PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Environmental Research Ecology· 2026Q1

Uydu Zaman Serileri ve Derin Öğrenme Kullanarak Kurak Alan Biyokabukları ve Bitki Topluluklarının Haritalanması

Mapping dryland biocrust and plant communities utilizing temporal signals from satellite imagery with deep learning

Daniel Kozar, Dan J. Dixon, Yu Zhang, Yufang Jin A ve diğerleri

Kısa özet

Yakın günlük PlanetScope uydu zaman serilerini (3 metre çözünürlük) kullanan yeni bir derin öğrenme yaklaşımı, kurak alan biyokabuklarını ve vasküler bitkileri doğru bir şekilde haritalayarak %78 genel doğruluk elde etmiş ve açık siyanobakteri ile koyu karışık biyokabuk türlerini ayırt etmiştir.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Yeni bir LSTM derin öğrenme modeli, 3 metre çözünürlüklü PlanetScope uydu zaman serilerini kullanarak kurak alan biyokabuklarını ve vasküler bitkileri haritalamaktadır.
  • Model, %78 genel doğruluk ve farklı biyota sınıfları arasında %67 ila %88 arasında değişen kullanıcı doğruluğu elde etmiştir.
  • Daha sık uydu yansıtma verilerinin kullanılmasıyla haritalama doğruluğu artmıştır.
  • Yaklaşım, açık siyanobakteri ve koyu karışık biyokabuk türlerini başarıyla ayırt etmiştir.
  • Sonuçlar, Desert Valley'de bir kuraklık dönemi boyunca koyu karışık biyokabuk kaybını ve siyanobakteri hakimiyetine geçişi göstermiştir.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

Abstract Mapping dryland photoautotrophs, including vascular plants and biocrusts, is critical to monitor and predict dryland alterations under a changing climate. However, methodologies to map these communities, particularly patches associated with developmental stages of biocrusts, are underdeveloped, largely owing to limited spatial and spectral resolution of satellite data. Near-daily multispectral imagery from PlanetScope (3-m) provides a promising data source to distinguish dryland biota. Complex temporal dependencies of biotic activity and stochastic rainfall in drylands require methods which can extract features common to biota exposed to intermittent rainfall. We present a novel deep learning approach based on long short-term memory (LSTM) neural networks to capture temporal dependencies of biotic activity from PlanetScope imagery series for mapping biocrusts (light cyanobacteria and dark-mixed types) and vascular plants in the Great Basin’s Desert Valley. Labels for model training and testing were generated from field surveys and very high resolution aerial imagery over 40 plots across the landscape in a wet (2022) and a dry year (2017). Our approach yields high accuracy in mapping biota at 3-m, with an overall accuracy of 0.78, and user’s accuracy ranging from 0.67 to 0.88 across classes; when aggregated to subplot (50-m) scale, predicted proportional cover for biota agreed with those derived from aerial imagery, with R 2 ranging from 0.90 to 0.97 and RMSE ranging from 0.07 to 0.14. Photoautotroph separation improved when utilizing more frequent reflectance data. Maps derived using this approach revealed broad dark-mixed biocrust loss and transition to a likely lower productivity cyanobacteria dominant state in the Desert Valley over a drought period. This deep learning framework using PlanetScope time series facilitates ecosystem monitoring, improving our understanding of dryland state change, and likely can be applied across broader landscapes even when limited by the spatial or temporal resolution of data.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Environmental Research Ecology, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Ekoloji, Evrim, Davranış ve Sistematik

Ecology, Evolution, Behavior and SystematicsAgricultural and Biological Sciences