Blattflächenindex LAI von SPOT/PROBA-V/S3-OLCI
Übersicht
- Zugang
- Beschreibung
- Parameter
- Abdeckung, räumliche und zeitliche Auflösung
- Datenqualität
- Kontaktperson
- Referenzen
- Datenzitat
Zugang
EINGESCHRÄNKT: Dieser Link auf den Datensatz ist nur für eine eingeschränkte Nutzergruppe verfügbar. Der Datensatz ist nur im CEN/MPI Netzwerk bzw. von außen mit Kundenkonto zugreifbar. Bitte wenden Sie sich an ICDC, wenn Sie von außerhalb des Netzwerks auf diese Daten zugreifen möchten.
- LAI Daten auf 0.5° Auflösung ansehen mit dem LAS Spot/Proba-V | Proba-V/S3 OLCI
- Zugriff auf LAI Daten auf 0.5° Auflösung über OPeNDAP
- Datenzugriff (alle Auflösungen) über Filesystem: /data/icdc/land/lai_spot_proba_v
Beschreibung
Der Blattflächenindex (LAI) ist definiert als die Hälfte der Gesamtfläche aller Photosynthese treibender Pflanzenteile (z. B. Blätter, Nadeln) eines Bewuchses pro horizontaler Einheitsfläche. Der LAI ist ein Maß für die Fläche über die der Energie- (einschließlich Strahlung) und Masseaustausch zwischen dem Bewuchs und der Atmosphäre stattfindet. Der Zusammenhang zwischen LAI und der Reflektanz ist ausgeprägt nicht-linear. LAI abgeleitet aus Fernerkundungsdaten repräsentiert die Summe des LAI von Pflanzenteilen aller Vegetationsstockwerke; das ist ein wichtiger Aspekt insbesondere für Wälder. Praktisch kann man sagen, dass der LAI ein Maß für die Dicke und/oder Mächtigkeit der Vegetation ist (Blattmasse pro Fläche). Aufgrund der tatsächlich oft sehr irregulären Verteilung der Pflanzenmasse innerhalb des fernerkundeten Volumens der Vegetation ("clumping" or "clumpiness", Chen et al., 2005) bedient man sich bei der Fernerkundung des LAI oft des sogenannten "effektiven" LAI für den angenommen wird, dass die Plfanzenmasse zufällig verteilt ist; dieser ist dann eine bestmögliche Approximation des tatsächlichen LAI. Siehe dazu auch die Literatur in den Referenzen.
Eingangsgrößen für das LAI-Retrieval sind die Sonneneinfallsrichtungskorrigierten normalisieren SPOT-4 und -5, PROBA-V und seit neuestem Sentinel-3 OLCI am-Oberrand-der-Vegetation Reflektanzen in verschiedenen Spektralbereichen (12 für Sentinel-3 OLCI, 3 sonst). Normalisierung der Reflektanzen erfolgt über einen 30-Tages Zeitraum mit bevorzugter Gewichtung der aktuellsten Reflektanzmessungen. Diese Reflektanzen werden im einem Neuronalen-Netzwerk-Ansatz benutzt um den LAI zu bestimmen; das neuronale Netz wird dafür mit einer besten Abschätzung des LAI aus den MODIS und CYCLOPES Produkten trainiert. Für die Kalibrierung des Neuronalen Netzes für Sentinel-3 OLCI Daten werden PROBA-V Daten verwendet.
Für mehr Information verweisen wir auf die ATBDs unter Referenzen.
Wir bieten mehrere Versionen der Datensätze an die über COPERNICUS Global Land Services verfügbar sind (siehe Referenzen).
