| Titre | Integration of multi-scale remote sensing data for reindeer lichen fractional cover mapping in eastern Canada |
| |
| Auteur | He, L ; Chen, W; Leblanc, S G; Lovitt, J; Arsenault, A; Schmelzer, I; Fraser, R H; Latifovic, R; Sun, L; Prévost, C; White, H P; Pouliot, D |
| Source | Remote Sensing of Environment vol. 267, 112731, 2021 p. 1-12, https://doi.org/10.1016/j.rse.2021.112731 |
| Image |  |
| Année | 2021 |
| Séries alt. | Ressources naturelles Canada, Contribution externe 20200631 |
| Éditeur | Elsevier |
| Document | publication en série |
| Lang. | anglais |
| DOI | https://doi.org/10.1016/j.rse.2021.112731 |
| Media | papier; numérique; en ligne |
| Formats | pdf; html |
| Province | Terre-Neuve-et-Labrador; Québec |
| SNRC | 12M; 13D; 13E; 22I; 22J; 22K; 22N; 22O; 22P; 23A; 23B; 23C; 23G; 23H |
| Région | Labrador; Réservoir Manicouagan; Smallwood Reservoir; Labrador City |
| Lat/Long OENS | -70.0000 -62.0000 54.0000 50.0000 |
| Sujets | télédétection; imagerie par satellite; levés photogrammétriques; techniques de cartographie; écosystèmes; etudes de l'environnement; effets climatiques; établissement de modèles; Méthodologie; Faune;
véhicules aériens; Changement climatique; l'apprentissage machine; Intelligence artificielle; géophysique; Nature et environnement; Sciences et technologie |
| Illustrations | cartes de localisation; images satellitaires; images numériques; organigrammes; graphiques; modèles |
| Programme | Centre canadien de cartographie et d'observation de la Terre |
| Diffusé | 2021 10 07 |
| Résumé | (disponible en anglais seulement)
Reindeer lichens (Cladonia spp.) are an essential food source for caribou especially during winter. They can also be a valuable indicator for ecosystem health
and climate change. Inventory of lichen abundance at regional scales is required to assess availability within caribou ranges, and assess potential declines from natural and anthropogenic disturbances. Previous studies have mapped lichen cover and
volume using remote sensing, but these efforts were often constrained by the limited availability of ground truth information needed for model calibration and validation. In this study, we leveraged unoccupied aerial vehicle (UAV) surveys and
WorldView (WV) satellite scenes in a nested upscaling approach in order to expand the number of training samples at the 30 m Landsat resolution. These were used to develop machine learning models to map fractional reindeer lichen cover in Eastern
Canada. We found that the best correlation between UAV and WV derived lichen coverages exists at an optimal scale that is slightly larger than 30 m and varies with landscape type and observation geometry. Based on training data from UAV-calibrated
lichen coverage from WV data, a neural network model with simple structure achieved a root mean square error (RMSE) = 0.09, a mean absolute error (MAE) = 0.07 and R2 = 0.79 for mapping fractional lichen cover from Landsat without the use of ancillary
data. We then applied our model and Landsat data to produce a lichen fractional cover map for the Red Wine Mountain caribou herd range in Labrador, NL and the Manicouagan caribou herd range in Québec. Validation against domain-averaged lichen cover
in eight UAV survey sites suggests an accuracy with RMSE = 0.04, MAE = 0.03 and R2 = 0.62 for low lichen cover. Compared to aggregated lichen cover at 30 m from UAV surveys, map accuracy decreases to RMSE = 0.09, MAE = 0.06, and R2 = 0.49, partially
due to registration error between UAV and Landsat images. Our study demonstrates that upscaling of lichen cover from UAV data to Landsat via an intermediate image scale is an effective regional-scale mapping approach. |
| Sommaire | (Résumé en langage clair et simple, non publié)
Les lichens des rennes sont une source de nourriture essentielle pour le caribou, surtout en hiver. Ils peuvent également être un indicateur
important pour la santé et le climat des écosystèmes, et les changements mondiaux. Récemment, des préoccupations sont apparus concernant le déclin de leur abondance dans les habitats du caribou en raison de perturbations naturelles et anthropiques.
L'inventaire des conditions des lichens à l'échelle régionale et de son accessibilité pour les caribous sont nécessaires pour régler ces problèmes. Des études antérieures ont cartographié la couverture et le volume du lichen à partir de la
télédétection, mais ces efforts ont souvent été limités par la disponibilité limitée de la vérité terrain. Dans cette étude, nous avons développé un modèle pour cartographier la couverture du lichen en combinant des levés aériens par drones, des
images satellite à très haute résolution, des données satellitaires Landsat à 30 m de résolution et avec une méthode d'apprentissage automatique. Notre méthode a atteint une grande précision pour cartographier la couverture fractionnaire de lichen
avec données Landsat sans l'utilisation de données additionnelles. Nous avons ensuite appliqué notre modèle pour produire une carte de couverture fractionnaire du lichen pour l'aire de répartition de la harde de caribous du mont Red Wine au Labrador
et l'aire de répartition de la harde de caribous de Manicouagan au Québec. Notre étude suggère que la combinaison de données de télédétection à différentes échelles spatiales est une approche cartographique efficace. Notre carte de couverture du
lichen sera utilisée pour l'évaluation de la qualité de la forge du caribou et pour comprendre les comportements d'atténuation du caribou. |
| GEOSCAN ID | 327899 |
|
|