:
CoRoT (Convection, Rotation et Transits planétaires) est une mission spatiale dédiée à la sismologie stellaire et à la recherche de planètes extrasolaires. Les deux programmes scientifiques se basent sur une photométrie de très haute précision et requièrent de longues durées d’observations ininterrompues. Pour l’étude des oscillations stellaires, l’instrument doit être capable de mesurer des variations périodiques de l’ordre d’une dizaine de parties par million sur quelques étoiles de magnitudes apparentes comprises entre 5. 4 et 9. 5. Pour la recherche d’exoplanètes, basée sur la méthode de transits planétaires, le but est de détecter l’occultation temporaire de l’étoile par la planète en orbite, ce qui se traduit par une faible diminution du flux stellaire collecté. Pour cela, l’instrument est conçu pour observer simultanément plusieurs milliers d’étoiles, de magnitudes apparentes entre 12 et 15. 5, et pour détecter des baisses de luminosité aussi petites qu’un millier de parties par million. Pour atteindre ce niveau de performance, les réductions de données à bord et au sol doivent être optimisées, tout en assurant le respect des contraintes scientifiques et techniques du projet. Pour autant, cette thèse joue un rôle très important sur la performance photométrique finale de l’instrument. D’une part elle définie les masques photométriques optimum chargés à bord pour la voie d’asterosismologie. Ces ouvertures photométriques définissent de façon irrémédiable la qualité des donnés que l’on traite au sol. D’autre part elle porte sur l’une des corrections sol les plus importantes pour atteindre les performances photométriques des deux programmes scientifiques : la correction photométrique due aux fluctuations d’attitude (jitter) du satellite. Pour aborder ces deux parties cette thèse décrit d’abord le projet CoRoT et ses objectifs scientifiques, et les principaux concepts nécessaires à la compréhension des origines des problèmes ici traités. Ensuite la théorie de la correction sol des effets du jitter du satellite sur la photométrie est développée et les premiers résultats de validation obtenus sur le banc de test sont montrés. Ensuite on décrira la reconstitution du jitter de chaque étoile observée par CoRoT. Cela est nécessaire aux calculs de correction photométrique du jitter. Pour finaliser la partie théorique le développement du calcul des masques optimum et les résultats des simulations sont présentés. Le dernier chapitre montre d’abord les résultats obtenus juste avant le lancement de CoRoT sur les données vol issues du satellite canadien MOST et ensuite les résultats sur les données vol de CoRoT. Les qualités tant des données réelles que des corrections proposées par ce travail sont confirmées. Ces corrections s’avèrent une condition essentielle pour atteindre les performances photométriques spécifiées.
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Gendre, Bruce. "Etude des sources X faibles des amas globulaires de la galaxie avec XMM-Newton." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01025786.
Full textAbstract:
Les amas globulaires contiennent deux classes de sources X se différenciant par leur luminosité. Tout d'abord, les sources X brillantes (Lx>10^36 ergs/s), qui sont des binaires X de faible masse identiques à celles contenues dans le disque galactique. La seconde classe regroupe les objets de luminosité X faible (LX<10^34.5 ergs/s). Elle est composée d‟objets de natures diverses, principalement des systèmes binaires où l'accrétion de matière sur l'un des deux composants (une étoile à neutrons, une naine blanche) est responsable de l'émission X observée. Déterminer la population de sources X des amas globulaires permet donc d'étudier les mécanismes de formation des systèmes binaires, lesquels jouent un rôle fondamental dans l'évolution des amas globulaires en assurant leur équilibre dynamique. Cette thèse est centrée sur l'étude des populations X de 4 amas globulaires observés avec les satellites XMM-Newton ou Chandra : Omega Cen, M13, M22 et NGC 6366. Notre échantillon nous a permis d‟étudier les populations de sources X faibles et de tester les scénarii de formation des binaires en fonction de divers paramètres comme la masse, la taille et la densité stellaire de l‟amas. Nous avons associé des sources X faibles à chaque amas (respectivement 30, 5, 2 et 1). Ces sources se trouvent dans le coeur des amas. Nous avons également détecté un excès significatif de sources dans les régions externes d‟Omega Cen. Nous avons enfin découvert une binaire X de faible masse avec une étoile à neutrons dans M13 (sa contrepartie a été recherchée dans les données du télescope spatial Hubble). Nous montrons que le nombre de binaires X de faible masse avec une étoile à neutrons contenues dans un amas est corrélé avec le taux de collision stellaire. Ceci pourrait indiquer que ces binaires sont formées par la capture gravitationnelle par une étoile à neutrons d‟un autre astre dans le coeur des amas. Nous avons également étudié les mécanismes de formation des autres catégories de binaires.
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Bru, Driss. "Corrections atmosphériques pour capteurs à très haute résolution spatiale en zone littorale." Thesis, Bordeaux, 2015. http://www.theses.fr/2015BORD0314/document.
