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

Water Quality Retrieval from Landsat-9 (OLI-2) Imagery and Comparison to Sentinel-2

Niroumand-Jadidi, Milad und Bovolo, Francesca und Bresciani, Mariano und Gege, Peter und Giardino, Claudia (2022) Water Quality Retrieval from Landsat-9 (OLI-2) Imagery and Comparison to Sentinel-2. Remote Sensing, 14, Seiten 4596-4614. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/rs14184596. ISSN 2072-4292.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
6MB

Kurzfassung

The Landsat series has marked the history of Earth observation by performing the longest continuous imaging program from space. The recent Landsat-9 carrying Operational Land Imager 2 (OLI-2) captures a higher dynamic range than sensors aboard Landsat-8 or Sentinel-2 (14-bit vs. 12-bit) that can potentially push forward the frontiers of aquatic remote sensing. This potential stems from the enhanced radiometric resolution of OLI-2, providing higher sensitivity over water bodies that are usually low-reflective. This study performs an initial assessment on retrieving water qual-ity parameters from Landsat-9 imagery based on both physics-based and machine learning mod-eling. The concentration of chlorophyll-a (Chl-a) and total suspended matter (TSM) are retrieved based on physics-based inversion in four Italian lakes encompassing oligo to eutrophic conditions. A neural network-based regression model is also employed to derive Chl-a concentration in San Francisco Bay. We perform a consistency analysis between the constituents derived from Land-sat-9 and near-simultaneous Sentinel-2 imagery. The Chl-a and TSM retrievals are validated using in situ matchups. The results indicate relatively high consistency among the water quality prod-ucts derived from Landsat-9 and Sentinel-2. However, the Landsat-9 constituent maps show less grainy noise, and the matchup validation indicates relatively higher accuracies obtained from Landsat-9 (e.g., TSM R2 of 0.89) compared to Sentinel-2 (R2= 0.71). The improved constituent re-trieval from Landsat-9 can be attributed to the higher signal-to-noise (SNR) enabled by the wider dynamic range of OLI-2. We performed an image-based SNR estimation that confirms this as-sumption.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/189293/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Water Quality Retrieval from Landsat-9 (OLI-2) Imagery and Comparison to Sentinel-2
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Niroumand-Jadidi, Miladmniroumand (at) fbk.euhttps://orcid.org/0000-0002-9432-3032NICHT SPEZIFIZIERT
Bovolo, Francescabovolo (at) fbk.euhttps://orcid.org/0000-0003-3104-7656NICHT SPEZIFIZIERT
Bresciani, MarianoCNR, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gege, Peterpeter.gege (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0939-5267NICHT SPEZIFIZIERT
Giardino, ClaudiaCNR, Italyhttps://orcid.org/0000-0002-3937-4988NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:14 September 2022
Erschienen in:Remote Sensing
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:14
DOI:10.3390/rs14184596
Seitenbereich:Seiten 4596-4614
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
ISSN:2072-4292
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Landsat-9; OLI-2; water quality; lakes; chlorophyll-a; total suspended matter; physics-based modeling; machine learning; Sentinel-2; San Francisco Bay
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 - Optische Fernerkundung
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Methodik der Fernerkundung > Experimentelle Verfahren
Hinterlegt von: Gege, Dr.rer.nat. Peter
Hinterlegt am:26 Okt 2022 13:54
Letzte Änderung:26 Okt 2022 13:54

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.