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A likelihood analysis of the Global Flood Monitoring ensemble product

Krullikowski, Christian und Chow, Candace Wing-Yuen und Wieland, Marc und Martinis, Sandro und Chini, Marco und Matgen, Patrick und Bauer-Marschallinger, Bernhard und Roth, Florian und Wagner, Wolfgang und Stachl, Tobias und Reimer, Christoph und Briese, Christian und Salamon, Peter (2023) A likelihood analysis of the Global Flood Monitoring ensemble product. EGU General Assembly 2023, 2023-04-24 - 2023-04-28, Wien, Österreich. doi: 10.5194/egusphere-egu23-8774.

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Offizielle URL: https://meetingorganizer.copernicus.org/EGU23/EGU23-8774.html

Kurzfassung

Flooding is a natural disaster that can have devastating impacts on communities and individuals, causing significant damage to infrastructure, loss of life, and economic disruption. The Global Flood Monitoring (GFM) system of the Copernicus Emergency Management Service (CEMS) addresses these challenges and provides global, near-real time flood extent masks for each newly acquired Sentinel-1 Interferometric Wide Swath Synthetic Aperture Radar (SAR) image, as well as archive data from 2015 on, and therefore supports decision makers and disaster relief actions. The GFM flood extent is an ensemble product based on a combination of three independently developed flood mapping algorithms that individually derive the flood information from Sentinel-1 data. Each flood algorithm also provides classification uncertainty information as flood classification likelihood that is aggregated in the same ensemble process. All three algorithms utilize different methods both for flood detection and the derivation of uncertainty information. The first algorithm applies a threshold-based flood detection approach and provides uncertainty information through fuzzy memberships. The second algorithm applies a change detection approach where the classification uncertainty is expressed through classification probabilities. The third algorithm applies the Bayes decision theorem and derives uncertainty information through the posterior probability of the less probable class. The final GFM ensemble likelihood layer is computed with the mean likelihood on pixel level. As the flood detection algorithms derive uncertainty information with different methods, the value range of the three input likelihoods must be harmonized to a range from low [0] to high [100] flood likelihood. The ensemble likelihood is evaluated on two test sites in Myanmar and Somalia showcasing the performance during an actual flood event and an area with challenging conditions for SAR-based flood detection. The findings further elaborate on the statistical robustness when aggregating multiple likelihood layers. The final GFM ensemble likelihood layer serves as a simplified appraisal of trust in the ensemble flood extent detection approach. As an ensemble likelihood, it provides more robust and reliable uncertainty information for the flood detection compared to the usage of a single algorithm only. It can therefore help interpreting the satellite data and consequently to mitigate the effects of flooding and accompanied damages on communities and individuals.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/196318/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:A likelihood analysis of the Global Flood Monitoring ensemble product
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Krullikowski, ChristianChristian.Krullikowski (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8717-692XNICHT SPEZIFIZIERT
Chow, Candace Wing-YuenCandace.Chow (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wieland, MarcMarc.Wieland (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1155-723XNICHT SPEZIFIZIERT
Martinis, SandroSandro.Martinis (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Chini, MarcoLISTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Matgen, PatrickLISTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bauer-Marschallinger, BernhardTUWNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Roth, FlorianTU WienNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wagner, WolfgangTUWNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stachl, TobiasEODCNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Reimer, ChristophEODCNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Briese, ChristianEODCNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Salamon, PeterEuropean CommissionNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:April 2023
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.5194/egusphere-egu23-8774
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Flooding, Sentinel-1, Likelihood analysis, CEMS, Earth Observation
Veranstaltungstitel:EGU General Assembly 2023
Veranstaltungsort:Wien, Österreich
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:24 April 2023
Veranstaltungsende:28 April 2023
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 - Fernerkundung u. Geoforschung
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum > Georisiken und zivile Sicherheit
Hinterlegt von: Krullikowski, Christian
Hinterlegt am:29 Nov 2023 11:25
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:56

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