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Article Dans Une Revue Remote Sensing Année : 2022

Individual Tree Crown Delineation Method Based on Multi-Criteria Graph Using Geometric and Spectral Information: Application to Several Temperate Forest Sites

Méthode de délimitation de la cime des arbres individuels basée sur un graphe multicritère utilisant des informations géométriques et spectrales : Application à plusieurs sites forestiers tempérés

Résumé

Individual tree crown (ITC) delineation in temperate forests is challenging owing to the presence of broadleaved species with overlapping crowns. Mixed coniferous/deciduous forests with characteristics that differ with the type of tree thus require a flexible method of delineation. The ITC delineation method based on the multi-criteria graph (MCG-Tree) addresses this problem in temperate monospecific or mixed forests by combining geometric and spectral information. The method was used to segment trees in three temperate forest sites with different characteristics (tree types, species distribution, planted or natural forest). Compared with a state-of-the-art watershed segmentation approach, our method increased delineation performance by up to 25%. Our results showed that the main geometric criterion to improve delineation quality is related to the crown radius (performance improvement around 8%). Coniferous/deciduous classification automatically adapts the MCG-Tree criteria to the type of tree. Promising results are then obtained to improve delineation performance for mixed forests.
La délimitation de la couronne individuelle des arbres (ITC) sur la forêt tempérée est difficile en raison de la présence d'espèces de feuillus avec un chevauchement important de la couronne. Le cas de la forêt mixte avec des caractéristiques d'arbres différentes selon le type d'arbre (conifères/feuillus) nécessite une méthode de délimitation adaptative. La méthode de délimitation de l'ITC basée sur le graphe multicritère (appelée MCG-Tree) est proposée pour résoudre ce problème des forêts tempérées monospécifiques ou mixtes en combinant des informations géométriques et spectrales. Elle est appliquée à des segments d'arbres de trois sites forestiers tempérés aux caractéristiques différentes (types d'arbres, répartition des espèces, plantés ou naturels…). La méthode est comparée à une approche de segmentation des bassins versants de pointe et conduit à une augmentation des performances de délimitation jusqu'à 25 %. Ces résultats démontrent que le principal critère géométrique est le rayon de la couronne de l'arbre pour améliorer la qualité de la délimitation. Une classification conifères/feuillus est introduite pour adapter automatiquement les critères de la méthode MCG-Tree au type d'arbre. Des résultats prometteurs sont alors obtenus pour améliorer les performances de délimitation des forêts mixtes.
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Dates et versions

hal-03585728 , version 1 (23-02-2022)

Licence

Paternité

Identifiants

Citer

Matthieu Deluzet, Thierry Erudel, Xavier Briottet, David Sheeren, Sophie Fabre. Individual Tree Crown Delineation Method Based on Multi-Criteria Graph Using Geometric and Spectral Information: Application to Several Temperate Forest Sites. Remote Sensing, 2022, 14 (5), ⟨10.3390/rs14051083⟩. ⟨hal-03585728⟩
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