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Observing glacier elevation changes from spaceborne optical and radar sensors – an inter-comparison experiment using ASTER and TanDEM-X data
Piermattei, Livia und Zemp, Michael und Sommer, Christian und Brun, Fanny und Braun, Matthias und Andreassen, Liss M. und Belart, Joaquín M. C. und Berthier, Etienne und Bhattacharya, Atanu und Boehm Vock, Laura und Bolch, Tobias und Dehecq, Amaury und Dussaillant, Ines und Falaschi, Daniel und Florentine, Caitlyn und Floricioiu, Dana und Ginzler, Christian und Guillet, Gregoire und Hugonnet, Romain und Huss, Matthias und Kääb, Andreas und King, Owen und Klug, Christoph und Knuth, Friedrich und Krieger, Lukas und La Frenierre, Jeff und McNabb, Robert und McNeil, Christopher und Prinz, Rainer und Sass, Louis und Seehaus, Thorsten und Shean, David und Treichler, Désirée und Wendt, Anja und Yang, Ruitang
(2024)
Observing glacier elevation changes from spaceborne optical and radar sensors – an inter-comparison experiment using ASTER and TanDEM-X data.
The Cryosphere (18), Seiten 3195-3230.
Copernicus Publications.
doi: 10.5194/tc-18-3195-2024.
ISSN 1994-0416.
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- Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
25MB |
Offizielle URL: https://doi.org/10.5194/tc-18-3195-2024 KurzfassungObservations of glacier mass changes are key to understanding the response of glaciers to climate change and related impacts, such as regional runoff, ecosystem changes, and global sea level rise. Spaceborne optical and radar sensors make it possible to quantify glacier elevation changes, and thus multi-annual mass changes, on a regional and global scale. However, estimates from a growing number of studies show a wide range of results with differences often beyond uncertainty bounds. Here, we present the outcome of a community-based inter-comparison experiment using spaceborne optical stereo (ASTER) and synthetic aperture radar interferometry (TanDEM-X) data to estimate elevation changes for defined glaciers and target periods that pose different assessment challenges. Using provided or self-processed digital elevation models (DEMs) for five test sites, 12 research groups provided a total of 97 spaceborne elevation-change datasets using various processing approaches. Validation with airborne data showed that using an ensemble estimate is promising to reduce random errors from different instruments and processing methods but still requires a more comprehensive investigation and correction of systematic errors. We found that scene selection, DEM processing, and co-registration have the biggest impact on the results. Other processing steps, such as treating spatial data voids, differences in survey periods, or radar penetration, can still be important for individual cases. Future research should focus on testing different implementations of individual processing steps (e.g. co-registration) and addressing issues related to temporal corrections, radar penetration, glacier area changes, and density conversion. Finally, there is a clear need for our community to develop best practices, use open, reproducible software, and assess overall uncertainty to enhance inter-comparison and empower physical process insights across glacier elevation-change studies. elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/205503/ |
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Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag |
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Titel: | Observing glacier elevation changes from spaceborne optical and radar sensors – an inter-comparison experiment using ASTER and TanDEM-X data |
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Autoren: | Autoren | Institution oder E-Mail-Adresse | Autoren-ORCID-iD | ORCID Put Code |
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Piermattei, Livia | Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Research WSL, Birmensdorf, 8903, Switzerland | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Zemp, Michael | Department of Geography, University of Zurich, Zurich, Switzerland | https://orcid.org/0000-0003-2391-7877 | NICHT SPEZIFIZIERT | Sommer, Christian | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Brun, Fanny | Univ. Grenoble Alpes, IRD, CNRS, INRAE, Grenoble INP, IGE, 38000 Grenoble, France | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Braun, Matthias | matthias.h.braun (at) fau.de | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Andreassen, Liss M. | Section for Glaciers, Ice and Snow, the Norwegian Water Resources and Energy Directorate (NVE), Oslo, 0371, Norway | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Belart, Joaquín M. C. | National Land Survey of Iceland, Akranes, 300, Iceland | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Berthier, Etienne | LEGOS, Université de Toulouse, CNES, CNRS, IRD, UPS, Toulouse, France | https://orcid.org/0000-0001-5978-9155 | NICHT SPEZIFIZIERT | Bhattacharya, Atanu | Department of Earth Sciences & Remote Sensing, JIS University, Kolkata, 700109, India | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Boehm Vock, Laura | St. Olaf College, Northfield, Minnesota, 55057, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Bolch, Tobias | Institute of Geodesy, Graz University of Technology, Graz, 8010, Austria | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Dehecq, Amaury | University Grenoble Alpes, CNRS, INRAE, IRD, Grenoble INP, IGE, Grenoble, France | https://orcid.org/0000-0002-5157-1183 | NICHT SPEZIFIZIERT | Dussaillant, Ines | Department of Geography, University of Zurich, Zurich, Switzerland | https://orcid.org/0000-0003-0617-7731 | NICHT SPEZIFIZIERT | Falaschi, Daniel | Department of Geography and Sustainable Development, University of St.Andrews, KY16 9AL, UK | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Florentine, Caitlyn | U.S. Geological Survey, Northern Rocky Mountain Science Center, Bozeman, Montana, 59715, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Floricioiu, Dana | Dana.Floricioiu (at) dlr.de | https://orcid.org/0000-0002-1647-7191 | NICHT SPEZIFIZIERT | Ginzler, Christian | christian.ginzler (at) wsl.ch | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Guillet, Gregoire | Department of Geography and Sustainable Development, University of St.Andrews, KY16 9AL, UK | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Hugonnet, Romain | Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Research WSL, Birmensdorf, 8903, Switzerland | https://orcid.org/0000-0002-0955-1306 | NICHT SPEZIFIZIERT | Huss, Matthias | Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Research WSL, Birmensdorf, 8903, Switzerland | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Kääb, Andreas | University of Oslo | https://orcid.org/0000-0002-6017-6564 | NICHT SPEZIFIZIERT | King, Owen | School of Geography, Politics and Sociology, Newcastle University, NE1 7RU, UK | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Klug, Christoph | Institute of Geography, University of Innsbruck, 6020, Austria | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Knuth, Friedrich | University of Washington, Civil and Environmental Engineering, Seattle, WA, 98195-2700, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Krieger, Lukas | Lukas.Krieger (at) dlr.de | https://orcid.org/0000-0002-2464-3102 | 164354181 | La Frenierre, Jeff | Gustavus Adolphus College, St. Peter, Minnesota, 56082-1498, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | McNabb, Robert | School of Geography and Environmental Sciences, Ulster University, Coleraine, BT15 1AP, UK | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | McNeil, Christopher | U.S. Geological Survey, Alaska Science Center, Anchorage, AK, 99501, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Prinz, Rainer | Department of Atmospheric and Cryospheric Sciences, University of Innsbruck, 6020, Austria | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Sass, Louis | U.S. Geological Survey, Alaska Science Center, Anchorage, AK, 99501, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Seehaus, Thorsten | Friedrich-Alexander Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Shean, David | Department of Civil and Environmental Engineering, university of washington, seattle | https://orcid.org/0000-0003-3840-3860 | NICHT SPEZIFIZIERT | Treichler, Désirée | Department of Geosciences, University of Oslo, Oslo, 0371, Norway | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Wendt, Anja | Bayerische Akademie der Wissenschaften | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Yang, Ruitang | Department of Geosciences, University of Oslo, Oslo, 0371, Norway | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT |
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Datum: | 16 Juli 2024 |
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Erschienen in: | The Cryosphere |
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Referierte Publikation: | Ja |
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Open Access: | Ja |
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Gold Open Access: | Ja |
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In SCOPUS: | Ja |
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In ISI Web of Science: | Ja |
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DOI: | 10.5194/tc-18-3195-2024 |
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Seitenbereich: | Seiten 3195-3230 |
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Verlag: | Copernicus Publications |
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ISSN: | 1994-0416 |
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Status: | veröffentlicht |
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Stichwörter: | glacier mass balance, DEM difference, ASTER DEM, TanDEM-X DEM |
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HGF - Forschungsbereich: | Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr |
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HGF - Programm: | Raumfahrt |
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HGF - Programmthema: | Erdbeobachtung |
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DLR - Schwerpunkt: | Raumfahrt |
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DLR - Forschungsgebiet: | R EO - Erdbeobachtung |
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DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben): | R - SAR-Methoden, R - Projekt Polar Monitor II, R - SAR-Missionen |
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Standort: |
Oberpfaffenhofen
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Institute & Einrichtungen: | Institut für Methodik der Fernerkundung > SAR-Signalverarbeitung |
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Hinterlegt von: |
Floricioiu, Dr. Dana
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Hinterlegt am: | 26 Jul 2024 10:54 |
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Letzte Änderung: | 26 Jul 2024 10:54 |
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