Die Daten werden von VITO im netCDF Format mit 1/112° (rund 1km, SPOT / PROBA-V) und mit 1/336° (rund 1/3 km, PROBA-V / Sentinel-3 OLCI) Gitterzellenauflösung und globaler Abdeckung angeboten. Diese Daten stehen am ICDC zur Verfügung. Zusätzlich wurden die 1/112° SPOT/PROBA-V Daten und die 1/336° PROBA-V/S3-OLCI Daten am ICDC in ein 0,5° x 0,5° Plate Carree Gitter gemittelt; dabei wurde ein Blockmittel verwendet, d.h. nur die 1/112° (oder 1/336°) Gitterzellen die auch in einer der neuen 0,5° x 0,5° Gitterzellen liegen wurden für die Mittelung benutzt. Daten sind für geographische Breiten zwischen 70°S und 80°N verfügbar (PROBA-V / Sentinel-3 OLCS: 60°S bis 75°N). Wir weisen allerdings darauf hin, dass die Überdeckung mit gültigen Daten während des Winters dank fehlender Sonneneinstrahlung und dank der Schneebedeckung limitiert ist
Letzte Aktualisierung des Datensatzes am ICDC: 21. March, 2024.
Parameter
| Name | Einheit/Bereich | Kommentar | 0.5° | 1/112° | 1/336° |
|---|---|---|---|---|---|
| Blattflächenindex (LAI) | 0 ... 7 (m²/m²) | Auflösung ist 1/30 | x | x | x |
| LAI Retrievalfehler | 0 ... 7 (m²/m²) | Auflösung ist 1/30 (RMSE zwischen 10-Tages-Komposit & täglichen Werten) | x | x | x |
| Anzahl Landpixel | 0 ... 3136 ... 28224 | pro 0,5° Gitterzelle | x | ||
| Anzahl gültiger Datenpixel | 0 ... 3136 ... 28224 | pro 0,5° Gitterzelle / pro 1/112° Pixel / pro 1/336° Pixel (siehe Information in netCDF Datei) | x | x | x |
| Mittlere Anzahl gültiger Satellitenmessungen | 0 ... 120 | pro 0,5° Gitterzelle | x | ||
| Kumulative Anzahl gültiger Satellitenmessungen | 0 ... 188160 ... 1693440 | pro 0,5° Gitterzelle | x | ||
| Länge der Zeitperiode vor dem aktuellen Datum | 0 ... 60 | x | x | ||
| Länge der Zeitperiode nach dem aktuellen Datum | 0 ... 60 | x | x | ||
| Bitkodierte Qualitätskennzahl | 0 ... 255 | x | x | ||
| Kennzahl des Oberflächentyps | 1, 10, 20, 40 |
Dominanter Oberflächentyp: Siehe flag_value und flag_meaning in den netCDF Dateien für mehr Information |
x |
||
| (Primäre) Retrievalkennzahl | 0 ... 24 (... 114) |
Dominante Kennzahl des Retrievals: Siehe flag_value und flag_meaning in den netCDF Dateien für mehr Information |
x |
||
| Sekundäre Retrievalkennzahl (PROBA-V/S3-OLCI) | 0 ... 114 |
Zweit-häufigste Kennzahl des Retrievals: Siehe flag_value und flag_meaning in den netCDF Dateien für mehr Information |
x |
Abdeckung, räumliche und zeitliche Auflösung
Zeitraum und zeitliche Auflösung:
- 1998-11-10 bis 2020-04-30 (SPOT/PROBA-V) 2014-01-10 bis 2023-12-31 (PROBA-V/S3-OLCI)
- 10-tägige Abtastung, 60-tägige effektive Auflösung
Räumliche Abdeckung und Auflösung:
- Global
- Räumliche Auflösung: 0,5° x 0,5°und 1/112° x 1/112° (SPOT/PROBA-V), 0,5° x 0,5° und 1/336° x 1/336° (PROBA-V/S3-OLCI)
- Geographische Breite: 90°S bis 90°N und 70°S bis 80°N (75°N)
- Geographische Länge: 180°W bis 180°E
- Dimension: 360 Zeilen x 720 Spalten und 15680 Zeilen x 40320 Spalten (47040 Zeilen x 120960 Spalten)
- Höhe: Topographie folgend
Format:
- NetCDF
Datenqualität
Die Originaldatensätze mit einer Rasterauflösung von 1/112° und 1/336° beinhalten eine Qualitätskennzahl die bitweise zu lesen ist. Der Inhalt dieser Kennzahl kann nachgelesen werden auf der Leaf Area Index | Copernicus Global Land Service Website unter der Registerkarte "Technisch" (siehe Referenzen).