Full textAbstract:
La zone littorale concentre des enjeux socio-économiques et environnementaux majeurs. Pour comprendre la dynamique des systèmes associés et prévoir leurs évolutions, en particulier dans un contexte de forte pression anthropique et de changement climatique, il est nécessaire de s’appuyer sur des systèmes d’observation pérennes fournissant des données robustes. Par son emprise spatiale, la télédétection de la couleur de l’eau a démontré ces dernières années son fort potentiel pour l’observation du littoral et tend à devenir une composante centrale des systèmes d’observation. Néanmoins, les capteurs à très haute résolution spatiale (noté par la suite THRS), adaptés à l’observation petite échelle des processus physiques et bio-géochimiques qui caractérisent la dynamique de la zone littorale, présentent encore de fortes limitations nécessitant des développements techniques et scientifiques importants. Dans le cadre de cette thèse, je vais m’intéresser au problème des corrections atmosphériques. Ces dernières représentent une étape clé du traitement du signal en télédétection de la couleur de l’eau. Elles permettent d’extraire du signal total mesuré par un radiomètre embarqué sur une plateforme spatiale, le signal marin. Ce signal, qui ne représente qu’environ 10% du signal total, est ensuite utilisé pour mesurer, à partir de modèles d’inversion, des paramètres physiques et bio-géochimiques caractérisant les systèmes aquatiques marins et continentaux. Or, les méthodes de corrections atmosphériques développées pour les missions standards en couleur de l’océan sont le plus souvent inadaptées ou inopérantes pour les capteurs THRS du fait de caractéristiques instrumentales moins poussées (faible résolution spectrales et faible rapport signal sur bruit). Mon travail a été d’abord de développer une méthode de corrections atmosphériques innovante basée sur la construction d’un modèle aérosol local, le modèle ISAC. Ce modèle aérosol est le résultat de l’étude des variations des propriétés optiques et microphysiques des aérosols sur Arcachon, basée sur 4 années de données AERONET. Cette méthode a par la suite été appliquée sur des images Landsat 8 et les résultats obtenus ont été évalués avec d’autres méthodes standards de corrections atmosphériques. Puis, une comparaison avec des données terrain a permis de valider et de montrer les bonnes performances de la méthode. Enfin, les images corrigées avec la méthode ISAC ont été utilisées afin d’évaluer les performances d’un modèle d’inversion permettant d’extraire la bathymétrieThe coastal area accumulates major socio-economic and environmental issues. To understand the dynamics of the associated systems and predict their evolution, particularly in a context of strong human pressure and climate change, it is necessary to rely on long-termobservation systems providing robust data. By its spatial extent, ocean color remote sensing has demonstrated in recent years its strong potential for the observation of the coast and tends to become a central component of observation systems. However, very high resolution sensors (hereafter named THRS), suitable for small-scale observation of the physical and biogeochemical processes that characterize the dynamics of the coastal zone, still have strong limitations requiring important technical and scientific developments. As part of my PhD, I will focus on the atmospheric correction issues. The latter represent a key step of the signal processing in ocean color remote sensing. They are used to extract the marine signal from the total signal measured the sensor through an onboard radiometer. This signal, which only represents about 10% of the total signal, is used to measure, from inversion models, physical and biogeochemical parameters characterizing the marine and continental aquatic systems. However, atmospheric correction methods developed for ocean missions are often inadequate or ineffective for THRS sensors due to lower instrumental characteristics (low spectral resolution and low signal to noise ratio). My work was first to develop an innovative atmospheric correction method based on the elaboration of a local aerosol model, the ISAC model. This aerosol model is the result of the study of variations of the optical and microphysical properties of aerosol over Arcachon, based on four years of AERONET data. This method has later been applied to Landsat 8 images and the results were evaluated with other standard methods. Then, a comparison with field data was used to validate and demonstrate the good performance of the method. Finally, the ISAC’s corrected images were used used to evaluate the performance of an inversion model to extract bathymetry
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Harmel, Tristan. "Apport des mesures directionnelles et polarisées aux corrections atmosphériques au-dessus des océans ouverts : Application à la mission PARASOL." Paris 6, 2009. http://www.theses.fr/2009PA066450.
Full textAbstract:
Pour l’estimation de la biomasse phytoplanctonique de l’océan par satellite, l’atmosphère est un élément perturbateur majeur qu’il est nécessaire d’éliminer. La qualité des paramètres océaniques estimés par satellite est directement reliée à la précision des algorithmes de correction atmosphérique. Les méthodes actuellement utilisées pour les capteurs satellite du type SeaWiFS (NASA) se sont révélées parfois infructueuses sur certaines zones avec des erreurs conduisant à des réflectances marines négatives dans le bleu. Dans ce cas, l’exploitation des mesures spatiales pour estimer les paramètres marins est rendue impossible. Il est donc nécessaire d’améliorer les algorithmes existants. Le satellite PARASOL effectue des mesures originales de l’état de polarisation de la lumière de façon multidirectionnelle. Prochainement, deux autres satellites possèderont des caractéristiques similaires. Dans ce contexte, nous avons étudié l’apport des mesures multidirectionnelles et polarisées aux corrections atmosphériques au-dessus des océans ouverts. Un premier travail a conclu que l’information présente dans les mesures de polarisation dans le visible est strictement atmosphérique. Sur la base de ce résultat, un algorithme original de correction atmosphérique a été développé. Il permet d’estimer à la fois les aérosols et les luminances marines à partir des images PARASOL. Ces paramètres ont été comparés à des mesures effectuées depuis le sol et en mer, ainsi qu’aux produits des missions spatiales actuelles. Ces comparaisons ont permis de valider l’algorithme, de quantifier le bénéfice de l’information polarisée et de définir les possibilités d’amélioration future.
