Small Field Plots Can Cause Substantial Uncertainty in Gridded Aboveground Biomass Products from Airborne Lidar Data
Notice bibliographique
Résumé
Emerging satellite radar and lidar platforms are being developed to produce gridded aboveground biomass (AGB) predictions that are poised to expand our understanding of global carbon stocks and changes. However, the spatial resolution of AGB map products from these platforms is often larger than the available field plot data underpinning model calibration and validation efforts. Intermediate-resolution/extent remotely sensed data, like airborne lidar, can serve as a bridge between small plots and map resolution, but methods are needed to estimate and propagate uncertainties with multiple layers of data. Here, we introduce a workflow to estimate the pixel-level mean and variance in AGB maps by propagating uncertainty from a lidar-based model using small plots, taking into account prediction uncertainty, residual uncertainty, and residual spatial autocorrelation. We apply this workflow to estimate AGB uncertainty at a 100 m map resolution (1 ha pixels) using 0.04 ha field plots from 11 sites across four ecoregions. We compare uncertainty estimates using site-specific models, ecoregion-specific models, and a general model using all sites. The estimated AGB uncertainty for 1 ha pixels increased with mean AGB, reaching 7.8–33.3 Mg ha−1 for site-specific models (one standard deviation), 11.1–28.2 Mg ha−1 for ecoregion-specific models, and 21.1–22.1 Mg ha−1 for the general model for pixels in the AGB range of 80–100 Mg ha−1. Only 3 of 11 site-specific models had a total uncertainty of <15 Mg ha−1 in this biomass range, suitable for the calibration or validation of AGB map products. Using two additional sites with larger field plots, we show that lidar-based models calibrated with larger field plots can substantially reduce 1 ha pixel AGB uncertainty for the same range from 18.2 Mg ha−1 using 0.04 ha plots to 10.9 Mg ha−1 using 0.25 ha plots and 10.1 Mg ha−1 using 1 ha plots. We conclude that the estimated AGB uncertainty from models estimated from small field plots may be unacceptably large, and we recommend coordinated efforts to measure larger field plots as reference data for the calibration or validation of satellite-based map products at landscape scales (≥0.25 ha).
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 | 0,005 | 0,009 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| 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) | 0,002 | 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 ».