Der zusätzlich angebotene Datensatz (0,5° x 0,5° Auflösung) beinhaltet zwei, relativ simple, separate Qualitätskennzahlen. Eine gibt über Regionen potenziell schlechterer Retrievalqualität Auskunft bzw. zeigt an wo das LAI-Retrieval von vornherein nicht funktioniert. Die andere informiert über die Retrievalqualität, d. h. wo Daten z. B. interpoliert worden sind oder wo eine Korrektur bzgl. der sub-optimalen Beobachtungsbedingungen in hohen Breiten bzw. bei großen Sonnenzenitwinkeln angewendet worden ist. Zusätzlich werden von vornherein nur gültige Daten (mit 1/112° oder 1/336°Auflösung) zur Berechnung des gröber aufgelösten LAI (mit 0,5° Auflösung) und dessen Unsicherheit verwendet. In den Parametern geben wir dann die Anzahl der Landpixel, die Anzahl der gültigen Pixel und die Anzahl der nutzbaren Satellitendatenpixel, als Maß für die Verläßlichkeit des Wertes pro 0.5° x 0.5° Gitterzelle. Wir empfehlen in diesem Zusammenhang auch den Text in den netCDF Dateien zu lesen. In SPOT/PROBA-V haben wir LAI-Werte mit einem mittleren relativen Fehler von mehr als 50% vom Produkt ausgeschlossen.
LAI Produkte sind validiert worden und mit anderen Produkten verglichen worden - auf globaler wie regionaler Skala, für einzelne Biome und auch bzgl. der zeitlichen Entwicklung - und haben gute bis sehr gute Qualität. Die globale Verteilung ist räumlich konsistent. Zeitserien zeigen wenig Rauschen und sind konsistent über mehrere Jahre hinweg. Mehr Information zum Validationsprozess und den Resultaten ist in den Validationsberichten unter Referenzen zu finden.
Im PROBA-V/S3-OLCI gibt es von Juni auf Juli 2020, d.h. mit dem Wegfall von PROBA-V, Sprünge in den Daten die regional unterschiedlich stark ausgeprägt sind.
Kontaktperson
Frederic Baret
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), France
email: frederic.baret (at) avignon.inra.frBruno Smets
VITO, Belgium
email: Bruno.Smets (at) vito.beStefan Kern
University of Hamburg
E-Mail: stefan.kern (at) uni-hamburg.de
Referenzen
Literatur:
- ATBD PROBA2VG, Gio Global Land Component -Lot I”, Operation of the Global Land Component”Framework Service Contract N° 388533 (JRC), ALGORITHM THEORETHICAL BASIS DOCUMENT, PROBA2VG, TPRE-PROCESSING (pdf, nicht barrierefrei)
- Algorithm Theoretical Basis Document: ATBD_v2_issueI1.41 (pdf, nicht barrierefrei)
- Product User Guide for Version 2: PUM_v2_issue1.33 (pdf, nicht barrierefrei)
- Validationsreport for SPOT QAR_v2_issueI2.01 (pdf, nicht barrierefrei)
- Validationsreport for PROBA-V: QAR_v2_issueI1.40 (pdf, nicht barrierefrei)
- Scientific Quality Evaluation for version 1 & 2: SQE2018_v1v2_issueI1.00 (pdf, nicht barrierefrei)
- Scientific Quality Evaluation - Cross-cutting consistency: SQE2018_CCR_issueI1.00 (pdf, nicht barrierefrei)
- Baret, F., Weiss, M., Lacaze, R., Camacho, F., Makhmara, H., Pacholczyk, P., and Smets, B. (2013), GEOV1: LAI, FAPAR Essential Climate Variables and FCover global times series capitalizing over existing products. Part1: Principles of development and production. Remote Sensing of Environment, 137, 299–309.
