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Uncertainties of LAI estimation from satellite imaging due to atmospheric correction

Mannschatz, Theresa und Pflug, Bringfried und Borg, Erik und Feger, K.-H. und Dietrich, P. (2014) Uncertainties of LAI estimation from satellite imaging due to atmospheric correction. Remote Sensing of Environment, 153, Seiten 24-39. Elsevier. doi: 10.1016/j.rse.2014.07.020. ISSN 0034-4257.

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Offizielle URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034425714002697

Kurzfassung

Leaf area index (LAI) is a plant development indicator that as an input parameter strongly influences several relevant hydrological processes represented in Soil–Vegetation–Atmosphere-Transfer (SVAT) models. Generally, temporal measurement or monitoring of LAI is challenging or even impossible in remote areas. High-temporal resolution remote sensing imaging can be used to estimate LAI from vegetation indices calculated from band ratios. This paper shows the sensitivity of LAI estimation from satellite imaging to atmospheric correction (with ATCOR) and evaluates the effects of LAI uncertainty on water balance modelling. LAI as a SVAT model input parameter was estimated based on the empirical relationship between field measurements, and the vegetation indices NDVI (Normalized-Difference Vegetation Index), SAVI (Soil-Adjusted Vegetation Index) and SARVI (Soil–Atmosphere Resistant Vegetation Index) for six RapidEye images obtained between 2011 and 2012. In summary, we found that the ATCOR parameter ‘visibility’ has the strongest influence on LAI estimation. Likewise, atmospherically corrected successive images gathered from around the same time period had low LAI differences (mean absolute difference of 0.09 ± 0.08) on overlapping image areas. This uncertainty is negligible in SVAT modelling in most cases, thereby allowing mosaicked successive atmospherically corrected images to be used. We showed that LAI uncertainties arising from atmospheric correction (ATCOR 3) can translate into small (LAI ± 0.1 ≈ evapotranspiration ± 0.9%, interception ± 2.5%, evaporation ± 3.3%, transpiration ± 0.7%) to moderate (LAI ± 0.3 ≈ evapotranspiration ± 4.1%, interception ± 7.5%, evaporation ± 9.9%, transpiration ± 2.4%) SVAT model uncertainty.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/90580/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Uncertainties of LAI estimation from satellite imaging due to atmospheric correction
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Mannschatz, TheresaUNU-FLORES, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pflug, Bringfriedbringfried.pflug (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Borg, Erikerik.borg (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Feger, K.-H.TU DresdenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dietrich, P.UFZ, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:August 2014
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:153
DOI:10.1016/j.rse.2014.07.020
Seitenbereich:Seiten 24-39
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Bauer, MarvinUniversity of Minnesota, St. Paul, Minnesota, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Elsevier
ISSN:0034-4257
Status:veröffentlicht
Stichwörter:LAI estimation; Hydrological modelling; Uncertainty analysis; Sensitivity analysis; Satellite imaging; Atmospheric correction; ATCOR
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
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Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum > Nationales Bodensegment
Hinterlegt von:UNGÜLTIGER BENUTZER
Hinterlegt am:22 Sep 2014 08:41
Letzte Änderung:31 Jul 2019 19:47

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