Improving estimation of forest aboveground biomass at plot level using airborne Lidar data to estimate local height heterogeneity
Notice bibliographique
Résumé
Aboveground biomass (AGB) estimates are required to improve our knowledge on carbon cycle and for ecosystem modelling. Suitable mapping of AGB also supports the implementation of sustainable management strategies and practices that will contribute to forest ecosystem preservation and climate change mitigation. The potential of Lidar to assess AGB at plot level is widely acknowledge. In most studies, biomass estimation are estimated from statistical relationships linking biomass values measured in field inventory, to Lidar metrics extracted from the point cloud data. In general, several height percentiles are selected to describe tree height distribution, and only a few of them remain in the final model. In such approaches, biomass estimations do not take into account horizontal heterogeneity of canopy. The aim of this study is to improve AGB estimation for mono-layer stands by including indicators of the spatial heterogeneity of tree height distribution derived from Airborne Laser Scanning (ALS) data. \nAs part of the FORESEE project (www.fcba.fr/foresee/), a 70 km2 area covered mainly by Maritime Pine (Pinus pinaster) in the Landes forest (South-Western France) was sampled by an ALS system. This ALS has a small footprint and a full-waveform signal. Sixty circular plots (0.1 ha or 0.7 ha each depending on tree heights) were inventoried by traditional field measurements and/or using a terrestrial laser scanner (TLS). Reference biomasses were derived from tree height and diameter at breast height (DBH) measurements using allometric equations.\nThe current estimates of AGB from statistical relationships do not provide satisfactory results. It is hypothesized that spatial metrics describing local heterogeneity will allow improving AGB in mono-layer stands. Therefore, we investigated field data in order to determine key parameters that could complement those usually derived from Lidar. We identified new parameters allowing to correct the bias due to the extrapolation at plot-level of allometric equations that are valid for individual trees. Combining local stand density with tree mean height was insufficient to correct this bias primarily due to heterogeneity in tree heights. Conversely, adding the kurtosis and the skewness of the tree height distribution to the mean height values turned out useful to correct this bias. Consequently we defined new Lidar metrics aiming at quantifying spatial heterogeneity and skewness of tree height distribution. These metrics were then used to build a new AGB estimation model. The obtained model is compared to biomass estimation calculated from reference measurements. This model reduces error significantly (6%) compared to model based only on mean height. Further studies will be required to investigate the capacity of such kind of model to predict AGB in complex forest stands, especially in multi-layered forests. Full-waveforms data should also be analyzed to improve estimations.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
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 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».