Retrieving leaf area index from multi-angular airborne data

This work is aimed to demonstrate the feasibility of a methodology for retrieving bio-geophysical variables whilst at the same time fully accounting for additional information on directional anisotropy. A model-based approach has been developed to deconvolve the angular reflectance into single landcovers reflectances, attempting to solve the inconsistencies of 1D models and linear mixture approaches. The model combines the geometric optics of large scale canopy structure with principles of radiative transfer for volume scattering within individual crowns. The reliability of the model approach to retrieve LAI has been demonstrated using data from DAISEX- 99 campaign at Barrax, Spain. Airborne data include POLDER and HyMap data in which various field plots were observed under varying viewing/illumination angles. Nearly simultaneously, a comprehensive field data set was acquired on specific crop plots. The inversions provided accurate LAI values, revealing the model potential to combine spectral and directional information to increase the likely accuracy of the retrievals. In addition, the sensitivity of retrievals with the angular and spectral subset of observations was analysed, showing a high consistency between results. This study has contributed to assess the uncertainties with products derived from satellite data like SEVIRI/MSG

Multiangular crop differentiation and LAI estimation using PROSAIL model inversion

xiii, 161 leaves : ill., map ; 29 cmUnderstanding variations in remote sensing data with illumination and sensor angle changes is important in agricultural crop monitoring. This research investigated field bidirectional reflectance factor (BRF) in crop differentiation and PROSAIL leaf area index (LAI) estimation. BRF and LAI data were collected for planophile and erectophile crops at three growth stages. In the solar principal plane, BRF differed optimally at 860 nm 60 days after planting (DAP) for canola and pea, at 860 nm 45 and 60 DAP for wheat and barley, and at 860 nm and 670 nm 45 and 60 DAP for planophiles versus erectophiles. The field BRF data helped better understand PROSAIL LAI estimation. NDVI was preferred for estimating LAI, however the MTVI2 vegetation index showed high sensitivity to view angles, particularly for erectophiles. The hotspot was important for crop differentiation and LAI. Availability of more along-track, off-nadir looking spaceborne sensors was recommended for agricultural crop monitoring

Improving estimation of gross primary productivity of terrestrial ecosystems

The MOderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) provides an unprecedented opportunity to monitor and quantify seasonal changes of vegetation and phenology. MODIS has the potential to improve the estimation, which is based on the algorithms for the NOAA Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR), of biophysical/biochemical variables of vegetation. My doctoral study improves estimation of gross primary productivity (GPP) through two aspects: first, my study improved the detection of vegetation phenology by distinguishing MODIS contaminated observations and contamination-free observations, and secondly, I inverted the fraction of absorbed photosynthetically active radiation (PAR) by chlorophyll using radiative transfer models and daily MODIS data. My dissertation has five aspects: (1) to develop a procedure to distinguish atmospherically contaminated observations, snow contaminated observations and contamination-free observations; (2) to monitor vegetation phenology using reflectance of the seven MODIS spectral bands for land and relative vegetation indices; (3) to clarify the concepts of fractions of PAR absorbed by canopy, leaf and chlorophyll; (4) to explore the potential of estimating the fractions of PAR absorbed at different scales; and (5) to check if vegetation seasonal MODIS spectral variations during plant growing season are only due to vegetation\u27s anisotropic nature. A procedure to extract contamination-free daily MODIS observations is proposed and developed. It has been employed for the Harvard Forest site, the Howland Forest site, the Walker Branch Watershed Forest site, the km67 Forest site in tropic, a soybean site in Nebraska, the Xilingol grassland site in China, the Bartlett Experimental Forest site, and two broadleaf deciduous forest sites in Missouri. The extracted MODIS signals (reflectance and vegetation indices) provide rich information for interpretation. The richness of information from the results goes beyond the widely used normalized difference vegetation index (NDVI) and leaf area index (LAI). The more precise phenology information can be used for seasonal GPP estimation. The concepts of fractions of PAR absorbed by canopy, leaf and chlorophyll are described. I extracted fraction of PAR absorbed by chlorophyll for the Harvard Forest site, the Bartlett Experimental Forest site and the two deciduous broadleaf forest sites in Missouri using a coupled canopy-leaf radiative transfer model and daily MODIS data. Metropolis algorithm is used to invert the variables in the radiative transfer model. It provides posterior distributions for individual variables. Some of the inverted variables have been partly evaluated though validation for all variables is extremely expensive. Using the values of inverted variables of the two forest sites in Missouri, I calculated reflectance for the seven MODIS spectral ranges with real MODIS viewing geometries through whole growing season. I found that there should be other factors, except vegetation\u27s anisotropic nature, due to seasonal MODIS spectral variations of the forests during the plant growing season. My study suggests that in addition to measurements of canopy-level variables (e.g., LAI), field measurements of leaf-level variables (e.g., chlorophyll, other pigments, leaf dry matter, and leaf water content) will be useful for both remote sensing and ecological research

