Für ein Studie veröffentlicht in der Zeitschrift für Fernerkundunghat ein Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Xihan Mu von der Beijing Normal University einen Sprung nach vorne in der Umweltüberwachung und ökologischen Forschung gemacht. Sie haben nahtlose Karten der fraktionierten Vegetationsbedeckung (FVC) über China mit einer Auflösung von 30 Metern und halbmonatlichen Abständen erstellt, die die Jahre 2010–2020 abdecken.
Die Forscher verwendeten ein adaptives Zeitreihenmodell zur Erstellung klarer, nahtloser und radiometrisch konsistenter NDVI-Bildkompositionen (Normalized Difference Vegetation Index) unter Verwendung aller verfügbaren Landsat-Bilder in Google Earth Engine. Mithilfe eines verbesserten VI-basierten Mischungsmodells haben sie eine Methode entwickelt, die Landsat-NDVI-Datensätze in eine detaillierte Fractional Vegetation Cover (FVC)-Karte umwandelt.
Das Herzstück dieser Innovation ist der MultiVI-Algorithmus, der pixelweise Koeffizienten präzise berechnet, um NDVI in FVC umzuwandeln. Diese Methode stellt einen großen Fortschritt gegenüber herkömmlichen VI-basierten Mischungsmodellen dar, die typischerweise auf weniger genauen, statistisch abgeleiteten Endmember-VI-Werten basieren.
MultiVI hingegen verwendet Mehrwinkeldaten, um pixelweise Endelement-VI-Werte zu generieren, was zu einer verfeinerten und genaueren FVC-Berechnung führt. Die Forscher validierten diesen Ansatz, indem sie die erzeugte FVC mit Bodenmessungen und bestehenden globalen FVC-Produkten verglichen und so seine gute räumliche und zeitliche Konsistenz demonstrierten.
Die Ergebnisse unterstrichen die Überlegenheit der Methode bei der genauen Erfassung detaillierter Vegetationsmuster und -dynamiken und übertreffen damit traditionelle Modelle. Dieser komplizierte Kartierungsprozess fördert ein differenzierteres Verständnis der Vegetationsbedeckung der Erde und bietet potenzielle Anwendungen in der Umweltüberwachung, im Agrarmanagement und in Studien zum Klimawandel.
Dr. Xihan Mu, der leitende Forscher, sagte: „Diese Methode verfeinert nicht nur die räumliche Auflösung der FVC-Kartierung mit hoher Genauigkeit, sondern erfasst auch die zeitlichen Veränderungen in der Vegetationsbedeckung, was einen technologischen Fortschritt in der Fernerkundung und ökologischen Überwachung darstellt.“
Die 30-Meter-/15-Tage-FVC-Kartierung hat tiefgreifende Auswirkungen auf verschiedene Anwendungen und verbessert die ökologischen Bewertungen, die Pflanzenüberwachung und die detaillierte Vegetationsanalyse erheblich – alles entscheidend für das Verständnis und die Abschwächung der Auswirkungen des Klimawandels. Darüber hinaus liefert es unschätzbare Daten für die Präzisionslandwirtschaft, die städtische Ökosystemforschung und die Risikobewertung von Bodenerosion und stärkt so unsere Fähigkeit, Umweltveränderungen zu überwachen und effektiv darauf zu reagieren.
Diese Forschung stellt einen neuen Fortschritt in der hochauflösenden Vegetationskartierung dar und bietet eine neue Perspektive auf die terrestrischen Ökosysteme der Erde. Da diese Methode weiterhin übernommen und verfeinert wird, verspricht sie, die Umweltüberwachung und das Umweltmanagement zu verbessern und neue Möglichkeiten für eine nachhaltige Zukunft zu eröffnen.
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Tian Zhao et al., Kartierung der räumlich nahtlosen fraktionierten Vegetationsbedeckung über China mit einer Auflösung von 30 m und halbmonatlichen Intervallen in den Jahren 2010–2020, basierend auf Google Earth Engine, Zeitschrift für Fernerkundung (2023). DOI: 10.34133/remotesensing.0101