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An above-ground biomass map of African savannahs and woodlands at 25 m resolution derived from ALOS PALSAR
Remote Sensing of Environment ( IF 13.5 ) Pub Date : 2018-03-01 , DOI: 10.1016/j.rse.2017.12.030
Alexandre Bouvet , Stéphane Mermoz , Thuy Le Toan , Ludovic Villard , Renaud Mathieu , Laven Naidoo , Gregory P. Asner

Abstract Savannahs and woodlands are among the most important biomes in Africa: they cover half of sub-Saharan Africa, provide vital ecosystem services to the rural communities, and play a major part in the carbon budget. Despite their importance and their fragility, they are much less studied than other ecosystems like rainforests. In particular, the distribution and amount of the above-ground woody biomass (AGB) is largely unknown. In this paper, we produce the first continental map of the AGB of African savannahs and woodlands at a resolution of 25 m. The map is built from the 2010 L-band PALSAR mosaic produced by JAXA, along the following steps: a) stratification into wet/dry season areas in order to account for seasonal effects, b) development of a direct model relating the PALSAR backscatter to AGB, with the help of in situ and ancillary data, c) Bayesian inversion of the direct model. A value of AGB and its uncertainty has been assigned to each pixel. This approach allows estimating AGB until 85 Mg·ha− 1 approximately, while dense forests and non-vegetated areas are masked out using the ESA CCI Land Cover dataset. The resulting map is visually compared with existing AGB maps and is validated using a cross-validation approach and a comparison with AGB estimates obtained from LiDAR datasets, leading to an RMSD of 8 to 17 Mg·ha− 1. Finally, carbon stocks for savannahs in Africa and in 50 countries are estimated and compared with estimates by FAO and from AGB maps available over Africa.

中文翻译:

来自 ALOS PALSAR 的 25 m 分辨率的非洲大草原和林地地上生物量图

摘要 热带草原和林地是非洲最重要的生物群落之一:它们覆盖了撒哈拉以南非洲的一半,为农村社区提供重要的生态系统服务,并在碳预算中发挥着重要作用。尽管它们的重要性和脆弱性,与热带雨林等其他生态系统相比,它们的研究要少得多。特别是地上木质生物量 (AGB) 的分布和数量在很大程度上是未知的。在本文中,我们以 25 m 的分辨率绘制了非洲大草原和林地 AGB 的第一张大陆地图。该地图是根据 JAXA 制作的 2010 年 L 波段 PALSAR 镶嵌图构建的,遵循以下步骤:a) 分层为湿季/旱季地区以考虑季节性影响,b) 开发与 PALSAR 反向散射相关的直接模型AGB, 在原位和辅助数据的帮助下,c) 直接模型的贝叶斯反演。AGB 的值及其不确定性已分配给每个像素。这种方法允许估计 AGB 直到大约 85 Mg·ha− 1,同时使用 ESA CCI 土地覆盖数据集掩盖了茂密的森林和非植被区域。生成的地图与现有的 AGB 地图进行视觉比较,并使用交叉验证方法进行验证,并与从 LiDAR 数据集获得的 AGB 估计值进行比较,导致 RMSD 为 8 到 17 Mg·ha− 1。最后,大草原的碳储量在非洲和 50 个国家中进行了估计,并与粮农组织的估计数和非洲可用的 AGB 地图进行了比较。这种方法允许估计 AGB 直到大约 85 Mg·ha− 1,同时使用 ESA CCI 土地覆盖数据集掩盖了茂密的森林和非植被区域。生成的地图与现有的 AGB 地图进行视觉比较,并使用交叉验证方法进行验证,并与从 LiDAR 数据集获得的 AGB 估计值进行比较,导致 RMSD 为 8 到 17 Mg·ha− 1。最后,大草原的碳储量在非洲和 50 个国家中进行了估计,并与粮农组织的估计数和非洲可用的 AGB 地图进行了比较。这种方法允许估计 AGB 直到大约 85 Mg·ha− 1,同时使用 ESA CCI 土地覆盖数据集掩盖了茂密的森林和非植被区域。生成的地图与现有的 AGB 地图进行视觉比较,并使用交叉验证方法进行验证,并与从 LiDAR 数据集获得的 AGB 估计值进行比较,导致 RMSD 为 8 到 17 Mg·ha− 1。最后,大草原的碳储量在非洲和 50 个国家中进行了估计,并与粮农组织的估计数和非洲可用的 AGB 地图进行了比较。
更新日期:2018-03-01
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