A sensor view model to investigate the influence of tree crowns on effective urban thermal anisotropy

A sensor view model is modified to include trees using a gap probability approach to estimate foliage view factors and an energy budget model for leaf surface temperatures (SUMVEG). The model is found to compare well with airborne thermal infrared (TIR) surface temperature measurements. SUMVEG is used to investigate the influence of trees on thermal anisotropy for narrow field-of-view TIR remote sensors over treed residential urban surfaces. Tests on regularly-spaced arrays of cubes on March 28 and June 21 at latitudes of 47.6°N and 25.8°N show that trees both decrease and increase anisotropy as a function of tree crown and building plan fractions. In compact geometries, anisotropy tends to decrease with tree crown plan fraction, with the opposite in open geometries, though trees taller than building height cause anisotropy to increase for all building plan fractions. These results help better understand and potentially correct urban thermal anisotropy

Exploring Hyperspectral and Very High Spatial Resolution Imagery in Vegetation Characterization

This dissertation describes three contributions in the characterization of vegetation canopies using remote sensing data, with a focus on hyperspectral and very high spatial resolution imagery. The new and innovative methods developed are: 1) integration of contribution theory into a model inversion approach to obtain high accuracy in canopy biophysical parameter estimation; 2) exploration and adoption of tree crown longitudinal profiles to achieve high accuracy in tree species classification; and 3) evaluation of canopy health state for Emerald Ash Borer (EAB) infestation assessment by intelligent combination of multi-sourced data

