Quantifying Lidar Elevation Accuracy: Parameterization and Wavelength Selection for Optimal Ground Classifications Based on Time since Fire/Disturbance
Notice bibliographique
Résumé
Pre- and post-fire airborne lidar data provide an opportunity to determine peat combustion/loss across broad spatial extents. However, lidar measurements of ground surface elevation are prone to uncertainties. Errors may be introduced in several ways, particularly associated with the timing of data collection and the classification of ground points. Ground elevation data must be accurate and precise when estimating relatively small elevation changes due to combustion and subsequent carbon losses. This study identifies the impact of post-fire vegetation regeneration on ground classification parameterizations for optimal accuracy using TerraScan and LAStools with airborne lidar data collected in three wavelengths: 532 nm, 1064 nm, and 1550 nm in low relief boreal peatland environments. While the focus of the study is on elevation accuracy and losses from fire, the research is also highly pertinent to hydrological modelling, forestry, geomorphological change, etc. The study area includes burned and unburned boreal peatlands south of Fort McMurray, Alberta. Lidar and field validation data were collected in July 2018, following the 2016 Horse River Wildfire. An iterative ground classification analysis was conducted whereby validation points were compared with lidar ground-classified data in five environments: road, unburned, burned with shorter vegetative regeneration (SR), burned with taller vegetative regeneration (TR), and cumulative burned (both SR and TR areas) in each of the three laser emission wavelengths individually, as well as combinations of 1550 nm and 1064 nm and 1550 nm, 1064 nm, and 532 nm. We find an optimal average elevational offset of ~0.00 m in SR areas with a range (RMSE) of ~0.09 m using 532 nm data. Average accuracy remains the same in cumulative burned and TR areas, but RMSE increased to ~0.13 m and ~0.16 m, respectively, using 1550 nm and 1064 nm combined data. Finally, data averages ~0.01 m above the field-measured ground surface in unburned boreal peatland and transition areas (RMSE of ~0.19 m) using all wavelengths combined. We conclude that the ‘best’ offset for depth of burn within boreal peatlands is expected to be ~0.01 m, with single point measurement uncertainties upwards of ~0.25 m (RMSE) in areas of tall, dense vegetation regeneration. The importance of classification parameterization identified in this study also highlights the need for more intelligent adaptative classification routines, which can be used in other environments.
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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 | 0,003 | 0,006 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».