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«Caractérisation probabiliste et synthèse de surfaces agricoles par objets structurants à partir d'images haute résolution» par Olivier Chimi Chiadjeu

Présentée par : Olivier Chimi Chiadjeu Discipline : Génie Electrique, Electronique, Photonique et Systèmes Laboratoire : LATMOS

Résumé :
Les communautés scientifiques travaillant dans le domaine de la télédétection et sciences du sol, ont fait ressortir la nécessité de faire progresser la modélisation du couplage onde – surface et d’améliorer les modèles descriptifs des propriétés de surface.
Dans cette thèse, nous proposons une caractérisation probabiliste et la synthèse des surfaces agricoles par objets (agrégats, mottes et creux) structurant à partir d’images de haute résolution. Nous proposons de décrire une surface agricole par des objets et leur substrat. Disposant d’un algorithme de segmentation par Hiérarchie de Contour pour l’identification des objets, nous avons mis en évidence l’influence de la méthode d’estimation de gradient sur cet algorithme et, nous avons adaptés une approche de morphologie mathématique pour l’identification des objets. Nous avons développé un algorithme de déplacement de contours pour l’amélioration des contours des objets identifiés. Nous montrons que le demi-ellipsoïde est une forme mathématique qui modélise parfaitement les objets. Après avoir exhibé les paramètres des demi-ellipsoïdes (orientation, grand et petit axe et, hauteur) et leurs lois, nous avons mis en place un procédé de génération d’objet sur une surface plane. Nous montrons que les objets générés ont les mêmes statistiques que les objets identifiés sur la surface et que, l’isotropie de cette surface est lié à l’orientation des objets.
Par ailleurs, nous avons caractérisé le substrat et nous montrons que ce substrat est fortement corrélé à la surface plane sur laquelle sont déposés les objets. Il est donc nécessaire de décrire ce substrat et d’intégrer cette corrélation dans le générateur de surface.

Abstract :
Our aim is to propose a probabilistic characterization and the synthesis of agricultural surfaces by structuring objects (aggregates, clods and wholes) from high resolution images. We propose to describe agricultural surfaces by two levels of roughness: The first one corresponding to clods, aggregates and wholes and, the second being the substrate on which were placed these objects.
Having a segmentation algorithm by Hierarchy Contours (HC) for objects identification, we have highlighted the influence of the gradient estimation method on that algorithm. We have also adapted a mathematical morphology approach – Watershed – for objects identification. To improve the boundaries of the detected objects, we developed an algorithm to move the clod boundaries using simulated annealing algorithm.
We show that semi-ellipsoid is the mathematical shape which model well objects. Having estimated the probability lows of the semi-ellipsoid parameters (orientation, major and minor axis, high), and studied their dependence, we developed a procedure to generate objects on a plane surface. We show that generated objects have the same statistics that identified objects on the high resolution images. We show that isotropy of the surface is related to orientation of the objects and that there exists a high correlation between substrate and objects placed on the plane.
Informations complémentaires
Stéphane JACQUEMOUD, Professeur des Universités, à l’Université Paris Diderot/Institut de Physique du Globe de Paris - Paris - Rapporteur
Amine NAÏT-ALI, Professeur des Universités, à l’Université Paris Est Créteil/Laboratoire Images Signaux et Systèmes Intelligents (LISSI) - Créteil - Rapporteur
Richard DUSSEAUX, Professeur des Universités, à l’Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines/Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS) - Guyancourt - Directeur de thèse
Edwige VANNIER, Maître de Conférences, à l’Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines/Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS) - Guyancourt - Co-Directrice de thèse
Valérie CIARLETTI, Professeur des Universités, à l’Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines/Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS) - Guyancourt - Examinateur
Sylvie LE HEGARAT-MASCLE, Professeur des Universités, à l’Université Paris Sud 11/Institut d'Electronique Fondamentale - Département Electronique, Energies, Systèmes Orsay - Examinateur
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