Kaugseire Eestis 2014 : artiklikogumik

TäistekstHoiate käes artiklikogumikku, millesse autorid on koondanud oma parimad tulemused ja näited, kuidas kaugseiremeetod võimaldab jälgida keskkonda Maal. Eesti teadlaste, üliõpilasteja spetsialistide huvi leida rakendusi, millega saab efektiivselt ja mitmekülgselt uurida vee-kogusid, maapinda, metsa ja atmosfääri, on leidnud tunnustust paljudes rahvusvahelistes publikatsioonides, kuid eestikeelsena ilmub selline kogumik teist korda pärast 2008. aasta esimest populaarset trükist. Vahepeal on võimalused jõudsalt edasi arenenud. Euroopa Liidu programm Copernicus (varasema nimetusega GMES), mis mõeldud globaalseks Maa keskkonna ja turvalisuse seireks, on teadusuuringute etapist väljunud ja esimesed operatiivsed teenused on käivitunud. Eesti on liikmesriigina nii panustanud selle ettevalmistusse kui ka kannab ühiselt teiste riikidega vastutust, et see programm ellu viia, ehitada koostöös Euroopa Kosmoseagentuuriga Sentinel-seeria satelliidid ning nende tule-mitele põhinedes luua kvaliteetseid teenuseid. See ei ole olnud odav, see ei ole olnud lihtne. Miks me siis seda ikkagi teinud oleme? Hea ülevaate Eesti looduskeskkonna oludest annab värske, kuues Eesti kliimaaruanne. Eesti koos oma saarestiku ja rohkete üksikute saartega laiub raskesti piiritletava poolsaarena Soome ja Riia lahe vahel. Loodusgeograafiliselt iseloomustab meid pikk rannajoon (ligikaudu 3700 km), mille moodustavad nii mere-, järve- kui ka jõgede rannad. Meie arvukad väikesed saared, mida on üle 1620, ja umbes 1450 järve vajavad jälgimist ja hoolt. Aeglaselt muutuvad, kuid väga tundlikud sooalad, mis katavad ligikaudu 15% territooriumist, on sageli ka raskesti ligipääsetavad. Ligikaudu pool maismaast on kaetud metsadega, kolmandik on põllumaad ja tilluke 2% on asulad ja linnad. Meie vahelduvad klimaatilised tingimused, mere ja sisevee-kogude rohkus ning aluskivimite varieeruvus loovad eelduse mitmepalgeliste ökosüsteemidearenguks. Me kaitseme oma territooriumil üle 570 taime- ja loomaliigi. Samas oleme üksväiksema inimasustuse tihedusega riike Euroopas – keskmiselt 30 inimest ruutkilomeetri kohta, kuid ainult kolmandik neist elab väljapool linnu. Kuidas siis ikkagi kõigest sellest ülevaadet saada? Ega üksi ei saagi! Kolm naaberriiki, Eesti, Soome ja Venemaa, on kuulutanud käesoleva, 2014. aasta Soome lahe aastaks, et ühiselt välja selgitada Soome lahe ökosüsteemi seisund. See on võimalik tänu riikide tihedale koostööle, kaasaegsetele vaatlusmeetoditele ja arenenud mudelitele. Keskendu-takse viiele võtmeprobleemile: kalandus, ökosüsteemi tervis, mitmekesisus, meresõiduohutus ja merealade ruumiline planeerimine. Kaugseire on tõestanud end väärtusliku vahendina meid ümbritseva maailma mõistmisel ja pakub ka mitmes nimetatud valdkonnas lahendusi. Siiski on selleks vaja teadmisi – nii selle kohta, mida on võimalik teha, kui ka selle kohta, mida on vaja teha. Loodame, et siia kogutud artiklid aitavad kaasa vastastikuse mõistmise ja mõtestamise protsessile, et eestikeelsed terminid muutuvad lähedasemaks neile kasutajatele, kes alles asuvad tutvuma kosmosevaldkonna tehnoloogiatega, ning et kogenud spetsialistid leiavad oma töödele uudsed väljundid. Käesolev kogumik on saanud teoks Tartu Observatooriumi eestvedamisel ja Keskkonnaagentuuri kaasabil, kuid sisukuse eest väärivad tunnustust artiklite autorid. Täname EASi kosmosevaldkonna teadlikkuse tõstmise ja koolituse programmi. Anu ReinartTartu Observatooriumi direktorKäesoleva väljaande andmete kasutamisel või tsiteerimisel palume viidata allikale

Abstracts on Radio Direction Finding (1899 - 1995)

The files on this record represent the various databases that originally composed the CD-ROM issue of "Abstracts on Radio Direction Finding" database, which is now part of the Dudley Knox Library's Abstracts and Selected Full Text Documents on Radio Direction Finding (1899 - 1995) Collection. (See Calhoun record https://calhoun.nps.edu/handle/10945/57364 for further information on this collection and the bibliography). Due to issues of technological obsolescence preventing current and future audiences from accessing the bibliography, DKL exported and converted into the three files on this record the various databases contained in the CD-ROM. The contents of these files are: 1) RDFA_CompleteBibliography_xls.zip [RDFA_CompleteBibliography.xls: Metadata for the complete bibliography, in Excel 97-2003 Workbook format; RDFA_Glossary.xls: Glossary of terms, in Excel 97-2003 Workbookformat; RDFA_Biographies.xls: Biographies of leading figures, in Excel 97-2003 Workbook format]; 2) RDFA_CompleteBibliography_csv.zip [RDFA_CompleteBibliography.TXT: Metadata for the complete bibliography, in CSV format; RDFA_Glossary.TXT: Glossary of terms, in CSV format; RDFA_Biographies.TXT: Biographies of leading figures, in CSV format]; 3) RDFA_CompleteBibliography.pdf: A human readable display of the bibliographic data, as a means of double-checking any possible deviations due to conversion

