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Aboveground Biomass Density Models for NASA’s Global Ecosystem Dynamics Investigation (GEDI) Lidar Mission

Duncanson, Laura und Kellner, James R. und Armston, John und Dubayah, Ralph und Minor, David M. und Hancock, Steven und Healey, Sean P. und Patterson, Paul L. und Saarela, Svetlana und Marselis, Suzanne und Silva, Carlos E. und Bruening, Jamis und Goetz, Scott J. und Tang, Hao und Hofton, Michelle und Blair, Bryan und Luthcke, Scott und Fatoyinbo, Lola und Abernethy, Katharine und Alonso, Alfonso und Andersen, Hans-Erik und Aplin, Paul und Baker, Timothy R. und Barbier, Nicolas und Bastin, Jean Francois und Biber, Peter und Boeckx, Pascal und Bogaert, Jan und Boschetti, Luigi und Boucher, Peter Brehm und Boyd, Doreen S. und Burslem, David F.R.P. und Calvo-Rodriguez, Sofia und Chave, Jérôme und Chazdon, Robin L. und Clark, David B. und Clark, Deborah A. und Cohen, Warren B. und Coomes, David A. und Corona, Piermaria und Cushman, K.C. und Cutler, Mark E.J. und Dalling, James William und Dalponte, Michele und Dash, Jonathan und de-Miguel, Sergio und Denga, Songqiu und Ellis, Peter Woods und Erasmus, Barend und Fekety, Patrick A. und Fernandez-Landa, Alfredo und Ferraz, Antonio und Fischer, Rico und Fisher, Adrian G. und García-Abril, Antonio und Gobakken, Terje und Hacker, Jorg M. und Heurich, Marco und Hill, Ross A. und Hopkinson, Chris und Huang, Huabing und Hubbell, Stephen P. und Hudak, Andrew T. und Huth, Andreas und Imbach, Benedikt und Jeffery, Kathryn J. und Katoh, Masato und Kearsley, Elizabeth und Kenfack, David und Kljun, Natascha und Knapp, Nikolai und KralKljun, Kamil und Krucek, Martin und Labrière, Nicolas und Lewis, Simon L. und Longo, Marcos und Lucas, Richard M. und Main, Russell und Manzanera, Jose A. und Vásquez Martínez, Rodolfo und Mathieu, Renaud und Memiaghe, Herve und Meyer, Victoria und Monteagudo Mendoza, Abel und Monerris, Alessandra und Montesano, Paul und Morsdorf, Felix und Næsset, Erik und Naidoo, Laven und Nilus, Reuben und O'Brien, Michael und Orwig, David A. und Papathanassiou, Konstantinos und Parker, Geoffrey und Philipson, Christopher und Phillips, Oliver L. und Pisek, Jan und Poulsen, John R. und Pretzsch, Hans und Rüdiger, Christoph und Saatchi, Sassan und Sanchez-Azofeifa, Arturo und Sanchez-Lopez, Nuria und Scholes, Robert und Silva, Carlos A. und Simard, Marc und Skidmore, Andrew und Stereńczak, Krzysztof und Tanase, Mihai und Torresan, Chiara und Valbuena, Ruben und Verbeeck, Hans und Vrska, Tomas und Wessels, Konrad und White, Joanne C. und White, Lee J.T. und Zahabu, Eliakimu und Zgraggen, Carlo (2022) Aboveground Biomass Density Models for NASA’s Global Ecosystem Dynamics Investigation (GEDI) Lidar Mission. Remote Sensing of Environment. Elsevier. doi: 10.1016/j.rse.2021.112845. ISSN 0034-4257.

