Surface and volume assessment of Sabellaria alveolata (honeycombworms) reef habitats in the marine natural park of the Gironde Estuary and the Pertuis Sea

Research fields: signal processing and image analysis - machine/deep learning - photogrammetry - drone acquisitions

Location: IFREMER Centre de Bretagne - Brest, France
Lab / Team: DYNECO Laboratoire d'Ecologie Benthique Cotière (LEBCO)
Team leader and project PI: Dr. Stanislas Dubois
Type of contract: full-time job for 18 months
Employer: Ifremer, Centre de Bretagne
Deadline to send application: 31 December 2021
Expected to start: March 2022 (but flexible)

Scientific framework of the project - Polychaetes of the family Sabellariidae are tubicolous and gregarious species, which construct biogenic formations in temperate coastal ecosystems. These bioconstructions are known to provide a number of important ecological roles and ecosystem services, such as coastline protection, or habitat provision for many species. In Europe, Sabellaria alveolata is a common intertidal species distributed from the coasts of Morocco to Scotland. Many of these reefs are threatened by anthropogenic pressures and it is now imperative to better understand the formation and evolution of these biogenic habitats in order to protect and manage them effectively. In particular, Sabellaria reefs are listed as key habitats under Annex 1 of the European Habitat Directive. Monitoring these reefs on a European scale is a critical challenge that needs to be addressed in order to provide relevant monitoring and indicators of the good health of S. alveolata bioconstructions.

Following the European REEHAB project (www.honeycombworms.com), the SISTER (Surface Imaging Solution for TEmperate Reefs) project aims to evaluate the surface area of the Sabellaria alveolata reef habitat on European coasts, using the foreshore of the Gironde Estuary and the Mer des Pertuis marine park as a demonstrator. This park - the largest in France - is home to the largest surface area of this remarkable habitat, where the reef formations present a great diversity of morphologies.

Specific objectives of this postdoctoral project.

We are looking for a motivated and dynamic young researcher to work with the team gathered for this project. The main missions will be:

  1. the development of a method for the surface and volume assessment of Sabellaria alveolata (honeycombworms) habitats using multispectral acquisitions made by airborne drones;
  2. the implementation of the processing chain and the elaboration of a standardized methodological guide including i - the field approach to be deployed to acquire the images (visible and near infrared) and ii - the automated processing chain to be used to obtain the surface and volume evaluation of the habitat, with classification and photogrammetry methods;
  3. participation in the creation of an educational tool based on virtual reality.

Specific tasks.

  • Organize, set up, and participate in in situ data acquisition campaigns (drone overflights and field acquisitions);
  • Exploit existing photogrammetry tools: software and scripts;
  • Reconstruction of reefs in 3D;
  • Develop classification and segmentation methods;
  • Develop landscape indicators on the health status of reefs and their spatial and temporal evolution;
  • Write a methodological guide and (at a minimum) one scientific article in a rank A journal.

Skills

  • Good knowledge in signal processing and image analysis;
  • Classification and segmentation methods and machine learning in general;
  • Experience in Python programming highly appreciated;
  • Mastery of photogrammetry software (Metashape and/or Pix4D) and scripts using an Structure from Motion type approach or equivalent;
  • Proficiency in the use of GIS software such as ArcGIS or QGIS;
  • Use of a supercomputer and parallelization (desired skill);
  • Writing skills and good level of English (oral but especially written);
  • Knowledges in the marine environment and motivation for marine ecology
  • Dynamism and autonomy;
  • Interest in teamwork, open-mindedness to dialogue with thematic experts from other disciplines.

Host team

The LEBCO team (ca. 15 researchers and engineers, 5 technicians) works on understanding the spatial patterns of biodiversity in coastal benthic habitats. With multidisciplinary approaches, the team seeks to understand the natural and anthropogenic processes that structure the populations and communities. Among the spatial approaches, the use of imagery (satellite or airborne) is a central axis in the team's spatial ecology projects.

Within the team and besides Stan Dubois, the person recruited will work in close collaboration with Pierre-Olivier Liabot and Touria Bajjouk, specialists in imaging and multi- and hyper-spectral processing.

