Spaceborne Canopy Height Products Should Be Complemented With Airborne Laser Scanning Data: Toward a European Canopy Height Model

Research output: Contribution to journalResearch articleContributedpeer-review

Contributors

  • Vítězslav Moudrý - , Czech University of Life Sciences Prague (Author)
  • Ruben Remelgado - , University of Bonn (Author)
  • Matthias Forkel - , Chair of Environmental Remote Sensing (Author)
  • Michele Torresani - , Free University of Bozen-Bolzano (Author)
  • Gaia Vaglio Laurin - , National Research Council of Italy (CNR) (Author)
  • Eliška Šárovcová - , Czech University of Life Sciences Prague (Author)
  • Virginia E. Garcia Millan - , University of Málaga (Author)
  • Fabian Jörg Fischer - , University of Bristol, Technical University of Munich (Author)
  • Tommaso Jucker - , University of Bristol (Author)
  • Michal Gallay - , P. J. Safarik University (Author)
  • Patrick Kacic - , University of Würzburg (Author)
  • Christopher R. Hakkenberg - , University of California at Los Angeles (Author)
  • Žiga Kokalj - , Scientific Research Centre of the Slovenian Academy of Sciences and Arts (Author)
  • Krzysztof Stereńczak - , Forest Research Institute (IBL) (Author)
  • Yousef Erfanifard - , University of Tehran, IDEAS NCBR Sp. z.o.o. (Author)
  • Duccio Rocchini - , Czech University of Life Sciences Prague, University of Bologna (Author)
  • Jiří Prošek - , Czech University of Life Sciences Prague (Author)
  • Stephanie Roilo - , University of Bonn (Author)
  • Kateřina Gdulová - , Czech University of Life Sciences Prague (Author)
  • Anna F. Cord - , University of Bonn (Author)
  • Michela Perrone - , Czech University of Life Sciences Prague (Author)
  • Juan Alberto Molina-Valero - , Czech University of Life Sciences Prague (Author)
  • Jiří Šmída - , Technical University of Liberec (Author)
  • Peter Surový - , Czech University of Life Sciences Prague (Author)
  • Zlatica Melichová - , Czech University of Life Sciences Prague (Author)
  • Marco Malavasi - , University of Sassari (Author)
  • Rudolf Urban - , Czech Technical University in Prague (Author)
  • Martin Štroner - , Czech Technical University in Prague (Author)
  • Dominik Seidel - , University of Göttingen (Author)
  • Szilárd Szabó - , University of Debrecen (Author)
  • László Bertalan - , University of Debrecen (Author)
  • Anette Eltner - , Junior Professorship in Geo Sensor Systems (Author)
  • Roberto Cazzolla Gatti - , University of Bologna (Author)
  • Ján Kaňuk - , P. J. Safarik University, PHOTOMAP, s.r.o. (Author)
  • Vojtěch Barták - , Czech University of Life Sciences Prague (Author)
  • Daniel Franke - , Czech University of Life Sciences Prague (Author)
  • Benjamin Brede - , Helmholtz Centre Potsdam - German Research Centre for Geosciences (Author)
  • Qian Song - , Helmholtz Centre Potsdam - German Research Centre for Geosciences (Author)
  • Mikhail Urbazaev - , Helmholtz Centre Potsdam - German Research Centre for Geosciences (Author)
  • W. Daniel Kissling - , University of Amsterdam (Author)

Abstract

Die Messung und Kartierung der Vegetationsstruktur ist unerlässlich, um die Funktionsweise terrestrischer Ökosysteme zu verstehen und umweltpolitische Maßnahmen zu fundieren. In den letzten Jahren ist die Nachfrage nach hochauflösenden Daten zur Vegetationsstruktur stetig gestiegen. Dies führt zu Vorhersagen mit feinen Auflösungen (1–30 m) auf nationaler, kontinentaler und globaler Ebene durch die Kombination von Satellitendaten mit maschinellem Lernen. Mit der Ausweitung dieser Initiativen ist es entscheidend, die Qualität und Nutzbarkeit dieser Produkte aktiv zu diskutieren. Wir fassen hier die aktuellen Bemühungen zur Kartierung der Vegetationsstruktur kurz zusammen und zeigen, dass kontinentale bis globale Kronenhöhenmodelle (Ceopy Height Models, CHMs) im Vergleich zu nationalen Airborne-Laserscanning-Daten (ALS) signifikante Fehler in den Kronenhöhen aufweisen. Wir empfehlen Regionen mit umfangreichen ALS-Daten, wie beispielsweise Europa, die Verwendung von ALS-basierten Kronenhöhenmetriken zu priorisieren, anstatt sich auf weniger genaue Vorhersagen aus Satellitenprodukten zu verlassen. Trotz der Unterschiede in den Eigenschaften von ALS-Daten, wie z. B. zeitlichen Inkonsistenzen und Unterschieden in den Erfassungseigenschaften und der Klassifizierungsgenauigkeit, ist die Erstellung räumlich zusammenhängender Kronenhöhenprodukte im Rasterformat mit hoher räumlicher Auflösung notwendig und realisierbar. Dies erfordert die Koordinierung von Bemühungen zur Harmonisierung von Daten und Erhebungen, die Entwicklung standardisierter Verarbeitungspipelines und kontinentweiter ALS-Produkte sowie die Gewährleistung des freien Zugangs für Forschung und Umweltpolitik. Wir zeigen, dass ALS-Daten mittlerweile den größten Teil Europas abdecken, wobei neuere Erhebungen höhere Punktdichten erreichen und sich dadurch besser für die Vegetationskartierung eignen. Neben zahlreichen Anwendungen in Forstwirtschaft, Ökologie und Naturschutz sind solche Datensätze entscheidend für die Kalibrierung zukünftiger Erdbeobachtungsmissionen und somit unerlässlich für die Erstellung zuverlässiger und genauer globaler Vegetationsstrukturdaten mit hoher Auflösung.

Details

Original languageEnglish
Article numbere2025EA004544
Number of pages20
JournalEarth and Space Science
Volume13
Issue number1
Publication statusPublished - Jan 2026
Peer-reviewedYes

External IDs

ORCID /0000-0003-0363-9697/work/204616134

Keywords

Keywords

  • canopy height, Earth observation, habitat condition, LiDAR, validation, vegetation structure