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Enregistrement W603475361

Improving Satellite Leaf Area Index Estimation Based On Various Integration Methods

2009· dissertation· en· W603475361 sur OpenAlexfundno aff
Dongdong Wang

Notice bibliographique

RevueDigital Repository at the University of Maryland (University of Maryland College Park) · 2009
Typedissertation
Langueen
DomaineAgricultural and Biological Sciences
ThématiqueLeaf Properties and Growth Measurement
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesUniversity of WaterlooUniversity of TorontoOak Ridge National LaboratorySan Diego State University
Mots-clésSatelliteIndex (typography)EstimationRemote sensingComputer scienceGeographyEngineeringSystems engineeringAerospace engineeringWorld Wide Web
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Leaf Area Index (LAI) is an important land surface biophysical variable that is used to characterize vegetation amount and activity. Current satellite LAI products, however, do not satisfy the requirements of the modeling community due to their large uncertainties and frequent missing values. Each LAI product is currently generated from only one satellite sensor data. There is an urgent need for advanced methods to integrate multiple LAI products to improve the product's accuracy and integrality for various applications. To meet this need, this study proposes four methods, including the Optimal Interpolation (OI), Bayesian Maximum Entropy (BME), Multi-Resolution Tree (MRT) and Empirical Orthogonal Function (EOF), to integrate multiple LAI products. Three LAI products have been considered in this study: Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS), Multi-angle Imaging SpectroRadiometer (MISR) and Carbon cYcle and Change in Land Observational Products from an Ensemble of Satellites (CYCLOPES) LAI. As the basis of data integration, this dissertation first validates and intercompares MODIS and CYCLOPES LAI products and also evaluates their geometric accuracies. The CYCLOPES LAI product has smoother temporal profiles and fewer spatial variations, but tends to produce spurious large errors in winter. The Locally Adjusted Cubic-spline Capping algorithm is revised to smooth multiple years' average and variance. Although OI, BME and MRT based methods have been used in other fields, this is the first research to employ them in integrating multiple LAI products. This dissertation also presents a new integration method based on EOF to solve the problem of large data volume and inconsistent temporal resolution of different datasets. High resolution LAI reference maps generated with ground measurements are used to validate these algorithms. Validation results show that all of these four methods can fill data gaps and reduce the errors of the existing LAI products. The data gaps are filled with information from adjacent pixels and background. These algorithms remove the spurious large temporal and spatial variation of the original LAI products. The combination of multiple satellite products significantly reduces bias. OI and BME can reduce the RMSE from 1.0 (MODIS) to 0.7 and reduce the bias from +0.3 (MODIS) and -0.2 (CYCLOPES) to -0.1. MRT can produce similar results with OI but with significantly improved efficiency. EOF also generates the results with the RMSE of 0.7 but zero bias. Limited ground measurement data hardly prove which methods outperform the others. OI and BME theoretically produce statistically optimal results. BME relaxes OI's linear and Gaussian assumption and explicitly considers data error, but bears a much higher computational burden. MRT has improved efficiency but needs strict assumptions on the scale transfer function. EOF requires simpler model identification, while it is more "empirical" than "statistical". The original contributions of this study mainly include: 1) a new application of several different integration methods to incorporate multiple satellite LAI products to reduce uncertainties and improve integrality, 2) an enhancement of the Locally Adjusted Cubic-spline Capping by revising the end condition, 3) a novel comprehensive comparison of MODIS C5 LAI product with other satellite products, 4) the development of a new LAI normalization scheme by assuming the linear relationship between measurement error and LAI natural variance to account for the inconsistency between products, and finally, 5) the creation of a new data integration method based on EOF.

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)0,001
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: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,005
Score d'incertitude au seuil0,010

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0020,001
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 Opus0,011
Tête enseignante GPT0,183
Écart entre enseignants0,172 · 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

Citations0
Publié2009
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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