Assessing the Impacts of Species Composition on the Accuracy of Mapping Chlorophyll Content in Heterogeneous Ecosystems
Notice bibliographique
Résumé
Chlorophyll is an essential vegetation pigment influencing plant photosynthesis rate and growth conditions. Remote sensing images have been widely used for mapping vegetation chlorophyll content in different ecosystems (e.g., farmlands, forests, grasslands, and wetlands) for evaluating vegetation growth status and productivity of these ecosystems. Compared to farmlands and forests that are more homogeneous in terms of species composition, grasslands and wetlands are more heterogeneous with highly mixed species (e.g., various grass, forb, and shrub species). Different species contribute differently to the ecosystem services, thus, monitoring species-specific chlorophyll content is critical for better understanding their growth status, evaluating ecosystem functions, and supporting ecosystem management (e.g., control invasive species). However, previous studies in mapping chlorophyll content in heterogeneous ecosystems have rarely estimated species-specific chlorophyll content, which was partially due to the limited spatial resolution of remote sensing images commonly used in the past few decades for recognizing different species. In addition, many previous studies have used one universal model built with data of all species for mapping chlorophyll of the entire study area, which did not fully consider the impacts of species composition on the accuracy of chlorophyll estimation (i.e., establishing species-specific chlorophyll estimation models may generate higher accuracy). In this study, helicopter-acquired high-spatial resolution hyperspectral images were acquired for species classification and species-specific chlorophyll content estimation. Four estimation models, including a universal linear regression (LR) model (i.e., built with data of all species), species-specific LR models (i.e., built with data of each species, respectively), a universal random forest regression (RFR) model, and species-specific RFR models, were compared to determine their performance in mapping chlorophyll and to evaluate the impacts of species composition. The results show that species-specific models performed better than the universal models, especially for species with fewer samples in the dataset. The best performed species-specific models were then used to generate species-specific chlorophyll content maps using the species classification results. Impacts of species composition on the retrieval of chlorophyll content were further assessed to support future chlorophyll mapping in heterogeneous ecosystems and ecosystem management.
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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 | 0,004 | 0,010 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 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 ».