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Understanding Forest Health with Remote Sensing, Part III: Requirements for a Scalable Multi-Source Forest Health Monitoring Network Based on Data Science Approaches

Lausch, Angela und Borg, Erik und Bumberger, Jan und Dietrich, Peter und Heurich, Marco und Huth, Andreas und Jung, Andreas und Klenke, Reinhard und Knapp, Sonja und Mollenhauer, Hannes und Paasche, Hendrik und Paulheim, Heiko und Pause, Marion und Schweitzer, Christian und Schmullius, C. und Settele, Josef und Skidmore, Andrew und Wegmann, Martin und Zacharias, Steffen und Kirsten, Toralf und Schaepman, Michael E. (2018) Understanding Forest Health with Remote Sensing, Part III: Requirements for a Scalable Multi-Source Forest Health Monitoring Network Based on Data Science Approaches. Remote Sensing, 10 (1120), Seiten 1-52. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/rs10071120. ISSN 2072-4292.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
22MB

Offizielle URL: http://www.mdpi.com/2072-4292/10/7/1120

Kurzfassung

Forest ecosystems fulfill a whole host of ecosystem functions that are essential for life on our planet. However, an unprecedented level of anthropogenic influences is reducing the resilience and stability of our forest ecosystems as well as their ecosystem functions. The relationships between drivers, stress, and ecosystem functions in forest ecosystems are complex, multi-faceted, and often non-linear, and yet forest managers, decision makers, and politicians need to be able to make rapid decisions that are data-driven and based on short and long-term monitoring information, complex modeling, and analysis approaches. A huge number of long-standing and standardized forest health inventory approaches already exist, and are increasingly integrating remote-sensing based monitoring approaches. Unfortunately, these approaches in monitoring, data storage, analysis, prognosis, and assessment still do not satisfy the future requirements of information and digital knowledge processing of the 21st century. Therefore, this paper discusses and presents in detail five sets of requirements, including their relevance, necessity, and the possible solutions that would be necessary for establishing a feasible multi-source forest health monitoring network for the 21st century. Namely, these requirements are: (1) understanding the effects of multiple stressors on forest health; (2) using remote sensing (RS) approaches to monitor forest health; (3) coupling different monitoring approaches; (4) using data science as a bridge between complex and multidimensional big forest health (FH) data; and (5) a future multi-source forest health monitoring network. It became apparent that no existing monitoring approach, technique, model, or platform is sufficient on its own to monitor, model, forecast, or assess forest health and its resilience. In order to advance the development of a multi-source forest health monitoring network, we argue that in order to gain a better understanding of forest health in our complex world, it would be conducive to implement the concepts of data science with the components: (i) digitalization; (ii) standardization with metadata management after the FAIR (Findability, Accessibility, Interoperability, and Reusability) principles; (iii) Semantic Web; (iv) proof, trust, and uncertainties; (v) tools for data science analysis; and (vi) easy tools for scientists, data managers, and stakeholders for decision-making support.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/124497/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Understanding Forest Health with Remote Sensing, Part III: Requirements for a Scalable Multi-Source Forest Health Monitoring Network Based on Data Science Approaches
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Lausch, AngelaUFZ LeipzigNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Borg, ErikErik.Borg (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8288-8426NICHT SPEZIFIZIERT
Bumberger, JanUFZ LeipzigNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dietrich, PeterUFZ LeipzigNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heurich, MarcoMarco.Heurich (at) npv-bw.bayern.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Huth, AndreasUFZNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jung, AndreasTechnical Department, Szent István University, Villányi út 29–43, Budapest 1118, Hungary; jung.andrás (at) kertk.szie.huNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Klenke, ReinhardUFZ LeipzigNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Knapp, SonjaUFZ LeipzigNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mollenhauer, HannesUFZ LeipzigNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Paasche, HendrikUFZ LeipzigNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Paulheim, HeikoData and Web Science Group, University of Mannheim, B6 26, D-68159 Mannheim, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pause, MarionUFZNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schweitzer, ChristianNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schmullius, C.c.schmullius (at) uni-jena.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Settele, JosefUFZ LeipzigNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Skidmore, Andrewa.k.skidmore (at) utwente.nlNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wegmann, Martinmartin.wegmann (at) uni-wuerzburg.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zacharias, SteffenUFZ LeipzigNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kirsten, ToralfFaculty of Applied Computer and Bio Sciences, University of Applied Sciences Mittweida, Technikumplatz 17, 09648 Mittweida, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schaepman, Michael E.michael.schaepman (at) geo.uzh.chNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:15 Juli 2018
Erschienen in:Remote Sensing
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:10
DOI:10.3390/rs10071120
Seitenbereich:Seiten 1-52
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
ISSN:2072-4292
Status:veröffentlicht
Stichwörter:forest health; in situ forest monitoring; remote sensing; data science; digitalization; big data; semantic web; linked open data; FAIR; multi-source forest health monitoring network
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 - Geowissenschaftl. Fernerkundungs- und GIS-Verfahren
Standort: Neustrelitz , Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum
Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum > Nationales Bodensegment
Hinterlegt von: Wöhrl, Monika
Hinterlegt am:06 Dez 2018 13:37
Letzte Änderung:28 Mär 2023 23:52

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