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Bourderionnet, Jérôme. "Correction des aberrations et mise en forme spatiale d'un faisceau laser par contrôle de phase intracavité." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2001. http://www.theses.fr/2001VERS0026.
Full textAbstract:
Les exigences industrielles actuelles impliquent le développement de sources monomodes transversalement (TEM00) délivrant une puissance moyenne allant de la centaine de Watts à plusieurs kWatts. Dans de telles conditions, le pompage optique implique sur les milieux amplificateurs une charge thermique très importante, qui génére par effets thermo-optique et thermo-mécanique une quantité non-négligeable d'aberrations thermiques dans le milieu amplificateur. Dans un premier temps, nous avons étudié théoriquement les incidences de ces aberrations thermiques sur les performances d'un oscillateur fonctionnant sur le mode fondamental. Nous avons ainsi déterminé les pertes induites, la dégradation de la qualité spatiale du faisceau, ainsi que les perturbations de la stabilité du laser, en fonction de l'amplitude de l'aberration thermique. Ces considérations nous amènent à envisager une correction des aberrations thermiques lorsque les puissances visées atteignent plusieurs centaines de Watts, et si l'on veut optimiser l'efficacité de la source. Nous proposons alors deux techniques originales de contrôle de la phase du faisceau laser. La première consiste à utiliser une lame de phase holographique fixe dans la cavité laser. Enfin, on utilise une valve à cristaux liquides adressée optiquement comme lame de phase programmable intracavité qui permet de contrôler dynamiquement le faisceau délivré par l'oscillateur. Nous démontrons que cette technique permet également de mettre en forme spatialement le faisceau délivré par l'oscillateur. Nous avons ainsi réalisé expérimentalement un résonateur pouvant produire des faisceaux de profils spatiaux variés.
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Ubéda, Thierry. "Contrôle de la qualité spatiale des bases de données géographiques : cohérence topologique et corrections d'erreurs." Lyon, INSA, 1997. http://theses.insa-lyon.fr/publication/1997ISAL0116/these.pdf.
Full textAbstract:
La contribution de ce travail s'inscrit dans le contrôle de la qualité spatiale des données géographiques. Les bases traitées sont les bases existantes et dont les données sont stockées dans un format vecteur (ou filaire). Nous ne nous attacherons pas à un modèle de données particulier, mais nous développerons des techniques adaptables à tout type de bases répondant aux deux critères donns ci-dessus. Les apports de cette étude dans le domaine de l'amélioration de la qualité des données géographiques se situent à deux niveaux complémentaires, conceptuel et sémantique, pour chacun desquels des méthodes de mise en oeuvre sont définies : Au niveau conceptuel sont définies des proporiétés géométriques applicables à des types d'objets géographiques en fonction de la dimension de la forme qui les représente (0,1 ou 2). Cette approche est indépendante du modèle de données et permet la construction d'une liste de propriétés à lui appliquer en fonction des objets qui le composent ; Au niveau sémantique, les relations spatiales entre les objets de la base sont prises en compte au moyen de contraintes d'intégrité topologiques. Elles ont pour but la définition de situations qui doivent ou ne doivent pas exister entre deux entités de la baseThis work concerns spatial data quality checking in geographical data sets, and especially existing geographical vector databases. Methods developed in this work are not dedicated to a particular data model, but can be adapted to all database fulfilling the two criteria previously given. Concerning the issue of data quality enrichment, this study concerns two complementary levels, namely the conceptual and the semantic level. For each level, processes are developed :- At the conceptual level, geometric properties applicable to geographical data types depending on the dimension of the shape that represents them (0, 1 or 2) are defined. This approach is only based on the objects that compose the database and not on the data model itself. It can then be adapted to every vector geographical data set. - At the semantic level, spatial relation among objects of the database are taken into account by means of topological integrity constraints. They allow to define topological situation that should or should not happen
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Ubéda, Thierry Laurini Robert. "Contrôle de la qualité spatiale des bases de données géographiques cohérence topologique et corrections d'erreurs /." Villeurbanne : Doc'INSA, 2000. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=ubeda.
Full text
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Laslandes, Marie. "Miroirs actifs de l’espace : Développement de systèmes d’optique active pour les futurs grands observatoires." Thesis, Aix-Marseille, 2012. http://www.theses.fr/2012AIXM4774/document.
