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Enregistrement W4384131924 · doi:10.3390/rs15143509

Small Field Plots Can Cause Substantial Uncertainty in Gridded Aboveground Biomass Products from Airborne Lidar Data

2023· article· en· W4384131924 sur OpenAlexaff
K. C. Cushman, Sassan Saatchi, Ronald E. McRoberts, Kristina J. Anderson‐Teixeira, Norman A. Bourg, Bruce Chapman, Sean M. McMahon, Christopher Mulverhill

Notice bibliographique

RevueRemote Sensing · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueRemote Sensing and LiDAR Applications
Établissements canadiensUniversity of British Columbia
Organismes subventionnairesJet Propulsion LaboratoryHSBC Bank USABattelleCalifornia Institute of TechnologyNational Aeronautics and Space AdministrationSmithsonian InstitutionSmithsonian Conservation Biology InstituteNational Science Foundation
Mots-clésEcoregionLidarEnvironmental scienceRemote sensingResidualPixelRange (aeronautics)CalibrationStatisticsComputer scienceMathematicsGeographyAlgorithm

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

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 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)0,005
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,009
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,021
Score d'incertitude au seuil0,041

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0050,009
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

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 Opus0,058
Tête enseignante GPT0,269
Écart entre enseignants0,211 · 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'étudeObservationnel
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

Citations14
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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