Peatland leaf-area index and biomass estimation with ultra-high resolution remote sensing
Notice bibliographique
Résumé
There is fine-scale spatial heterogeneity in key vegetation properties including leaf-area index (LAI) and biomass in treeless northern peatlands, and hyperspectral drone data with high spatial and spectral resolution could detect the spatial patterns with high accuracy. However, the advantage of hyperspectral drone data has not been tested in a multi-source remote sensing approach (i.e. inclusion of multiple different remote sensing datatypes); and overall, sub-meter-level leaf-area index (LAI) and biomass maps have largely been absent. We evaluated the detectability of LAI and biomass patterns at a northern boreal fen (Halssiaapa) in northern Finland with multi-temporal and multi-source remote sensing data and assessed the benefit of hyperspectral drone data. We measured vascular plant percentage cover and height as well as moss cover in 140 field plots and connected the structural information to measured aboveground vascular LAI and biomass and moss biomass with linear regressions. We predicted both total and plant functional type (PFT) specific LAI and biomass patterns with random forests regressions with predictors including RGB and hyperspectral drone (28 bands in a spectral range of 500–900 nm), aerial and satellite imagery as well as topography and vegetation height information derived from structure-from-motion drone photogrammetry and aerial lidar data. The modeling performance was between moderate and good for total LAI and biomass (mean explained variance between 49.8 and 66.5%) and variable for PFTs (0.3–61.6%). Hyperspectral data increased model performance in most of the regressions, usually relatively little, but in some of the regressions, the inclusion of hyperspectral data even decreased model performance (change in mean explained variance between −14.5 and 9.1%-points). The most important features in regressions included drone topography, vegetation height, hyperspectral and RGB features. The spatial patterns and landscape estimates of LAI and biomass were quite similar in regressions with or without hyperspectral data, in particular for moss and total biomass. The results suggest that the fine-scale spatial patterns of peatland LAI and biomass can be detected with multi-source remote sensing data, vegetation mapping should include both spectral and topographic predictors at sub-meter-level spatial resolution and that hyperspectral imagery gives only slight benefits.
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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 | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 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 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 ».