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Generation of country-scale canopy height maps over Gabon using deep learning and TanDEM-X InSAR data

Carcereri, Daniel und Rizzoli, Paola und Dell'Amore, Luca und Bueso Bello, Jose Luis und Ienco, Dino und Bruzzone, Lorenzo (2024) Generation of country-scale canopy height maps over Gabon using deep learning and TanDEM-X InSAR data. Remote Sensing of Environment, 311. Elsevier. doi: 10.1016/j.rse.2024.114270. ISSN 0034-4257.

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

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034425724002888

Kurzfassung

Operational canopy height mapping at high resolution remains a challenging task at country-level. Most of the existing state-of-the-art inversion methods propose physically-based schemes which are specifically tuned for local scales. Only few approaches in the literature have attempted to produce country or global scale estimates, mostly by means of data-driven approaches and multi-spectral data sources. In this paper, we propose a robust deep learning approach that exploits single-pass interferometric TanDEM-X data to generate accurate forest height estimates from a single interferometric bistatic acquisition. The model development is driven by considerations on both the final performance and the trustworthiness of the model for large-scale deployment in the context of tropical forests. We train and test our model over the five tropical sites of the AfriSAR 2016 campaign, situated in the West Central state of Gabon, performing spatial cross-validation experiments to test its generalization capability. We define a specific training dataset and input predictors to develop a robust model for country-scale inference, by finding an optimal trade-off between the model performance and the large-scale reliability. The proposed model achieves an overall estimation bias of 0.12 m, a mean absolute error of 3.90 m, a root mean squared error of 5.08 m and a coefficient of determination of 0.77. Finally, we generate a time-tagged country-scale canopy height map of Gabon at 25 m resolution, discussing the potential and challenges of these kinds of products for their application in different scenarios and for the monitoring of forest changes.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/209387/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Generation of country-scale canopy height maps over Gabon using deep learning and TanDEM-X InSAR data
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Carcereri, DanielDaniel.Carcereri (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3956-1409NICHT SPEZIFIZIERT
Rizzoli, PaolaPaola.Rizzoli (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9118-2732NICHT SPEZIFIZIERT
Dell'Amore, LucaLuca.Dellamore (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6731-1300172903342
Bueso Bello, Jose LuisJose-Luis.Bueso-Bello (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3464-2186NICHT SPEZIFIZIERT
Ienco, Dinodino.ienco (at) inrae.frhttps://orcid.org/0000-0002-8736-3132NICHT SPEZIFIZIERT
Bruzzone, Lorenzolorenzo.bruzzone (at) unitn.ithttps://orcid.org/0000-0002-6036-459XNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:1 September 2024
Erschienen in:Remote Sensing of Environment
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:311
DOI:10.1016/j.rse.2024.114270
Verlag:Elsevier
ISSN:0034-4257
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Forest height; Forest parameter regression; Deep learning; Bistatic SAR; Interferometric coherence; InSAR; TanDEM-X; LVIS
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 - AI4SAR
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme > Satelliten-SAR-Systeme
Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme
Hinterlegt von: Carcereri, Daniel
Hinterlegt am:02 Dez 2024 11:16
Letzte Änderung:02 Dez 2024 11:16

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