Atti del XXXV Convegno Nazionale di Idraulica e Costruzioni Idrauliche

La XXXV edizione del Convegno Nazionale di Idraulica e Costruzioni Idrauliche (IDRA16), co-organizzata dal Gruppo Italiano di Idraulica (GII) e dal Dipartimento di Ingegneria Civile, Chimica, Ambientale, e dei Materiali (DICAM) dell’Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, si è svolta a Bologna dal 14 al 16 settembre 2016. Il Convegno Nazionale è tornato pertanto ad affacciarsi all’ombra del “Nettuno”, dopo l’edizione del 1982 (XVIII edizione). Il titolo della XXXV edizione, “Ambiente, Risorse, Energia: le sfide dell’Ingegneria delle acque in un mondo che cambia”, sottolinea l’importanza e la complessità delle tematiche che rivestono la sfera dello studio e del governo delle risorse idriche. Le sempre più profonde interconnessioni tra risorse idriche, sviluppo economico e benessere sociale, infatti, spronano sia l’Accademia che l’intera comunità tecnico-scientifica nazionale ed internazionale all’identificazione ed alla messa in atto di strategie di gestione innovative ed ottimali: sfide percepite quanto mai necessarie in un contesto ambientale in continua evoluzione, come quello in cui viviamo. La XXXV edizione del Convegno di Idraulica e Costruzioni Idrauliche, pertanto, si è posta come punto d’incontro della comunità tecnico-scientifica italiana per la discussione a tutto tondo di tali problematiche, offrendo un programma scientifico particolarmente ricco e articolato, che ha coperto tutti gli ambiti riconducibili all’Ingegneria delle Acque. L’apertura dei lavori del Convegno si è svolta nella storica cornice della Chiesa di Santa Cristina, uno dei luoghi più caratteristici e belli della città ed oggi luogo privilegiato per l’ascolto della musica classica, mentre le attività di presentazione e discussione scientifica si sono svolte principalmente presso la sede della Scuola di Ingegneria e Architettura dell’Università di Bologna sita in Via Terracini. Il presente volume digitale ad accesso libero (licenza Creative Commons 4.0) raccoglie le memorie brevi pervenute al Comitato Scientifico di IDRA16 ed accettate per la presentazione al convegno a valle di un processo di revisione tra pari. Il volume articola dette memorie in sette macro-tematiche, che costituiscono i capitoli del volume stesso: I. meccanica dei fluidi; II. ambiente marittimo e costiero; III. criteri, metodi e modelli per l’analisi dei processi idrologici e la gestione delle acque; IV. gestione e tutela dei corpi idrici e degli ecosistemi; V. valutazione e mitigazione del rischio idrologico e idraulico; VI. dinamiche acqua-società: sviluppo sostenibile e gestione del territorio; VII. monitoraggio, open-data e software libero. Ciascuna macro-tematica raggruppa più sessioni specialistiche autonome sviluppatesi in parallelo durante le giornate del Convegno, i cui titoli vengono richiamati all’interno del presente volume. La vastità e la diversità delle tematiche affrontate, che ben rappresentano la complessità delle numerose sfide dell’Ingegneria delle Acque, appaiono evidenti dalla consultazione dell’insieme di memorie brevi presentate. La convinta partecipazione della Comunità Scientifica Italiana è dimostrata dalle oltre 350 memorie brevi, distribuite in maniera pressoché uniforme tra le sette macro-tematiche di riferimento. Dette memorie sono sommari estesi di lunghezza variabile redatti in lingua italiana, o inglese. In particolare, la possibilità di stesura in inglese è stata concessa con l’auspicio di portare la visibilità del lavoro presentato ad un livello sovranazionale, grazie alla pubblicazione open access del volume degli Atti del Convegno. Il volume si divide in tre parti: la parte iniziale è dedicata alla presentazione del volume ed all’indice generale dei contributi divisi per macro-tematiche; la parte centrale raccoglie le memorie brevi; la terza parte riporta l’indice analitico degli Autori, che chiude il volume

