Prediction of Macronutrients at the Canopy Level Using Spaceborne Imaging Spectroscopy and LiDAR Data in a Mixedwood Boreal Forest
Notice bibliographique
Résumé
Information on foliar macronutrients is required in order to understand plant physiological and ecosystem processes such as photosynthesis, nutrient cycling, respiration and cell wall formation. The ability to measure, model and map foliar macronutrients (nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K), calcium (Ca) and magnesium (Mg)) at the forest canopy level provides information on the spatial patterns of ecosystem processes (e.g., carbon exchange) and provides insight on forest condition and stress. Imaging spectroscopy (IS) has been used particularly for modeling N, using airborne and satellite imagery mostly in temperate and tropical forests. However, there has been very little research conducted at these scales to model P, K, Ca, and Mg and few studies have focused on boreal forests. We report results of a study of macronutrient modeling using spaceborne IS and airborne light detection and ranging (LiDAR) data for a mixedwood boreal forest canopy in northern Ontario, Canada. Models incorporating Hyperion data explained approximately 90% of the variation in canopy concentrations of N, P, and Mg; whereas the inclusion of LiDAR data significantly improved the prediction of canopy concentration of Ca (R2 = 0.80). The combined used of IS and LiDAR data significantly improved the prediction accuracy of canopy Ca and K concentration but decreased the prediction accuracy of canopy P concentration. The results indicate that the variability of macronutrient concentration due to interspecific and functional type differences at the site provides the basis for the relationship observed between the remote sensing measurements (i.e., IS and LiDAR) and macronutrient concentration. Crown closure and canopy height are the structural metrics that establish the connection between macronutrient concentration and IS and LiDAR data, respectively. The spatial distribution of macronutrient concentration at the canopy scale mimics functional type distribution at the site. The ability to predict canopy N, P, K, Ca and Mg in this study using only IS, only LiDAR or their combination demonstrates the excellent potential for mapping these macronutrients at canopy scales across larger geographic areas into the next decade with the launch of new IS satellite missions and by using spaceborne LiDAR data.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».