Scientific collaborations

The EPHE (École Pratique des Hautes Études) in Dinard (Antoine Collin and Dorothée James) is the main scientific partner of the SISTER project. A close link will be pursued with this team. The CERV (Centre Européen de Réalité Virtuelle) locatd in Brest will also be a privileged contact for the production of 3-dimensional data adapted to the representation in virtual reality.

Finally, LEBCO also relies on external collaborations with the main laboratories specializing in signal processing in Brittany (UBO/LGO, ENSSAT Lannion, CEVA, Télécom Bretagne, ...) but also, at the national (ONERA, IGN, GIPSA-Lab, EPOC, Univ. Toulon, Univ. Nantes) and European levels.

How to apply?

Please send the following documents to Stanislas Dubois (Stanislas.Dubois@ifremer.fr)

  1. A CV and a letter of application showing your interests for the subject and how it fits in your scientific career;
  2. A synthetic and summarized list of your main works related to the subject (2 pages max.): scientific publications and/or reports
  3. Letters of recommendation (not mandatory but helpful);

If needed, do not hesitate to contact sdubois@ifremer.fr for more information


Évaluation surfacique et volumique des habitats récifaux à Sabellaria alveolata (Hermelles) dans le parc naturel marin Estuaire de la Gironde et Mer des Pertuis.

Champs disciplinaires: traitement du signal et analyse d'images - machine/deep learning - photogrammétrie - acquisitions drones

Lieu: IFREMER Centre de Bretagne - Brest, France
Laboratoire: DYNECO Laboratoire d'Ecologie Benthique Cotière (LEBCO)
Porteur(s) du projet: Dr. Stanislas Dubois
Type de contrat: CDD ingénieur ou postdoctorat 18 mois (temps plein)
Employeur: Ifremer, Centre de Bretagne
Fin des candidatures: 31/12/2021
Début du contrat: mars 2022 (mais date flexible)

Cadre scientifique du projet - Les polychètes de la famille des Sabellariidae sont des espèces tubicoles et grégaires, qui construisent des formations biogéniques dans les écosystèmes côtiers tempérés. Ces bioconstructions sont connues pour fournir un nombre important de rôles écologiques et de services écosystémiques, comme par exemple la protection du trait de côte, ou la fourniture d'habitats pour de nombreuses espèces. En Europe, Sabellaria alveolata est une espèce commune intertidale distribuée des côtes marocaines à l'Ecosse et il apparait aujourd'hui impératif de mieux comprendre la formation et l'évolution de ces habitats biogéniques pour les protéger et les gérer de façon efficace. En particulier, les récifs à Sabellaria sont listés comme des habitats clés au regard de l'Annexe 1 de la Directive Européenne Habitat. Suivre ces récifs à l'échelle européenne est un challenge critique qu'il est nécessaire de mener pour proposer un suivi pertinent et des indicateurs du bon état de santé des bioconstructions à S. alveolata.

A la suite du projet européen REEHAB (www.hermelles.fr), le projet SISTER (Surface Imaging Solution for TEmperate Reefs) a pour objectif l'évaluation surfacique de l'habitat récifal à Sabellaria alveolata sur les côtes européennes, avec comme démonstrateur l'estran du parc marin de l'Estuaire de la Gironde et de la Mer des Pertuis. Ce parc - le plus grand de métropole - abrite la plus grande surface de cet habitat remarquable ou les formations récifales présentent une grande diversité de morphologies.

Objectifs spécifiques de ce projet postdoctoral.

Nous sommes à la recherche d'un ingénieur ou d'un chercheur postdoctorant motivé et dynamique pour travailler au sein de l'équipe de ce projet. Les missions principales seront:

  1. l'élaboration d'une méthode d'évaluation surfacique et volumique des habitats à Sabellaria alveolata (hermelles) à l'aide d'acquisitions multispectrales réalisées par drones aéroportés ;
  2. l'implémentation de la chaine de traitement et l'élaboration d'un guide méthodologique standardisé comprenant i - l'approche terrain à déployer pour acquérir les images (visible et proche infrarouge) et ii - la chaine de traitement automatisée à utiliser pour obtenir l'évaluation surfacique et volumique de l'habitat, avec des méthodes de classification et de photogrammétrie ;
  3. la participation à la création d'un outil pédagogique de vulgarisation basé sur la réalité virtuelle.

