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Estimating forest height and above-ground biomass in tropical forests using P-band TomoSAR and GEDI observations

Liu, Xiao und Neigh, Cristopher S. R. und Pardini, Matteo und Forkel, Mathias (2024) Estimating forest height and above-ground biomass in tropical forests using P-band TomoSAR and GEDI observations. International Journal of Remote Sensing, 45 (9), Seiten 3129-3148. Taylor & Francis. doi: 10.1080/01431161.2024.2343134. ISSN 0143-1161.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
8MB

Offizielle URL: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/01431161.2024.2343134

Kurzfassung

Knowledge about the vertical structure of forests, such as forest height, above-ground biomass (AGB), and the vertical biomass distribution is important for understanding carbon allocation, structural diversity, and succession and degradation dynamics in forest ecosystems. While the use of lidar (light detection and ranging) observations is well established to investigate the vertical structure of forests, the sensitivity of P-band synthetic aperture radar tomography (TomoSAR) observations to biomass and vertical forest structure is not yet well understood. Here we use lidar observations from NASA’s Global Ecosystem Dynamics Investigation (GEDI) to analyse the sensitivity of airborne P-band SAR tomography backscatter to forest height and AGB at two tropical forests in Lopé and Mondah, Gabon, Africa. We use GEDI observations to parametrize an empirical model for estimating forest height and we use a random forest model for estimating AGB from TomoSAR profiles. The validation with Land, Vegetation, and Ice Sensor (LVIS) airborne lidar data shows moderate performance for estimating forest height (RMSE = 8.2 m in Lopé and 9.8 m in Mondah) and moderate to good performance for total AGB (RMSE = 115.3 Mg/ha in Lopé and 117.8 Mg/ha in Mondah). We also estimated the vertical distribution of AGB using the corrected TomoSAR backscatter and compared it with AGB profiles derived from field observations in Mondah, which indicates potential to use TomoSAR observations for estimating vertical AGB distribution over tropical forests. However, our results demonstrate the need for targeted field observations of vertical biomass profiles in order to make full use of P-band TomoSAR to map the vertical structure of tropical forests.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/209804/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Estimating forest height and above-ground biomass in tropical forests using P-band TomoSAR and GEDI observations
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Liu, XiaoTUD Dresden University of TechnologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Neigh, Cristopher S. R.NASA Goddard Space Flight CenterNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pardini, MatteoMatteo.Pardini (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2018-7514NICHT SPEZIFIZIERT
Forkel, MathiasTUD Dresden University of TechnologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:23 April 2024
Erschienen in:International Journal of Remote Sensing
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:45
DOI:10.1080/01431161.2024.2343134
Seitenbereich:Seiten 3129-3148
Verlag:Taylor & Francis
ISSN:0143-1161
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Tropical forest, SAR Tomography, GEDI, Vertical structure
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
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DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Polarimetrische SAR-Interferometrie HR
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme > Radarkonzepte
Hinterlegt von: Pardini, Dr.-Ing. Matteo
Hinterlegt am:02 Dez 2024 11:09
Letzte Änderung:02 Dez 2024 11:09

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