Large-area mapping of Canadian boreal forest cover, height, biomass and other structural attributes using Landsat composites and lidar plots
Notice bibliographique
Résumé
Passive optical remotely sensed images such as those from the Landsat satellites enable the development of spatially comprehensive, well-calibrated reflectance measures that support large-area mapping. In recent years, as an alternative to field plot data, the use of Light Detection and Ranging (lidar) acquisitions for calibration and validation purposes in combination with such satellite reflectance data to model a range of forest structural response variables has become well established. In this research, we use a predictive modeling approach to map forest structural attributes over the ~ 552 million ha boreal forest of Canada. For model calibration and independent validation we utilize airborne lidar-derived measurements of forest vertical structure (known as lidar plots) obtained in 2010 via a > 25,000 km transect-based national survey. Models were developed linking the lidar plot structural variables to wall-to-wall 30-m spatial resolution surface reflectance composites derived from Landsat Thematic Mapper and Enhanced Thematic Mapper Plus imagery. Spectral indices extracted from the composites, disturbance information (years since disturbance and type), as well as geographic position and topographic variables (i.e., elevation, slope, radiation, etc.) were considered as predictor variables. A nearest neighbor imputation approach based on the Random Forest framework was used to predict a total of 10 forest structural attributes. The model was developed and validated on > 80,000 lidar plots, with R2 values ranging from 0.49 to 0.61 for key response variables such as canopy cover, stand height, basal area, stem volume, and aboveground biomass. Additionally, a predictor variable importance analysis confirmed that spectral indices, elevation, and geographic coordinates were key sources of information, ultimately offering an improved understanding of the driving variables for large-area forest structure modeling. This study demonstrates the integration of airborne lidar and Landsat-derived reflectance products to generate detailed and spatially extensive maps of forest structure. The methods are portable to map other attributes of interest (based upon calibration data) through access to Landsat or other appropriate optical remotely-sensed data sources, thereby offering unique opportunities for science, monitoring, and reporting programs.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».