A Phenological Approach to Spectral Differentiation of Low-Arctic Tundra Vegetation Communities, North Slope, Alaska
Notice bibliographique
Résumé
Arctic tundra ecosystems exhibit small-scale variations in species composition, micro-topography as well as significant spatial and temporal variations in moisture. These attributes result in similar spectral characteristics between distinct vegetation communities. In this study we examine spectral variability at three phenological phases of leaf-out, maximum canopy, and senescence of ground-based spectroscopy, as well as a simulated Environmental Mapping and Analysis Program (EnMAP) and simulated Sentinel-2 reflectance spectra, from five dominant low-Arctic tundra vegetation communities in the Toolik Lake Research Area, Alaska, in order to inform spectral differentiation and subsequent vegetation classification at both the ground and satellite scale. We used the InStability Index (ISI), a ratio of between endmember and within endmember variability, to determine the most discriminative phenophase and wavelength regions for identification of each vegetation community. Our results show that the senescent phase was the most discriminative phenophase for the identification of the majority of communities when using both ground-based and simulated EnMAP reflectance spectra. Maximum canopy was the most discriminative phenophase for the majority of simulated Sentinel-2 reflectance data. As with previous ground-based spectral characterization of Alaskan low-Arctic tundra, the blue, red, and red-edge parts of the spectrum were most discriminative for all three reflectance datasets. Differences in vegetation colour driven by pigment dynamics appear to be the optimal areas of the spectrum for differentiation using high spectral resolution field spectroscopy and simulated hyperspectral EnMAP and multispectral Sentinel-2 reflectance spectra. The phenological aspect of this study highlights the potential exploitation of more extreme colour differences in vegetation observed during senescence when hyperspectral data is available. The results provide insight into both the community and seasonal dynamics of spectral variability to better understand and interpret currently used broadband vegetation indices and also for improved spectral unmixing of hyperspectral aerial and satellite data which is useful for a wide range of applications from fine-scale monitoring of shifting vegetation composition to the identification of vegetation vigor.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 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 | 0,001 | 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)
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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 ».