Full textAbstract:
Le besoin tant en haute qualité d'imagerie qu'en structures légères est l'un des principaux moteurs pour la conception des télescopes spatiaux. Un contrôle efficace du front d'onde va donc devenir indispensable dans les futurs grands observatoires spatiaux, assurant une bonne performance optique tout en relâchant les contraintes sur la stabilité globale du système. L'optique active consiste à contrôler la déformation des miroirs, cette technique peut être utilisée afin de compenser la déformation des grands miroirs primaires, afin de permettre l'utilisation d'instrument reconfigurable ou afin de fabriquer des miroirs asphériques avec le polissage sous contraintes. Dans ce manuscrit, la conception de miroirs actifs dédiés à l'instrumentation spatiale est présentée. Premièrement, un système compensant la déformation d'un grand miroir allégé dans l'espace est conçu et ses performances sont démontrées expérimentalement. Avec 24 actionneurs, le miroir MADRAS (Miroir Actif Déformable et Régulé pour Applications Spatiales) effectuera une correction efficace du front d'onde dans un relais de pupille du télescope. Deuxièmement, un harnais de déformation pour le polissage sous contraintes des segments du télescope géant européen de 39 m (E-ELT) est présenté. La performance du procédé est prédite et optimisée avec des analyses éléments finis et la production en masse des segments est considérée. Troisièmement, deux concepts originaux de miroirs déformables avec un nombre minimal d'actionneurs ont été développés. VOALA (Variable Off-Axis parabola) est un système à trois actionneurs et COMSA (Correcting Optimized Mirror with a Single Actuator) est un système à un actionneurThe need for both high quality images and light structures is one of the main driver in the conception of space telescopes. An efficient wave-front control will then become mandatory in the future large observatories, ensuring the optical performance while relaxing the specifications on the global system stability. Consisting in controlling the mirror deformation, active optics techniques can be used to compensate for primary mirror deformation, to allow the use of reconfigurable instruments or to manufacture aspherical mirror with stress polishing. In this manuscript, the conception of active mirrors dedicated to space instrumentation is presented. Firstly, a system compensating for large lightweight mirror deformation in space, is designed and its performance are experimentally demonstrated. With 24 actuators, the MADRAS mirror (Mirror Actively Deformed and Regulated for Applications in Space) will perform an efficient wave-front correction in the telescope's pupil relay. Secondly, a warping harness for the stress polishing of the 39 m European Extremely Large Telescope segments is presented. The performance of the process is predicted and optimized with Finite Element Analysis and the segments mass production is considered. Thirdly, two original concepts of deformable mirrors with a minimum number of actuators have been developed. The Variable Off-Axis parabola (VOALA) is a 3-actuators system and the Correcting Optimized Mirror with a Single Actuator (COMSA) is a 1-actuator system
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Scholler, Jules. "Imagerie optique 3D multimodale : traitements spatio-temporels, correction du front d'onde et classification automatique." Thesis, Université Paris sciences et lettres, 2020. http://www.theses.fr/2020UPSLS007.
Full textAbstract:
Cette thèse vise à appliquer et combiner des méthodes numériques et optiques pour repousser les limites de la tomographie optique cohérente plein champ (FFOCT) statique et dynamique pour la microscopie et l'imagerie médicale. Des méthodes de post-traitement utilisant la décomposition en valeurs singulières ont permis pour la première fois l'acquisition d'images dynamiques in vivo tandis que l'utilisation des signaux non stationnaires a permis d'obtenir des images avec un meilleur rapport signal sur bruit, soit la possibilité d'imager plus profondément les échantillons. L'application de l'imagerie dynamique est présentée sur des organoïdes rétiniens où nous montrons que notre méthode est capable de fournir de nouvelles perceptions biologiques intéressantes qui ne sont possibles avec aucune autre méthode. Des développements matériel pour compenser les aberrations optiques ont été menés avec succès, ce qui a permis une mise en œuvre peu complexe et peu coûteuse permettant d'acquérir de manière fiable des images de la rétine avec une résolution en limite de diffraction. La compréhension de la manifestation des aberrations optiques en FFOCT validée expérimentalement nous a permis de concevoir et de simuler les performances du système proposé. Enfin, les applications cliniques potentielles du FFOCT dynamique et statique pour l'angiographie de l'œil humain in vivo, la cicatrisation ex vivo, la classification des cellules de la rétine et le dépistage du cancer du sein par des méthodes d'apprentissage automatique ont été démontrées avec succèsThis PhD project aims at combining numerical and optical methods to apply and push the limits of static and dynamic full-field optical coherent tomography (FFOCT) for microscopy and medical imaging. Post-processing methods using singular value decomposition allowed the acquisition of dynamic images in vivo for the first time while the use of the signals non-stationarities allowed to image with a better signal to noise ratio, hence deeper inside samples. Application of dynamic imaging is presented on retinal organoids where we show that our method is able to provide new interesting biological insights that are not possible with any other methods. Hardware developments to counteracts optical aberrations were successfully conducted leading to low complexity and cost efficient implementation which can reliably acquire retinal images with a diffraction limited resolution. The understanding and demonstration of the particular aberrations manifestation in FFOCT allowed us to design and simulate the performances of the proposed system. Finally, potential clinical applications of dynamic and static FFOCT for angiography in the human eye in vivo, wound healing ex vivo, retinal cell classification and breast cancer screening using machine learning methods are successfully demonstrated
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Lachérade, Sophie. "Caractérisation des propriétés optiques des matériaux urbains à partir d'images de télédétection à très hautes résolutions spatiale et spectrale." Toulouse, ENSAE, 2006. http://www.theses.fr/2006ESAE0008.
