論文の概要: Aboveground carbon biomass estimate with Physics-informed deep network
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.13752v1
- Date: Tue, 25 Oct 2022 03:38:23 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-10-26 15:50:20.555309
- Title: Aboveground carbon biomass estimate with Physics-informed deep network
- Title(参考訳): 物理インフォームド深層ネットワークを用いた地上炭素バイオマス推定
- Authors: Juan Nathaniel, Levente J. Klein, Campbell D. Watson, Gabrielle
Nyirjesy, Conrad M. Albrecht
- Abstract要約: 深層ニューラルネットワークを用いて,2021年における30mの空間分解能を持つ大陸アメリカ(CONUS)の地上炭素バイオマス(AGB)の壁面と壁面のマップを生成する。
我々は,カリフォルニア州の2021年のカルドール山火事におけるAGBの損失を測定するために,我々のモデルを適用し,センチネルをベースとしたバーン指標による分析を検証した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.5999777817331318
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The global carbon cycle is a key process to understand how our climate is
changing. However, monitoring the dynamics is difficult because a
high-resolution robust measurement of key state parameters including the
aboveground carbon biomass (AGB) is required. Here, we use deep neural network
to generate a wall-to-wall map of AGB within the Continental USA (CONUS) with
30-meter spatial resolution for the year 2021. We combine radar and optical
hyperspectral imagery, with a physical climate parameter of SIF-based GPP.
Validation results show that a masked variation of UNet has the lowest
validation RMSE of 37.93 $\pm$ 1.36 Mg C/ha, as compared to 52.30 $\pm$ 0.03 Mg
C/ha for random forest algorithm. Furthermore, models that learn from SIF-based
GPP in addition to radar and optical imagery reduce validation RMSE by almost
10% and the standard deviation by 40%. Finally, we apply our model to measure
losses in AGB from the recent 2021 Caldor wildfire in California, and validate
our analysis with Sentinel-based burn index.
- Abstract(参考訳): 地球規模の炭素循環は、私たちの気候の変化を理解するための重要なプロセスです。
しかし, 地上炭素バイオマス(AGB)を含む重要な状態パラメータの高分解能な測定が必要であるため, ダイナミクスのモニタリングは困難である。
ここでは,2021年における30mの空間分解能を持つ大陸アメリカ(CONUS)内のAGBの壁面マップを生成するために,ディープニューラルネットワークを用いる。
レーダーと光学ハイパースペクトル画像とsifベースのgppの物理的気候パラメータを組み合わせる。
検証の結果、unetのマスキング変動はランダムフォレストアルゴリズムの52.30$\pm$ 0.03 mg c/haに比べて37.93$\pm$ 1.36 mg c/haの最小の検証rmseを持つことがわかった。
さらに、レーダーや光学画像に加え、SIFベースのGPPから学習するモデルは、RMSEの検証を約10%、標準偏差を40%削減する。
最後に,カリフォルニア州で発生した2021年のカルドール山火事のagb損失の測定に本モデルを適用し,センチネルベースのバーンインデックスを用いて解析を検証する。
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