Torresani, Michele and Rossi, Christian and Perrone, Michela and Hauser, Leon T. and Feret, Jean-Baptist and Moudrý, Vítězslav and Simova, Petra and Ricotta, Carlo and Foody, Giles M. and Kacic, Patrick and Feilhauer, Hannes and Malavasi, Marco and Tognetti, Roberto and Rocchini, Duccio (2024) Reviewing the Spectral Variation Hypothesis: Twenty years in the tumultuous sea of biodiversity estimation by remote sensing. Ecological Informatics, 82, pp. 1-49. Elsevier. doi: 10.1016/j.ecoinf.2024.102702. ISSN 1574-9541.
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Abstract
Twenty years ago, the Spectral Variation Hypothesis (SVH) was formulated as a means to link between different aspects of biodiversity and spatial patterns of spectral data (e.g. reflectance) measured from optical remote sensing. This hypothesis initially assumed a positive correlation between spatial variations computed from raster data and spatial variations in the environment, which would in turn correlate with species richness: following SVH, areas characterized by high spectral heterogeneity (SH) should be related to a higher number of available ecological niches, more likely to host a higher number of species when combined. The past decade has witnessed major evolution and progress both in terms of remotely sensed data available, techniques to analyze them, and ecological questions to be addressed. SVH has been tested in many contexts with a variety of remote sensing data, and this recent corpus highlighted potentials and pitfalls. The aim of this paper is to review and discuss recent methodological developments based on SVH, leading progress in ecological knowledge as well as conceptual uncertainties and limitations for the application of SVH to estimate different dimensions of biodiversity. In particular, we systematically review more than 130 publications and provide an overview of ecosystems, the different remote sensing data characteristics (i.e., spatial, spectral and temporal resolution), metrics, tools, and applications for which the SVH was tested and the strength of the association between SH and biodiversity metrics reported by each study. In conclusion, this paper serves as a guideline for researchers navigating the complexities of applying the SVH, offering insights into the current state of knowledge and future research possibilities in the field of biodiversity estimation by remote sensing data.
| Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/207721/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Title: | Reviewing the Spectral Variation Hypothesis: Twenty years in the tumultuous sea of biodiversity estimation by remote sensing | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Authors: |
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| Date: | 2024 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Journal or Publication Title: | Ecological Informatics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gold Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Volume: | 82 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DOI: | 10.1016/j.ecoinf.2024.102702 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Page Range: | pp. 1-49 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Publisher: | Elsevier | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ISSN: | 1574-9541 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Keywords: | Forest Biodiversity; Spectral Variation Hypothesis; Review; Remote Sensing | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program Themes: | Earth Observation | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Program: | R EO - Earth Observation | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research theme (Project): | R - Remote Sensing and Geo Research | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Location: | Oberpfaffenhofen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Institutes and Institutions: | German Remote Sensing Data Center > Land Surface Dynamics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited By: | Kacic, Patrick | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited On: | 07 Nov 2024 11:17 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Last Modified: | 02 Dec 2025 15:06 |
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