Full textAbstract:
Le signal reçu par un système optique de télédétection observant des milieux urbains est particulièrement complexe, en raison des particularités de ces derniers : occultations, ombres, éclairements réfléchis par les façades ou encore effets directionnels des matériaux urbains. Ces phénomènes rendent difficile la détermination automatique des matériaux directement à partir des luminances mesurées en entrée du capteur. L’objectif de cette thèse est de développer une méthode de transfert radiatif inverse, ICARE, permettant de déterminer la réflectance spectrale des matériaux urbains à partir d'images aéroportées très hautes résolutions spatiale et spectrale dans le domaine réflectif (0,4 µm ‒ 2,5 µm) en prenant simultanément en compte le relief en trois dimensions de la scène, sa forte hétérogénéité spatiale ainsi que les effets atmosphériques mis en jeu. La première partie de cette étude a été consacrée à une étude phénoménologique du signal sur un profil de rue typique de façon à analyser en détail les différents contributeurs radiatifs d’une telle scène. Cette étude nous a permis de mettre à jour les difficultés de la modélisation inverse notamment dans les zones d’ombre où les effets d'environnement sont prépondérants. Dans un second temps, des solutions physiques sont proposées pour modéliser chacun des termes intervenant dans l'équation de transfert radiatif et une approche itérative est mise en place pour résoudre le problème inverse. Dans un troisième temps, l'étude aborde la validation numérique et expérimentale du modèle. La validation numérique a été effectuée sur une image simulée par le code de transfert radiatif direct Amartis sur différents types de reliefs urbains, afin de vérifier la robustesse du modèle. La validation expérimentale a été effectuée avec succès à partir des données et images acquises pendant la campagne Capitoul qui s'est déroulée à Toulouse en avril 2004.
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Bastien, Guérin. "Nouvelle méthode spatio-spectrale de correction de la diffusion en tomographie à émission de positons." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00488904.
Full textAbstract:
Nous avons développé une simulation de Monte Carlo rapide pour la tomographie à émission de positons (TEP) fondée sur le code SimSET modélisant la propagation des photons gammas dans le patient et le scanner basé sur un design en blocs. La validation de ce simulateur avec un code bien validé, GATE, et des données acquises sur un scanner TEP GE Discovery STE a montré qu'il modélise précisément les spectres en énergie (erreur inférieure à 4,6%), la résolution spatiale (6,1%), la fraction de diffusé (3,5%), la sensibilité aux coïncidences primaires (2,3%) et les taux de comptage (12,7%). Nous avons ensuite développé une correction de la diffusion incorporant l'énergie des photons détectés en mode liste en plus de la distribution spatiale des coïncidences diffusées. Notre approche est basée sur une reformulation de la fonction de vraisemblance contenant l'information en énergie donnant lieu à un algorithme de reconstruction EM contenant des termes de correction de la diffusion spatiaux et énergétiques. Nous avons aussi proposé une nouvelle méthode de normalisation du sinogramme diffusé utilisant l'information en énergie. Enfin, nous avons développé une méthode d'estimation des spectres primaires et diffusés détectés dans différents secteurs du scanner TEP. Nous avons évalué notre méthode spatio-spectrale de correction de la diffusion ainsi que la méthode spatiale traditionnelle dans des simulations de Monte Carlo réalistes. Ces résultats montrent que notre approche réduit les biais de quantification de 60% dans les régions froides dans les patients obèses, donnant lieu à des erreurs de quantification inférieures à 13% même dans les patients les plus larges en mode 3D (comparé à une erreur de 65% avec la méthode conventionnelle).
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Guérin, Bastien. "Nouvelle méthode spatio-spectrale de correction de la diffusion en tomographie à émission de positons." Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066129.
Full textAbstract:
Nous avons développé une simulation de Monte Carlo rapide pour la tomographie à émission de positons (TEP) fondée sur le code SimSET modélisant la propagation des photons gammas dans le patient et le scanner basé sur un design en blocs. La validation de ce simulateur avec un code bien validé, GATE, et des données acquises sur un scanner TEP GE Discovery STE a montrée qu’il modélise précisément les spectres en énergie (erreur 4,6%), la résolution spatiale (6,1%), la fraction de diffusé (3,5%), la sensibilité aux coïncidences primaires (2,3%) et les taux de comptage (12,7%). Nous avons ensuite développé une nouvelle correction spatio-spectrale de la diffusion. Notre approche est basée sur une reformulation de la fonction de vraisemblance contenant l’information en énergie donnant lieu à un algorithme de reconstruction EM contenant des termes de correction de la diffusion spatiaux et énergétiques. Nous avons aussi proposé une nouvelle méthode de normalisation du sinogramme diffusé utilisant l’information en énergie. Enfin, nous avons développé une méthode d’estimation des spectres primaires et diffusés détectés dans différents secteurs du scanner TEP. Nous avons évalué notre méthode spatio-spectrale de correction de la diffusion ainsi que la méthode spatiale traditionnelle dans des simulations de Monte Carlo réalistes. Ces résultats montrent que notre approche réduit les biais de quantification de 60% dans les régions froides dans les patients obèses, donnant lieu à des erreurs de quantification inférieures à 13% même dans les patients les plus larges en mode 3D (comparé à une erreur de 65% avec la méthode conventionnelle).
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Schmitz-Fraysse, Marie-Christine. "Etude et optimisation des méthodes de correction d'images et observations de l'émission de sources périodiques avec le télescope à masque codé SIGMA." Toulouse 3, 1995. http://www.theses.fr/1995TOU30027.
