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Enregistrement W4367185485 · doi:10.1016/j.rse.2023.113600

Validation of Simplified Level 2 Prototype Processor Sentinel-2 fraction of canopy cover, fraction of absorbed photosynthetically active radiation and leaf area index products over North American forests

2023· article· en· W4367185485 sur OpenAlexaff
Richard Fernandes, Luke A. Brown, Francis Canisius, Jadunandan Dash, Liming He, Gang Hong, Lucy Jen Huang, Nhu Quynh Le, Camryn MacDougall, Courtney L. Meier, Patrick Osei Darko, Hemit Shah, Lynsay Spafford, Lixin Sun

Notice bibliographique

RevueRemote Sensing of Environment · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueRemote Sensing in Agriculture
Établissements canadiensMemorial University of NewfoundlandMcGill UniversityNatural Resources Canada
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésPhotosynthetically active radiationLeaf area indexRemote sensingEnvironmental scienceCanopyImaging spectrometerEarth observationMultispectral imageSpectrometerSatelliteGeographyEcology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Canopy biophysical variables such as the fraction of canopy cover (fCOVER), fraction of absorbed photosynthetically active radiation (fAPAR), and leaf area index (LAI) are widely used for ecosystem modelling and monitoring. The Sentinel-2 mission was designed for systematic global mapping of these variables at 20 m resolution using imagery from the MultiSpectral Instrument. The Simplified Level 2 Prototype Processor (SL2P) is available as a baseline mapping solution. Previous validation over limited sites indicates that SL2P generally satisfies user requirements for all three variables over crops, but underestimates LAI over forests. In this study, Sentinel-2 fAPAR, fCOVER, and LAI products, from SL2P, were validated over 281 sites representative of most North American forest ecozones and also compared to Moderate Resolution Imaging Spectrometer (MODIS) and Copernicus Global Land Service (CGLS) products. In addition to meeting the Committee on Earth Observation Satellites Stage 3 validation requirements for these areas, our study also explores the relationship between bias in SL2P products and canopy clumping and provides empirical bias correction functions for each variable. SL2P was implemented within the Landscape Evolution and Forecasting Toolbox in Google Earth Engine both for efficiency and due to bugs in the Sentinel Application Platform implementation. SL2P was found to underestimate LAI by 20% to 50% over forests with LAI > 2; in agreement with other studies and with comparisons to MODIS and CGLS products. SL2P bias for fCOVER and fAPAR transitions from ∼0.1 at low values to ∼ − 0.1 at high values. Precision error, at one standard deviation, was ∼0.5 for LAI and slightly less than ∼0.1 for fCOVER and fAPAR. Total uncertainty was dominated by bias for LAI and was slightly greater than precision error for fCOVER and fAPAR. Target user requirements were satisfied for 51% of LAI, 37% of fCOVER and 31% of fAPAR comparisons to in-situ measurements. For all variables, accuracy exhibited weak to moderate linear relationships to clumping (r2 ≤0.52), but scatter plots indicated larger negative LAI biases over northern latitude sites where canopies exhibited greater clumping. With the exception of evergreen broadleaf forests, empirical bias correction using in-situ data reduced accuracy error by 40% for fCOVER, 57% for fAPAR and, 92% for LAI and increased the agreement rate with uncertainty requirements by up to 8%. Users of SL2P LAI over forests are recommended to apply bias correction or consider recalibrating SL2P with spatially heterogenous radiative transfer model simulations.

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 enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,990
Score d'incertitude au seuil0,020

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,015
Tête enseignante GPT0,235
Écart entre enseignants0,220 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations47
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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