elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Assessment of terrain elevation estimates from ICESat-2 and GEDI spaceborne LiDAR missions across different land cover and forest types

Urbazaev, Mikhail und Hess, Laura und Hancock, Steven und Sato, Luciane Yumie und Ometto, JP und Thiel, Christian und Dubois, Clémence und Heckel, Kai und Urban, Marcel und Adam, Markus und Schmullius, Christiane (2022) Assessment of terrain elevation estimates from ICESat-2 and GEDI spaceborne LiDAR missions across different land cover and forest types. Science of Remote Sensing. Elsevier. doi: 10.1016/j.srs.2022.100067. ISSN 2666-0172.

Dies ist die aktuellste Version dieses Eintrags.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
15MB

Kurzfassung

Accurate measurements of terrain elevation are crucial for many ecological applications. In this study, we sought to assess new global three-dimensional Earth observation data acquired by the spaceborne Light Detection and Ranging (LiDAR) missions Ice, Cloud, and Land Elevation Satellite-2 (ICESat-2) and Global Ecosystem Dynamics Investigation (GEDI). For this, we examined the “ATLAS/ICESat-2 L3A Land and Vegetation Height”, version 5 (20 × 14 m and 100 × 14 m segments) and the “GEDI Level 2A Footprint Elevation and Height Metrics”, version 2 (25 m circle). We conducted our analysis across four land cover classes (bare soil, herbaceous, forest, savanna), and six forest types (temperate broad-leaved, temperate needle-leaved, temperate mixed, tropical upland, tropical floodplain, and tropical secondary forest). For assessment of terrain elevation estimates from spaceborne LiDAR data we used high resolution airborne data. Our results indicate that both LiDAR missions provide accurate terrain elevation estimates across different land cover classes and forest types with mean error less than 1 m, except in tropical forests. However, using a GEDI algorithm with a lower signal end threshold (e.g., algorithm 5) can improve the accuracy of terrain elevation estimates for tropical upland forests. Specific environmental parameters (terrain slope, canopy height and canopy cover) and sensor parameters (GEDI degrade flags, terrain estimation algorithm; ICESat-2 number of terrain photons, terrain uncertainty) can be applied to improve the accuracy of ICESat-2 and GEDI-based terrain estimates. Although the goodness-of-fit statistics from the two spaceborne LiDARs are not directly comparable since they possess different footprint sizes (100 × 14 m segment or 20 × 14 m segment vs. 25 m circle), we observed similar trends on the impact of terrain slope, canopy cover and canopy height for both sensors. Terrain slope strongly impacts the accuracy of both ICESat-2 and GEDI terrain elevation estimates for both forested and non-forested areas. In the case of GEDI the impact of slope is, however, partly caused by horizontal geolocation error. Moreover, dense canopies (i.e., canopy cover higher than 90%) affect the accuracy of spaceborne LiDAR terrain estimates, while canopy height does not, when considering samples over flat terrains. Our analysis of the accuracy and precision of current versions of spaceborne LiDAR products for different vegetation types and environmental conditions provides insights on parameter selection and estimated uncertainty to inform users of these key global datasets.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/189197/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Assessment of terrain elevation estimates from ICESat-2 and GEDI spaceborne LiDAR missions across different land cover and forest types
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Urbazaev, MikhailFriedrich-Schiller-Universität Jenahttps://orcid.org/0000-0002-0327-6278NICHT SPEZIFIZIERT
Hess, LauraUniversity of Califronia Santa BarbaraNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hancock, StevenSchool of GeoSciences, University of Edinburgh, Edinburgh, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sato, Luciane YumieNational Institute for Space Research (INPE), Sao ˜ Jos´e dos Campos, BrazilNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ometto, JPInstituto Nacional de Pesquisas EspaciaisNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Thiel, ChristianChristian.Thiel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5144-8145NICHT SPEZIFIZIERT
Dubois, Clémenceclemence.dubois (at) uni-jena.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heckel, KaiFriedrich-Schiller-University JenaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Urban, Marcelmarcel.urban (at) uni-jena.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Adam, MarkusMarkus.Adam (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schmullius, ChristianeDepartment of Earth Observation, Institute of Geography, Friedrich-Schiller-University Jena, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:25 September 2022
Erschienen in:Science of Remote Sensing
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1016/j.srs.2022.100067
Verlag:Elsevier
ISSN:2666-0172
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Terrain elevation Accuracy assessment GEDI ICESat-2
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erforschung des Weltraums
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EW - Erforschung des Weltraums
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - QS-Projekt_04 Big-Data-Plattform
Standort: Jena
Institute & Einrichtungen:Institut für Datenwissenschaften > Datengewinnung und -mobilisierung
Hinterlegt von: Thiel, Christian
Hinterlegt am:02 Nov 2022 11:22
Letzte Änderung:05 Feb 2024 12:47

Verfügbare Versionen dieses Eintrags

  • Assessment of terrain elevation estimates from ICESat-2 and GEDI spaceborne LiDAR missions across different land cover and forest types. (deposited 02 Nov 2022 11:22) [Gegenwärtig angezeigt]

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.