Full textAbstract:
Le telescope sigma, monte a bord du satellite sovietique granat, realise des images du ciel dans le domaine x et gamma (30 kev a 1. 3 mev), par association d'une ouverture a masque code et d'un detecteur. Mais le detecteur souffre de defauts d'uniformite et de linearite, inherents a sa conception. Ces defauts produisent alors des effets systematiques dans l'image reconstruite, sources d'erreur dans l'interpretation des donnees. Pour corriger ces defauts, une technique de filtres, basee sur l'independance des defauts d'une observation a l'autre, a ete mise au point. Cette technique emploie des filtres dans l'espace de fourier. Pour determiner la forme du filtre et la frequence de coupure optimale, le critere de selection est le rapport signal sur bruit traduisant le niveau de detection d'une source dans une image. Cette correction d'uniformite permet de travailler sur des images de meilleure qualite. Et les emissions (exces) jusqu'alors noyees dans des defauts parasites peuvent etre identifiees. Grace aux diverses seances d'observations sigma, nous presentons aussi une etude sur l'emission des pulsars. Le spectre de l'emission totale de ces objets et la partie spectrale pulsee, due a la rotation de ces objets, ont ete etudies. La source psr 1509-58 jusqu'alors classee comme un pulsar identique a celui du crabe possede des proprietes communes aux deux classes de pulsars actuelles. Psr 1509-58 est maintenant considere comme le plus efficace producteur de rayons x parmi les pulsars. Deux autres sources detectees ont ete etudiees: vela x-1 et oao 1657-415. Ce sont des systemes binaires x massifs. En plus de leur energie cinetique de rotation, ils ont un autre mecanisme d'emission du a une alimentation du pulsar par un vent stellaire. Ces deux systemes montrent donc un comportement tres erratique etudie de 1990 a 1994
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Mograne, Mohamed Abdelillah. "Synergie des capteurs spatiaux européens OLCI-SLSTR pour l’étude à long terme de la couleur des eaux côtières." Thesis, Littoral, 2019. http://www.theses.fr/2019DUNK0531/document.
Full textAbstract:
La télédétection spatiale de la couleur de l’océan implique l’élimination de la contribution atmosphérique, appelée correction atmosphérique (CA). Au-dessus des eaux claires, cette dernière se base sur l’hypothèse que l’eau est totalement absorbante dans le Proche Infra-Rouge (PIR) pour estimer la réflectance atmosphérique et déterminer la réflectance marine. À l’opposé, au-dessus des eaux côtières turbides, la contribution du signal marin n’est pas négligeable dans le PIR. De ce fait, différentes méthodes alternatives ont été proposées. La thèse se consacre à l’évaluation des algorithmes de CA proposés et leur amélioration pour le capteur Ocean and Land Colour Instrument (OLCI) au-dessus des eaux côtières en exploitant sa synergie avec le capteur Sea and Land Surface Temperature Radiometer (SLSTR). Dans ce but, des mesures radiométriques in-situ ont été acquises dans deux zones côtières françaises contrastées : Manche orientale et Guyane Française, avec le spectro-radiomètre ASD, suivant un nouveau protocole d’acquisition et de post-traitement. Le post-traitement s’est basé sur le coefficient de variabilité et la différence relative de la médiane dans le contrôle de qualité, en plus du score d’assurance de qualité (QAS). Suivant l’analyse statistique basée en partie sur l’angle spectral moyenné (SAM), l’inter-comparaison radiométrique de l’ASD avec les autres radiomètres (TriOS-above et Radeau), a révélé la cohérence des mesures ASD. L’utilisation de ces dernières a permis l’inter-comparaison de la performance de cinq algorithmes de CA, où l’algorithme Polymer est le plus performant d’après un système à points avec une seule métrique. Cependant aucun algorithme a atteint le maximum de points soulignant la grande marge de progression à accomplir, surtout en eau côtière. Dans cette optique, trois relations spectrales de la réflectance des aérosols ont été testées sur une base de données simulées suivant la synergie OLCI/SLSTR. Une autre relation, Full Spectrum AC (FSAC) a été développée initialement en combinant deux relations existantes, après l’élimination de l’hypothèse du pixel noir dans l’ultra-violet (UV) et l’intégration d’un schéma itératif. L’inter-comparaison des relations révèle la cohérence de FSAC qui est légèrement moins performante qu’une relation publiée. L’application de FSAC sur des images OLCI/SLSTR ouvrirait des perspectives dans l’amélioration de la CA au-dessus des eaux côtièresThe ocean color remote sensing involves the removal of the atmospheric contribution, the so-called atmospheric correction (AC). Over clear waters, the latter is based on the hypothesis that the sea water is totally absorbent in the Near Infra-Red (NIR), to estimate the atmospheric reflectance and to determine the water reflectance. By contrast, over coastal turbid waters, the marine signal is not negligible in the NIR. Accordingly, different alternative methods were proposed. The thesis is committed to evaluate the proposed AC algorithms and their improvement for the Ocean and Land Colour Instrument (OLCI) sensor over coastal waters exploiting its synergy with the Sea and Land Surface Temperature Radiometer (SLSTR) sensor. For this purpose, radiometric in-situ measurements were acquired in two contrasted French coastal areas : Eastern English Channel and FrenchGuiana, with the ASD spectro-radiometer, according to a newly developed measurement and post-processing protocol. The post-processing was based on the coefficient of variability and the median relative difference, in addition to the Quality Assurance Score (QAS). Following the statistical analysis in part based on the Spectral Angle Mean (SAM), the radiometric inter-comparison of the ASD and other radiometers (TriOS-above and TriOS in-water), shows the consistency of the ASD measurements. The use of these measurement leads to carry out the performance inter-comparison of five AC algorithms, where the Polymer algorithm is the most efficient according to a unique metric scoring system. However, neither algorithm obtained the maximum score, highlighting the big room for improvement, especially for coastal waters. With this in mind; three spectral relationships of aerosols reflectance were tested with a simulated data set based on OLCI/SLSTR synergy. Another relationship, Full Spectrum AC (FSAC) was initially developed combining two existing relationships, after excluding the black pixel hypothesis in the Ultra-Violet and integrating a iterative scheme. The relationships inter-comparison shows consistency ofFSAC which is slightly less performing than one published relationship. The application of FSAC on OLCI/SLSTR images could have perspectives to improve the AC over coastal waters
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Herrault, Pierre-Alexis. "Extraction de fragments forestiers et caractérisation de leurs évolutions spatio-temporelles pour évaluer l'effet de l'histoire sur la biodiversité : une approche multi-sources." Thesis, Toulouse 2, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU20018/document.
