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Glacial lake mapping using remote sensing Geo-Foundation Model

Di, Jiang und Li, Shiyi und Hajnsek, Irena und Siddique, Muhammad Adnan und Hong, Wen und Wu, Yirong (2025) Glacial lake mapping using remote sensing Geo-Foundation Model. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 136. Elsevier. doi: 10.1016/j.jag.2025.104371. ISSN 1569-8432.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
4MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1569843225000184

Kurzfassung

Glacial lakes are vital indicators of climate change, offering insights into glacier dynamics, mass balance, and sea-level rise. However, accurate mapping remains challenging due to the detection of small lakes, shadow interference, and complex terrain conditions. This study introduces the U-ViT model, a novel deep learning framework leveraging the IBM-NASA Prithvi Geo-Foundation Model (GFM) to address these issues. U-ViT employs a U-shaped encoder–decoder architecture featuring enhanced multi-channel data fusion and global-local feature extraction. It integrates an Enhanced Squeeze-Excitation block for flexible fine-tuning across various input dimensions and combines Inverted Bottleneck Blocks to improve local feature representation. The model was trained on two datasets: a Sentinel-1&2 fusion dataset from North Pakistan (NPK) and a Gaofen-3 SAR dataset from West Greenland (WGL). Experimental results highlight the U-ViT model’s effectiveness, achieving an F1 score of 0.894 on the NPK dataset, significantly outperforming traditional CNN-based models with scores below 0.8. It excelled in detecting small lakes, segmenting boundaries precisely, and handling cloud-shadowed features compared to public datasets. Notably, the U-ViT demonstrated robust performance with a 50% reduction in training data, underscoring its potential for efficient learning in data-scarce tasks. However, its performance on the WGL dataset did not surpass that of DeepLabV3+, revealing limitations stemming from differences between pre-training and input data modalities. The code supporting this study is available online. This research sets the stage for advancing large-scale glacial lake mapping through the application of GFMs.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/220257/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Glacial lake mapping using remote sensing Geo-Foundation Model
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Di, JiangAerospace Information Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100101, ChinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Li, ShiyiETH ZürichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hajnsek, IrenaIrena.Hajnsek (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0926-3283198619207
Siddique, Muhammad AdnanInformation Technology University, Lahore, PakistanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hong, WenChinese Academy of Sciences, Beijing, ChinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wu, YirongUniversity of Chinese Academy of Sciences, Beijing, ChinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Februar 2025
Erschienen in:International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:136
DOI:10.1016/j.jag.2025.104371
Verlag:Elsevier
ISSN:1569-8432
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Geo-Foundation Model, Gafen-3, SAR, Serntinel-1
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 - Polarimetrische SAR-Interferometrie HR
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme > Radarkonzepte
Hinterlegt von: Hajnsek, Dr.rer.nat. Irena
Hinterlegt am:03 Dez 2025 10:19
Letzte Änderung:03 Dez 2025 10:20

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