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Mowing detection intercomparison exercise (MODCiX) – Evaluation of grassland mowing detection algorithms across Europe

Schwieder, Marcel und Lobert, Felix und Weber, Dominique und Reinermann, Sophie und Asam, Sarah und Sarvia, Filippo und De Petris, Samuele und Borgogno-Mondino, Enrico und Muhuri, Arnab und Oppelt, Natascha und Atzberger, Clement und Tsardanidis, Iason und Kontoes, Charalambos und Godechal, Francois und Lucau-Danila, Cozmin und Planchon, Viviane und Garioud, Anatol und Huet, Célestine und Valero, Silvia und Mallet, Clément und Morel, Julien und Rossi, Mattia und Vuolo, Francesco und Dujakovic, Aleksander und Schaumberger, Andreas und Klinger, Andreas und Holtgrave, Ann-Kathrin und Venter, Zander und Sonnenschein, Ruth und De Vroey, Mathilde und Radoux, Julien und Buck, Oliver und Franke, Anna Katharina und Schumacher, Uta und Ostrowski, Andreas und Hostert, Patrick und Erasmi, Stefan (2026) Mowing detection intercomparison exercise (MODCiX) – Evaluation of grassland mowing detection algorithms across Europe. Remote Sensing of Environment, 342, Seiten 1-14. Elsevier. doi: 10.1016/j.rse.2026.115466. ISSN 0034-4257.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
9MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034425726002361

Kurzfassung

Grasslands deliver a variety of ecosystem services, such as the provision of biomass, carbon sequestration or water retention and with that play a key role for climate change mitigation and preservation of biological diversity. The intensity of grassland management directly impacts these ecosystem services and functions. However, spatial information on grassland use intensity is scarce. Remote sensing time series from optical and/or SAR sensors help to overcome this data scarcity, as they enable to derive dates and frequency of mowing events as a proxy of grassland use intensity. A growing number of published algorithms relate abrupt changes in remote sensing time series to grassland management activities either by defining threshold-based rules or by making use of machine/deep learning techniques. So far, the different algorithms have not been compared and, due to a lack of suitable reference data, have usually not been tested for spatial and temporal transferability. We present the results of a comparison exercise based on an unprecedented set of independent reference data, containing information on more than 5000 grassland mowing dates that were compiled from eight European countries over a five-year period. We analyzed the performance of ten mowing detection algorithms across different geographic regions, years, mowing intensity, levels of reference data quality, and method and satellite sensor domains. The overall results show that when using all available reference data, F1 scores ranged from 0.55 to 0.74, and from 0.56 to 0.71 when only the highest quality reference data were considered. This decision, however, reduced the number of reference events to around 1500 with a regional bias to Austria, Germany, and Switzerland. We found that algorithm performance varies across space and time and that overall, the highest accuracies were achieved by machine learning based algorithms, although not substantially outperforming rule-based algorithms. The results did not confirm a consistently positive influence of the combined use of optical and SAR data in the prediction of mowing events, but we observed variations in algorithm performance, towards the lower and higher ends of grassland use intensity. Despite testing a variety of algorithms from different method and sensor domains, we observed a general upper limit of model performance and could not identify one single algorithm that performed best in all cases. The results of this comparison exercise can guide practitioners to choose approaches and input data that are most suitable for their specific use-case. The comparison exercise also highlights the importance of consistent, representative, and reliable reference data. We therefore recommend maintaining and extending this baseline dataset for the evaluation of upcoming algorithms, Earth Observation missions, and derived products for comprehensive monitoring of grassland use intensity

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/224502/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Mowing detection intercomparison exercise (MODCiX) – Evaluation of grassland mowing detection algorithms across Europe
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schwieder, MarcelThuenen-InstituteNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lobert, FelixThuenen-InstituteNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Weber, DominiqueSwiss Federal Research Institute WSLNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Reinermann, SophieSophie.Reinermann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Asam, Sarahsarah.asam (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7302-6813NICHT SPEZIFIZIERT
Sarvia, FilippoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
De Petris, SamueleNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Borgogno-Mondino, EnricoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Muhuri, ArnabNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Oppelt, NataschaEarth Observation and Modelling, Kiel University, Department of Geography, 24118, Kiel, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Atzberger, ClementBoKu WienNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tsardanidis, IasonNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kontoes, CharalambosNational Observatory of AthensNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Godechal, FrancoisNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lucau-Danila, CozminNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Planchon, VivianeNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Garioud, AnatolNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Huet, CélestineNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Valero, SilviaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mallet, ClémentLASTIG lab, ENSG, IGN University of Gustave EiffelNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Morel, JulienNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rossi, MattiaJRCNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Vuolo, Francescoboku wienNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dujakovic, AleksanderNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schaumberger, AndreasNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Klinger, AndreasNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Holtgrave, Ann-KathrinJohann Heinrich von Thünen-InstitutNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Venter, ZanderNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sonnenschein, RuthNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
De Vroey, MathildeNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Radoux, JulienNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Buck, OliverNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Franke, Anna KatharinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schumacher, UtaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ostrowski, AndreasNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hostert, PatrickGeography Department, Humboldt-Universität zu Berlinhttps://orcid.org/0000-0002-5730-5484NICHT SPEZIFIZIERT
Erasmi, StefanThünen-Institute of Farm Economicshttps://orcid.org/0000-0002-6393-6071NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:13 Mai 2026
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:342
DOI:10.1016/j.rse.2026.115466
Seitenbereich:Seiten 1-14
Verlag:Elsevier
ISSN:0034-4257
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Agriculture Land use intensity Grassland Evaluation Landsat Sentinel-2 Sentinel-1 Europe Common agricultural policy
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 > Dynamik der Landoberfläche
Hinterlegt von: Asam, Dr. Sarah
Hinterlegt am:07 Jul 2026 09:55
Letzte Änderung:07 Jul 2026 09:55

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