Full textAbstract:
La biodiversité dans les paysages dépend des caractéristiques de ce paysage mais peut aussi être influencée par son histoire. En effet, certaines espèces ne réagissent pas immédiatement à une perturbation mais peuvent montrer un temps de réponse plus ou moins long. De ce fait, la prise en compte de l'évolution de l'habitat des espèces est devenue un enjeu important en écologie depuis quelques années, pour mieux comprendre la présence ou la diversité biologique actuelle. L'objectif de cette thèse en géomatique s'inscrit dans ce contexte applicatif d'écologie historique. Le sujet que nous traitons porte sur l'extraction automatique d'îlots boisés et la caractérisation de leur évolution spatio-temporelle depuis le milieu du XIXe siècle pour modéliser l'effet de leur trajectoire historique sur la diversité actuelle en syrphes forestiers (Diptera : Syrphidae). Le site d'étude est un paysage agri-forestier des Coteaux de Gascogne. La démarche générale proposée se compose de trois étapes principales : (1) la constitution de la base de données spatiales des îlots boisés intégrant plusieurs sources de données hétérogènes, (2) l'appariement des îlots boisés aux différentes dates avec la caractérisation de leur évolution spatio-temporelle, (3) la modélisation statistique des relations espèces-habitats intégrant l'histoire comme un des facteurs explicatifs de la diversité en syrphes observée. Plusieurs contributions méthodologiques ont été apportées à cette démarche. Nous avons proposé une nouvelle méthode de correction géométrique fondée sur la régression ridge à noyau pour rendre compatible les données spatiales anciennes et actuelles mobilisées. Nous avons également développé une approche et un outil de vectorisation automatique des forêts dans les dessins-minutes de la carte d'Etat-Major du XIXe siècle. Enfin, une première évaluation de l'impact de l'incertitude spatiale sur la réponse des modèles espèces-habitats a également été initiée. D'un point de vue écologique, les résultats ont révélé un effet significatif de la continuité temporelle des habitats sur la diversité en syrphes forestiers. Nous avons montré que les forêts les plus isolées présentaient une dette d'extinction ou un crédit de colonisation selon le type d'évolutions apparues au cours de la dernière période étudiée (1979-2010). Il s'est avéré qu'une durée de 30 ans n'était pas suffisante aux syrphes forestiers pour qu'ils retrouvent un été d'équilibre à la suite d'une évolution spatiale de leur habitat isoléBiodiversity in landscapes depends on landscape spatial patterns but can also be influenced by landscape history. Indeed, some species are likely to respond in the longer term to habitat disturbances. Therefore, in recent years, landscape dynamics have become a possible factor to explain current biodiversity. The aim of this thesis in GIS is part of this historical ecology context. We are dealing with automatic extraction of forest patches and characterization of their spatiotemporal evolution. The objective is to evaluate forest dynamics effects on current diversity of forest hoverflies. (Diptera: Syrphidae) in the agri-forestry landscape of Coteaux de Gascogne. The proposed general approach consists of three main steps: (1) the forest spatial database production from heterogeneous sources, (2) forest patches matching and characterization of their spatiotemporal evolution, (3) species-habitat modeling while integrating history as one of the factors likely to explain hoverflies diversity. Several methodological contributions were made. We proposed a new geometric correction approach based on kernel ridge regression to make consistent past and present selected data sources. We also developed an automatic extraction approach of forest from Historical Map of France of the 19th century. Finally, spatial uncertainty effects on ecological models responses have been assessed. From an ecological viewpoint, a significant effect from historical continuity of patches on forest hoverflies diversity was revealed. The most isolated fragments presented an extinction debt or a colonization credit according to area dynamics occurred in the last time-period (1970-2010). As it turns out, 30 years was not sufficient for forest hoverflies to reach new equilibrium after isolated habitat changes
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Cantarello, Luca. "Use of a Kalman filtering technique for near-surface temperature analysis." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2017. http://amslaurea.unibo.it/13455/.