Taches spécifiques

  • Organiser, mettre en place, et participer à la réalisation de campagnes d'acquisition de données in situ (survols drones et acquisitions de terrain) ;
  • Exploiter des outils de photogrammétrie existant : logiciels et scripts ;
  • Reconstruction des récifs d'hermelles en 3 dimensions ;
  • Développer des méthodes de classification et de segmentation ;
  • Développer des indicateurs de paysage sur l'état de santé des récifs d'hermelles et de leur évolution spatiale et temporelle ;
  • Rédiger un guide méthodologique et (au minimum) un article scientifique dans une revue de rang A.

Compétences

  • Bonnes connaissances en traitement du signal et analyse d'images ;
  • Méthodes de classifications et de segmentation du type RF, SVM, CNN, UNET, et machine learning en général ;
  • Expérience en programmation Python exigée ;
  • Maîtrise des logiciels de photogrammétrie (Metashape et Pix4D) et scripts utilisant une approche du type SFM ou équivalente ;
  • Compétences en utilisation de logiciels SIG tel que ArcGIS ou QGIS ;
  • Utilisation d'un supercalculateur et parallélisation (compétence souhaitée) ;
  • Capacités rédactionnelles et bon niveau d'anglais (oral mais surtout écrit) ;
  • Connaissance de l'environnement marin souhaité et motivation pour l'écologie marine
  • Dynamisme et autonomie ;
  • Intérêt pour le travail en équipe, grande ouverture d'esprit pour dialoguer avec les thématiciens des disciplines autres que la sienne.

Équipe d'accueil

L'équipe LEBCO (ca. 15 chercheurs et ingénieurs, 5 techniciens) travaille à la compréhension des patrons spatiaux de biodiversité des habitats benthiques côtiers. Avec des approches pluridisciplinaires, l'équipe cherche à comprendre les processus naturels et anthropiques qui structurent les peuplements et les communautés. Parmi les approches spatiales, l'utilisation de l'imagerie (satellite ou aéroportée) constitue un axe central dans les projets d'écologie spatiale de l'équipe. Au sein de l'équipe, la personne recrutée travaillera en étroite collaboration avec Touria Bajjouk et Pierre-Olivier Liabot, spécialistes de l'imagerie et des traitements multi- et hyper-spectraux.

Champs relationnel

L'EPHE (École Pratique des Hautes Études) de Dinard (Antoine Collin et Dorothée James) est le principal partenaire scientifique du projet SISTER. Un lien étroit sera à poursuivre avec cette équipe. Le CERV (Centre Européen de Réalité Virtuelle) de Plouzané sera également le contact privilégié pour la production de données en 3 dimensions adaptées à la représentation en réalité virtuelle.

Enfin, le LEBCO s'appuie également sur des collaborations externes avec les principaux laboratoires spécialistes du traitement de signal bretons (UBO/LGO, ENSSAT Lannion, CEVA, Télécom Bretagne, ...) mais également, au plan national (ONERA, IGN, GIPSA-Lab, EPOC, Univ. Toulon, Univ. Nantes) et européen.

Comment candidater?

Merci d'envoyer les documents suivant à : Stanislas Dubois (Stanislas.Dubois@ifremer.fr)

  1. Un court CV et une lettre de candidature montrant vos intérêts pour le sujet et comment il s'insère dans votre carrière scientifique;
  2. Une liste synthétique et résumée de vos principaux travaux en lien (plus ou moins étroit) avec le sujet (2 pages max.) : publications scientifiques et/ou rapports
  3. Des lettres de recommandation (si voulu - non nécessaire);
  4. Une copie de votre diplôme d'ingénieur ou de doctorat (un lien avec le catalogue SUDOC ou le portail français des thèses pour les étudiants français est suffisant).

posted: 24 November 2021     Please mention EARTHWORKS when responding to this advertisement.