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Enregistrement W4414119930 · doi:10.1016/j.jag.2025.104831

Early Deforestation Detection in the Tropics using L-band SAR and Optical multi-sensor data and Bayesian Statistics

2025· article· en· W4414119930 sur OpenAlexafffund
Africa I. Flores-Anderson, Jeffrey A. Cardille, Josef Kellndorfer, Franz J. Meyer, Pontus Olofsson

Notice bibliographique

RevueInternational Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueRemote-Sensing Image Classification
Établissements canadiensSte. Anne's HospitalMcGill University
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaJapan Aerospace Exploration AgencyNational Aeronautics and Space Administration
Mots-clésSynthetic aperture radarChange detectionDeforestation (computer science)Bayesian probabilityLagSatelliteRadarClimate change

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The growing availability of medium-resolution optical and radar satellite observations has prompted the development of synergistic change detection methodologies. Timely forest change detection, particularly early deforestation, is crucial for preventing illegal activities. This study proposes and evaluates an innovative model that integrates ALOS-2 PALSAR-2 L-band data with optical data from Landsat and Sentinel-2 to detect early deforestation, defined as the initial transition from stable to logged forest. Our model employs a 2-tier approach, combining harmonic curve fitting and z-scores to calculate differences between the time series. Bayesian updating statistics are then used to derive change probabilities. We comprehensively assessed the spatial and temporal detection accuracy of early deforestation maps generated by each sensor type, both individually and in combination. The integrated L-band Synthetic Aperture Radar (SAR) and optical method demonstrated the best performance, achieving a user’s accuracy of 99.19 ± 0.0081% ( ± 95 confidence interval) and a mean detection time lag of just 16 days. For comparison, L-band SAR data alone yielded a user’s accuracy of 93.70% ( ± 0.0333) with a mean time lag of 67 days, primarily due to ALOS-2’s lower repeat frequency. Optical-derived detections achieved a user’s accuracy of 98.39% ( ± 0.0113) and a mean time lag of 20 days. These findings confirm that combining radar and optical datasets significantly improves both detection accuracy and timeliness. Furthermore, detections were consistently captured shortly after logging activities, well before subsequent forest disturbances, underscoring true early deforestation. The high detection accuracies validate that both individual and combined L-band SAR and optical data can reliably detect early deforestation in this tropical region. We anticipate that the longer detection time lags observed with ALOS-2 PALSAR-2 will substantially improve with upcoming L-band SAR missions, such as NISAR and ALOS-4 PALSAR-3, which promise significantly enhanced global temporal sampling. • L-band RFDI time series using harmonic fitting and the Bayesian Updating of Land Cover algorithm generates a highly accurate early deforestation map in a tropical area with a user’s accuracy of 93.70%. • An integrated multi-sensor L-band SAR and optical (Landsat and Sentinel- 2) change detection system produces better spatial and temporal detection results (commission error of 0.81%, and all detections within a time window that represents early deforestation), than change maps created by individual sensor types. • Adding L-band SAR data reduces the mean time lag of early deforestation detection from 20 days, using only optical data, to 16 days if all sensor types are combined.

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)0,005
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: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,010
Score d'incertitude au seuil0,019

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,005
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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 Opus0,031
Tête enseignante GPT0,269
Écart entre enseignants0,238 · 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

Citations1
Publié2025
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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