Full textAbstract:
A statistical post-processing of the hourly 2-meter temperature fields from the Nordic convective-scale operational Numerical Weather Prediction model Arome MetCoOp 2.5 Km has been developed and tested at the Norwegian Meteorological Institute (MET Norway). The objective of the work is to improve the representation of the temperature close to the surface combining model data and in-situ observations for climatological and hydrological applications.
In particular, a statistical scheme based on a bias-aware Local Ensemble Transform Kalman Filter has been adapted to the spatial interpolation of surface temperature. This scheme starts from an ensemble of 2-meter temperature fields derived from Arome MetCoOp 2.5 Km and, taking into account the observations provided by the MET Norway network, produces an ensemble of analysis fields characterised by a grid spacing of 1 km. The model best estimate employed in the interpolation procedure is given by the latest avilable forecast, subsequently corrected for the model bias. The scheme has been applied off-line and the final analysis is performed independently at each grid point.
The final analysis ensemble has been evaluated and its mean value has been proved to improve significantly the best estimate of Arome MetCoOp 2.5 km in representing the 2-meter temperature fields, in terms of both accuracy and precision, with a reduction in the root mean squared values as well as in the bias and an improvement in reproducing the cold extremes during wintertime. More generally, the analysis ensemble displays better forecast verification scores, with an overall reduction in the Brier Score and its reliability component and an increase in the resolution term for the zero degrees threshold. However, the final ensemble spread remains too narrow, though not as narrow as the model output.
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Thomas, Colin. "Caractérisation des aérosols atmosphériques en milieu urbain par télédétection à très haute résolution spatiale." Phd thesis, Ecole nationale superieure de l'aeronautique et de l'espace, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00584347.
Full textAbstract:
La réalisation de nouveaux instruments de télédétection à très haute résolution spatiale offre la possibilité d'étudier plus précisément les villes. Pour ces études, la connaissance de l'atmosphère et plus particulièrement des aérosols peut s'avérer essentielle. Le but de cette thèse est donc de développer une méthode de caractérisation des aérosols adaptée aux images de télédétection des milieux urbains à l'échelle métrique dans les domaines visible et proche-infrarouge. Dans un premier temps, les propriétés optiques de ces particules ont été étudiées en utilisant les données fournies par 68 stations urbaines du réseau AERONET. Ensuite, afin de pouvoir évaluer l'impact des aérosols présents dans les villes sur le signal, un code de transfert radiatif 3D a été réalisé : AMARTIS v2. L'utilisation de cet outil pour une scène urbaine typique a permis de quantifier l'impact des particules sur le signal, à l'ombre et au soleil, en fonction de leurs propriétés optiques. Enfin, une méthode de télédétection des aérosols a été définie, basée sur l'observation de transitions ombre/soleil. Afin de mettre en oeuvre cette méthode, un code d'inversion a été développé : OSIS. Une étude de sensibilité d'OSIS a alors été menée à partir d'images synthétiques générées avec AMARTIS v2 et une utilisation expérimentale a été effectuée sur des acquisitions PELICAN obtenues lors de la campagne aéroportée MUSARDE sur la ville de Toulouse. Ces études ont notamment permis de quantifier la précision intrinsèque d'OSIS, comparable aux précisions obtenues avec les produits satellitaires pour l'inversion des épaisseurs optiques, et de montrer que cette procédure est applicable à tout instrument à très haute résolution spatiale, multispectral ou hyperspectral, aéroporté ou satellitaire.
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Desjardins, Camille. "Modélisation de la propagation troposphérique des signaux de systèmes de positionnement par satellites : un tour d'horizon." Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/2633/.
Full textAbstract:
Les signaux électromagnétiques micro-ondes utilisés par les systèmes de positionnement par satellites, se propagent à la vitesse de la lumière en ligne droite dans le vide mais leur propagation est modifiée en traversant l'atmosphère neutre, du fait des variations temporelles et spatiales des densité, composition et réfractivité de cette partie de l'atmosphère. Ces ondes sont ralenties et leur trajectoire est infléchie. Ce travail de thèse modélise la propagation troposphérique par la technique de lancer de rayons au travers des analyses du centre météorologique européen (ECMWF), pour les besoins géodésiques. L'objectif atteint est une modélisation millimétrique de la variabilité spatiale de la propagation utilisant l'information tri-dimensionnelle de température, de pression, de vapeur d'eau, de glace et d'eau liquide, et une conservation précise des délais obtenus dans une fonctionnelle nommée AMF et paramétrée par quelques dizaines de coefficients. Les performances subcentimétriques des AMF sont démontrées par les restitutions de positions des sites et des orbites GPSThe electromagnetic signals emitted by satellite positioning systems, travel, in vacuum, at the ligth speed in a straight line but their propagation is modified through the neutral atmosphere by temporal and spatial changes of density, composition and refractivity of this part of atmosphere. These waves are slowed down and their trajectory is bent. This thesis models the tropospheric propagation by the ray-tracing technique through the assimilations of the European Meteorological Centre (ECMWF) for geodetic needs. The objective is achieved by modeling the propagation of the spatial variability using the three-dimensional information of pressure, temperature, water vapor, ice and liquid water, and maintaining the delays obtained in a functional named AMF, parametrized by few tens of coefficients. The sub-centimetre performances of AMF are demonstrated by the repetitivity of sites' positions and GPS orbits