- Baret, F., Hagolle, O., Geiger, B., Bicheron, P., Miras, B., Huc, M., Berthelot, B., Weiss, M., Samain, O., Roujean, J. L. et al. (2007), LAI, fAPAR and fapar CYCLOPES global products derived from VEGETATION. Part 1: Principles of the algorithm. Remote Sensing of Environment, 110, 275-286.
- Camacho, F., Cernicharo, J., Lacaze, R., Baret, F., and Weiss, M. (2013), GEOV1: LAI, FAPAR Essential Climate Variables and FCover global time series capitalizing over existing products. Part 2: Validation and inter-comparison with reference products. Remote Sensing of Environment, 137, 310-329.
- Verger, A., Baret, F., and Weiss, M. (2014), Near real-time vegetation monitoring at global scale. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 7, 3473-3481.
- Chen, J. M., Menges, C. H., and Leblanc, S. G. (2005), Global mapping of foliage clumping index using multi-angular satellite data. Remote Sensing of Environment, 97(4), 447-457.
- Tote, C., Swinnen, E., Sterckx, S., and 10 others (2018), Evaluation of PROBA-V Collection 1: Refined Radiometry, Geometry, and Cloud Screening. Remote Sensing, 10(9), 1375, http://doi.org/10.3390/rs10091375
- Munier, S., Carrer, D., Planque, C., Camacho, F., Albergel, C., and Calvet, J.-C. (2018), Satellite leaf area index: global scale analysis of the tendencies per vegetation type over the last 17 years. Remote Sensing, 10(3), 424, http://doi.org/10.3390/rs10030424
- Jiang, C., et al., 2017, Inconsistencies of interannual variability and trends om long-term satellite leaf-area index products. Global Change Biology, 23, 4133-4146, doi: 10.1111/gcb.13787.
Websites:
- Leaf Area Index | Copernicus Global Land Service, http://land.copernicus.eu/global/products/lai
Datenzitat
Bei Verwendung der Daten diese bitte wie folgt zitieren:
Baret, F., et al. (2013). GEOV1: LAI and FAPAR essential climate variables and FCOVER global time series capitalizing over existing products. Part1: Principles of development and production. Remote Sensing of Environment, 137: 299-309
Camacho, F., et al. (2013). GEOV1: LAI, FAPAR Essential Climate Variables and FCOVER global time series capitalizing over existing products. Part 2: Validation and intercomparison with reference products. Remote Sensing of Environment 137: 310-329
SPOT/PROBA-V: The product was generated by the land service of Copernicus, the Earth Observation programme of the European Commission. The research leading to the current version of the LAI product has received funding from various European Commission Research and Technical Development programmes. The product is based on SPOT/VGT 1km data ((c) CNES / PROBA-V 1km data ((c) ESA and distributed by VITO) [when using the coarse-resolution data: provided on 0.5 degree x 0.5 degree plate carree grid] [last access date: August 26, 2020] in netCDF file format by the Integrated Climate Data Center (ICDC) University of Hamburg, Hamburg, Germany.
PROBA-V/S3-OLCI: The product was generated by the global component of the Land Service of Copernicus, the Earth Observation program of the European Commission. The research leading to the current version of the product has received funding from various European Commission Research and Technical Development programs. The product is based on PROBA-V and Sentinel-3 data (© ESA) [when using the coarse-resolution data: provided on 0.5 degree x 0.5 degree plate carree grid] [last access: March 15 2024] in netCDF file format by the Integrated Climate Data Center (ICDC) University of Hamburg, Hamburg, Germany.