The utility of dynamic forest structure from GEDI lidar fusion in tropical mammal species distribution models
Notice bibliographique
Résumé
Remote sensing is an important tool for monitoring species habitat spatially and temporally. Species distribution models (SDM) often rely on remotely-sensed geospatial datasets to predict probability of occurrence and infer habitat preferences. Lidar measurements from the Global Ecosystem Dynamics Investigation (GEDI) are shedding light on three dimensional forest structure in regions of the world where this aspect of species habitat has previously been poorly quantified. Here we combine a large camera trap dataset of mammal species in Borneo and Sumatra with a diverse set of geospatial data to predict the probability of occurrence of 47 species. Multi-temporal GEDI predictors were created through fusion with Landsat time series, extending back to the year 2001. The availability of these GEDI-based forest structure predictors and other temporally-resolved predictor variables enabled temporal matching of species occurrences and hindcast predictions of species probability of occurrence at years 2001 and 2021. Our GEDI-Landsat fusion approach worked well for forest structure metrics related to canopy height (relative height of the 95th percentile of returned energy R 2 = 0.62 and relative RMSE = 41%) but, not surprisingly, was less accurate for metrics related to interior canopy vegetation structure (e.g., plant area volume density from 0 to 5 m above the ground R 2 = 0.05 and relative RMSE = 85%). For the SDM analyses, we tested several combinations of predictor sets and found that when considering a large pool of multiscale predictors, the exact composition, and whether GEDI Fusion predictors were included, didn’t have a large impact on generalized linear modeling (GLM) and Random Forest (RF) model performance. Adding GEDI Fusion predictors to a baseline set only meaningfully improved performance for some species (n = 4 for RF and n = 3 for GLM). However, when GEDI Fusion predictors were used in a smaller predictor set that is more suitable for hindcasting species probability of occurrence, more SDMs showed meaningful performance improvements relative to the baseline model (n = 9 for RF and n = 4 for GLM) and the relative importance of GEDI-based canopy structure predictors increased relative to when they were combined with the baseline predictor set. Moreover, as we examined predictor importance and partial dependence, the utility of GEDI Fusion predictors in hindcast models was evident in regards to ecological interpretability. We produced a catalog of probability of occurrence maps for all 47 mammals species at 90 m spatial resolution for years 2001 and 2021, enabling subsequent ecological interpretation and conservation analyses.
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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 | 0,002 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| 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 | 0,001 |
| 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 ».