3D detection of roof sections from a single satellite image and application to LOD2-building reconstruction

Reconstructing urban areas in 3D out of satellite raster images has been a long-standing and challenging goal of both academical and industrial research. The rare methods today achieving this objective at a Level Of Details $2$ rely on procedural approaches based on geometry, and need stereo images and/or LIDAR data as input. We here propose a method for urban 3D reconstruction named KIBS(\textit{Keypoints Inference By Segmentation}), which comprises two novel features: i) a full deep learning approach for the 3D detection of the roof sections, and ii) only one single (non-orthogonal) satellite raster image as model input. This is achieved in two steps: i) by a Mask R-CNN model performing a 2D segmentation of the buildings' roof sections, and after blending these latter segmented pixels within the RGB satellite raster image, ii) by another identical Mask R-CNN model inferring the heights-to-ground of the roof sections' corners via panoptic segmentation, unto full 3D reconstruction of the buildings and city. We demonstrate the potential of the KIBS method by reconstructing different urban areas in a few minutes, with a Jaccard index for the 2D segmentation of individual roof sections of $88.55\%$ and $75.21\%$ on our two data sets resp., and a height's mean error of such correctly segmented pixels for the 3D reconstruction of $1.60$ m and $2.06$ m on our two data sets resp., hence within the LOD2 precision range

Energie de Casimir et transfert thermique radiatif entre surfaces nanostructurées

The subject of this thesis is about the numerical computations of two influent quantum observables at the nanoscale : the Casimir force and the radiative heat transfer. In near field, these two physical quantities are at the origin of numerous potential applications in the field of nano-engineering. They are theoretically and experimentally well evaluated in the case of simple geometries such as Fabry-Pérot cavities, which consist in two parallel plane mirrors separated by vacuum. But in the case of the more complex geometries which are unavoidably encountered in practical nanotechnological applications, the electromagnetic modes from which they are derived are subject to scattering processes which make their evaluation considerably more complex. This is for instance the case of NEMS and MEMS, whose general architecture is often non-trivial and highly dependent on the Casimir force and radiative heat flux, with for example the often encountered problem of stiction in these nano-devices. In this thesis I mainly focus on corrugated periodic profiles, which bring important constraints on the simplicity of the computations associated with these observables. After a fundamental review of the mathematical foundations of an exact method of computation of the Casimir force and of the heat flux based on scattering theory, I present in the second part of this thesis the results of the numerical calculations of these quantities for corrugated profiles of various geometrical parameters and for different materials. In particular, I obtain the very first exact results of the out-of-thermal equilibrium Casimir force and of the radiative heat flux between corrugated surfaces. I conclude with a proposal for the design of a thermal modulator device for nanosystems based on my results.Le sujet de cette thèse porte sur les calculs numériques de deux observables quantiques influents à l'échelle submicrométrique : le premier étant la force de Casimir et le second étant le transfert thermique radiatif. En champ proche, ces deux grandeurs physiques sont à l'origine de nombreuses applications potentielles dans le domaine de la nano-ingénierie. Elles sont théoriquement et expérimentalement bien évaluées dans le cas de géométries simples, comme des cavités de Fabry-Pérot formées par deux miroirs plans parallèles. Mais dans le cas des géométries complexes invariablement rencontrées dans les applications nanotechnologiques réelles, les modes électromagnétiques sur lesquels elles sont construites sont assujettis à des processus de diffractions, rendant leur évaluation considérablement plus complexe. Ceci est le cas par exemple des NEMS ou MEMS, dont l'architecture est souvent non-triviale et hautement dépendante de la force de Casimir et du flux thermique, avec par exemple le problème de malfonctionnement courant dû à l'adhérence des sous-composants de ces systèmes venant de ces forces ou flux. Dans cette thèse, je m'intéresse principalement à des profils périodiques de forme corruguée ---c'est-à-dire en forme de créneaux--- qui posent d'importantes contraintes sur la simplicité de calcul de ces observables. Après une revue fondamentale et théorique jetant les bases mathématiques d'une méthode exacte d'évaluation de la force de Casimir et du flux thermique en champ proche centrée sur la théorie de diffusion, la seconde et principale partie de ma thèse consiste en une présentation des estimations numériques de ces grandeurs pour des profils corrugués de paramètres géométriques et de matériaux diverses. En particulier, j'obtiens les tous premiers résultats exacts de la force de Casimir hors-équilibre-thermique et du flux thermique radiatif entre des surfaces corruguées. Je conclus par une proposition de conception d'un modulateur thermique pour nanosystèmes basée sur mes résultats

Energie de Casimir et transfert thermique radiatif entre surfaces nanostucturées

Le sujet de cette thèse porte sur les calculs numériques de deux observables quantiques influents à l'échelle submicrométrique: le premier étant la force de Casimir et le second étant le transfert thermique radiatif. En champ proche, ces deux grandeurs physiques sont à l'origine de nombreuses applications potentielles dans le domaine de la nano-ingénierie. Elles sont théoriquement et expérimentalement bien évaluées dans le cas de géométries simples, comme des cavités de Fabry-Pérot formées par deux miroirs plans parallèles. Mais dans le cas des géométries complexes invariablement rencontrées dans les applications nanotechnologiques réelles, les modes électromagnétiques sur lesquels elles sont construites sont assujettis à des processus de diffractions, rendant leur évaluation considérablement plus complexe. Ceci est le cas par exemple des NEMS ou MEMS, dont l'architecture est souvent non-triviale et hautement dépendante de la force de Casimir et du flux thermique, avec par exemple le problème de mal fonctionnement courant dû à l'adhérence des sous-composants de ces systèmes venant de ces forces ou flux. Dans cette thèse, je m'intéresse principalement à des profils périodiques de forme corrigée qui posent d'importantes contraintes sur la simplicité de calcul de ces observables, et présente les résultats des estimations numériques de ces grandeurs pour des profils variésPARIS-BIUSJ-Biologie recherche (751052107) / SudocSudocFranceF

Stock Price Formation: Precepts from a Multi-Agent Reinforcement Learning Model

International audienc

Modelling Stock Markets by Multi-agent Reinforcement Learning

International audienceQuantitative finance has had a long tradition of a bottom-up approach to complex systems inference via multi-agent systems (MAS). These statistical tools are based on modelling agents trading via a centralised order book, in order to emulate complex and diverse market phenomena. These past financial models have all relied on so-called zero-intelligence agents, so that the crucial issues of agent information and learning, central to price formation and hence to all market activity, could not be properly assessed. In order to address this, we designed a next-generation MAS stock market simulator, in which each agent learns to trade autonomously via reinforcement learning. W