Atti del XXXV Convegno Nazionale di Idraulica e Costruzioni Idrauliche

La XXXV edizione del Convegno Nazionale di Idraulica e Costruzioni Idrauliche (IDRA16), co-organizzata dal Gruppo Italiano di Idraulica (GII) e dal Dipartimento di Ingegneria Civile, Chimica, Ambientale, e dei Materiali (DICAM) dell’Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, si è svolta a Bologna dal 14 al 16 settembre 2016. Il Convegno Nazionale è tornato pertanto ad affacciarsi all’ombra del “Nettuno”, dopo l’edizione del 1982 (XVIII edizione). Il titolo della XXXV edizione, “Ambiente, Risorse, Energia: le sfide dell’Ingegneria delle acque in un mondo che cambia”, sottolinea l’importanza e la complessità delle tematiche che rivestono la sfera dello studio e del governo delle risorse idriche. Le sempre più profonde interconnessioni tra risorse idriche, sviluppo economico e benessere sociale, infatti, spronano sia l’Accademia che l’intera comunità tecnico-scientifica nazionale ed internazionale all’identificazione ed alla messa in atto di strategie di gestione innovative ed ottimali: sfide percepite quanto mai necessarie in un contesto ambientale in continua evoluzione, come quello in cui viviamo. La XXXV edizione del Convegno di Idraulica e Costruzioni Idrauliche, pertanto, si è posta come punto d’incontro della comunità tecnico-scientifica italiana per la discussione a tutto tondo di tali problematiche, offrendo un programma scientifico particolarmente ricco e articolato, che ha coperto tutti gli ambiti riconducibili all’Ingegneria delle Acque. L’apertura dei lavori del Convegno si è svolta nella storica cornice della Chiesa di Santa Cristina, uno dei luoghi più caratteristici e belli della città ed oggi luogo privilegiato per l’ascolto della musica classica, mentre le attività di presentazione e discussione scientifica si sono svolte principalmente presso la sede della Scuola di Ingegneria e Architettura dell’Università di Bologna sita in Via Terracini. Il presente volume digitale ad accesso libero (licenza Creative Commons 4.0) raccoglie le memorie brevi pervenute al Comitato Scientifico di IDRA16 ed accettate per la presentazione al convegno a valle di un processo di revisione tra pari. Il volume articola dette memorie in sette macro-tematiche, che costituiscono i capitoli del volume stesso: I. meccanica dei fluidi; II. ambiente marittimo e costiero; III. criteri, metodi e modelli per l’analisi dei processi idrologici e la gestione delle acque; IV. gestione e tutela dei corpi idrici e degli ecosistemi; V. valutazione e mitigazione del rischio idrologico e idraulico; VI. dinamiche acqua-società: sviluppo sostenibile e gestione del territorio; VII. monitoraggio, open-data e software libero. Ciascuna macro-tematica raggruppa più sessioni specialistiche autonome sviluppatesi in parallelo durante le giornate del Convegno, i cui titoli vengono richiamati all’interno del presente volume. La vastità e la diversità delle tematiche affrontate, che ben rappresentano la complessità delle numerose sfide dell’Ingegneria delle Acque, appaiono evidenti dalla consultazione dell’insieme di memorie brevi presentate. La convinta partecipazione della Comunità Scientifica Italiana è dimostrata dalle oltre 350 memorie brevi, distribuite in maniera pressoché uniforme tra le sette macro-tematiche di riferimento. Dette memorie sono sommari estesi di lunghezza variabile redatti in lingua italiana, o inglese. In particolare, la possibilità di stesura in inglese è stata concessa con l’auspicio di portare la visibilità del lavoro presentato ad un livello sovranazionale, grazie alla pubblicazione open access del volume degli Atti del Convegno. Il volume si divide in tre parti: la parte iniziale è dedicata alla presentazione del volume ed all’indice generale dei contributi divisi per macro-tematiche; la parte centrale raccoglie le memorie brevi; la terza parte riporta l’indice analitico degli Autori, che chiude il volume