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An ESTARFM Fusion Framework for the Generation of Large-Scale Time Series in Cloud-Prone and Heterogeneous Landscapes

Knauer, Kim und Gessner, Ursula und Fensholt, Rasmus und Künzer, Claudia (2016) An ESTARFM Fusion Framework for the Generation of Large-Scale Time Series in Cloud-Prone and Heterogeneous Landscapes. Remote Sensing, 8 (5), Seiten 1-21. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/rs8050425. ISSN 2072-4292.

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Offizielle URL: http://www.mdpi.com/2072-4292/8/5/425

Kurzfassung

Monitoring the spatio-temporal development of vegetation is a challenging task in heterogeneous and cloud-prone landscapes. So far, no single satellite sensor can provide consistent time series of high temporal and spatial resolution for such areas. In order to overcome this problem, data fusion algorithms such as the Enhanced Spatial and Temporal Adaptive Reflectance Fusion Model (ESTARFM) have been established and frequently used in recent years to generate high resolution time series. In order to make it applicable for larger scales and to increase the input data availability especially in cloud-prone areas, an ESTARFM framework was developed in this study introducing several enhancements. An automatic filling of cloud gaps was included in the framework to make best use of available, even partly cloud-covered Landsat images. Furthermore, the ESTARFM algorithm was enhanced to automatically account for regional differences in the heterogeneity of the study area. The generation of time series was automated and the processing speed was accelerated significantly by parallelization. To test the performance of the developed ESTARFM framework, MODIS and Landsat-8 data were fused for generating an 8-day NDVI time series for a study area of approximately 98,000 km² in West Africa. The results show that the ESTARFM framework can accurately produce high temporal resolution time series (average MAE (mean absolute error) of 0.02 for the dry season and 0.05 for the vegetative season) while keeping the spatial detail in such a heterogeneous, cloud-prone region. The developments introduced within the ESTARFM framework establish the basis for large-scale research on various geoscientific questions related to land degradation, changes in land surface phenology or agriculture.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/104361/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:An ESTARFM Fusion Framework for the Generation of Large-Scale Time Series in Cloud-Prone and Heterogeneous Landscapes
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Knauer, KimKim.Knauer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gessner, Ursulaursula.gessner (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fensholt, RasmusUniversity of CopenhagenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Künzer, ClaudiaClaudia.Kuenzer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:19 Mai 2016
Erschienen in:Remote Sensing
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:8
DOI:10.3390/rs8050425
Seitenbereich:Seiten 1-21
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
ISSN:2072-4292
Status:veröffentlicht
Stichwörter:vegetation dynamics; ESTARFM; MODIS; Landsat; phenology; West Africa; cloud gap filling; time series analysis
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben Fernerkundung der Landoberfläche (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum > Landoberfläche
Hinterlegt von: Knauer, Kim
Hinterlegt am:31 Mai 2016 08:21
Letzte Änderung:03 Nov 2023 07:48

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