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Kurzfassung

NASAs Global Ecosystem Dynamics Investigation (GEDI) is collecting space-borne full waveform lidar data with a primary science goal of producing accurate estimates of forest aboveground biomass density (AGBD). This paper presents the development of the models used to create GEDIs footprint-level (~25 m) AGBD (GEDI04_A) product, including a description of the datasets used and the procedure for final model selection. The data used to fit our models are from a compilation of globally distributed spatially and temporally coincident field and airborne lidar datasets, whereby we simulated GEDI-like waveforms from airborne lidar to build a calibration database. We used this database to expand the geographic extent of past waveform lidar studies, and divided the globe into four broad strata by Plant Functional Type (PFT) and six geographic regions. GEDIs waveform-to-biomass models take the form of parametric Ordinary Least Squares (OLS) models with simulated Relative Height (RH) metrics as predictor variables. From an exhaustive set of candidate models, we select the best input predictor variables, data transformations for each geographic stratum in the GEDI domain to produce a set of comprehensive predictive footprint-level models. We found that model selection frequently favors combinations of RH metrics at the 98th, 90th, 50th, and 10th height above ground-level percentiles (RH98, RH90, RH50, and RH10, respectively), but that inclusion of lower RH metrics (e.g. RH10) does not markedly improve model performance. Second, forced inclusion of RH98 in all models was important and did not degrade model performance, and that the best performing models were parsimonious, typically having only 1-3 predictors. Third, stratification by geographic domain (PFT, geographic region) improved model performance in comparison to global models without stratification. Fourth, for the vast majority of strata, the best performing models were fit using square root transformation of field AGBD and/or height metrics. There was considerable variability in model performance across geographic strata, and areas with sparse training data and/or high AGBD values had the poorest performance. These models are used to produce global predictions of AGBD, but will be improved in the future as more and better training data become available.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/147657/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Aboveground Biomass Density Models for NASA’s Global Ecosystem Dynamics Investigation (GEDI) Lidar Mission
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Duncanson, LauraUniversity of Maryland USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kellner, James R.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Armston, JohnNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dubayah, RalphNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Minor, David M.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hancock, StevenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Healey, Sean P.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Patterson, Paul L.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Saarela, SvetlanaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Marselis, SuzanneNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Silva, Carlos E.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bruening, JamisNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Goetz, Scott J.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tang, HaoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hofton, MichelleNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Blair, BryanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Luthcke, ScottNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fatoyinbo, LolaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Abernethy, KatharineNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Alonso, AlfonsoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Andersen, Hans-ErikNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Aplin, PaulNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Baker, Timothy R.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Barbier, NicolasNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bastin, Jean FrancoisNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Biber, PeterNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Boeckx, PascalNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bogaert, JanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Boschetti, LuigiNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Boucher, Peter BrehmNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Boyd, Doreen S.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Burslem, David F.R.P.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Calvo-Rodriguez, SofiaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Chave, JérômeNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Chazdon, Robin L.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Clark, David B.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Clark, Deborah A.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cohen, Warren B.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Coomes, David A.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Corona, PiermariaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cushman, K.C.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cutler, Mark E.J.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dalling, James WilliamNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dalponte, MicheleNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dash, JonathanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
de-Miguel, SergioNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Denga, SongqiuNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ellis, Peter WoodsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Erasmus, BarendNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fekety, Patrick A.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fernandez-Landa, AlfredoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ferraz, AntonioNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fischer, RicoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fisher, Adrian G.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
García-Abril, AntonioNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gobakken, TerjeNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hacker, Jorg M.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heurich, MarcoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hill, Ross A.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hopkinson, ChrisNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Huang, HuabingNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hubbell, Stephen P.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hudak, Andrew T.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Huth, AndreasNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Imbach, BenediktNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jeffery, Kathryn J.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Katoh, MasatoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kearsley, ElizabethNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kenfack, DavidNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kljun, NataschaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Knapp, NikolaiNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
KralKljun, KamilNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Krucek, MartinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Labrière, NicolasNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lewis, Simon L.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Longo, MarcosNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lucas, Richard M.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Main, RussellNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Manzanera, Jose A.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Vásquez Martínez, RodolfoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mathieu, RenaudNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Memiaghe, HerveNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Meyer, VictoriaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Monteagudo Mendoza, AbelNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Monerris, AlessandraNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Montesano, PaulNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Morsdorf, FelixNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Næsset, ErikNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Naidoo, LavenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nilus, ReubenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
O'Brien, MichaelNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Orwig, David A.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Papathanassiou, KonstantinosDLR-HRNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Parker, GeoffreyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Philipson, ChristopherNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Phillips, Oliver L.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pisek, JanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Poulsen, John R.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pretzsch, HansNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rüdiger, ChristophNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Saatchi, SassanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sanchez-Azofeifa, ArturoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sanchez-Lopez, NuriaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Scholes, RobertNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Silva, Carlos A.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Simard, MarcNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Skidmore, AndrewNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stereńczak, KrzysztofNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tanase, MihaiNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Torresan, ChiaraNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Valbuena, RubenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verbeeck, HansNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Vrska, TomasNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wessels, KonradNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
White, Joanne C.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
White, Lee J.T.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zahabu, EliakimuNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zgraggen, CarloNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:7 Januar 2022
Erschienen in:Remote Sensing of Environment
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1016/j.rse.2021.112845
Verlag:Elsevier
Name der Reihe:Elsevier
ISSN:0034-4257
Status:veröffentlicht
Stichwörter:LiDAR, GEDI, Waveform, Forest, Aboveground biomass, Modeling
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 - Sicherheitsrelevante Erdbeobachtung
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme > Radarkonzepte
Hinterlegt von: Radzuweit, Sibylle
Hinterlegt am:17 Dez 2021 11:44
Letzte Änderung:03 Mär 2024 13:10

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