- זמינות קבוצת הנתונים
- 1990-01-01T00:00:00Z–2021-12-31T23:59:59Z
- מפיק קבוצת הנתונים
- תוכנית Biopama
- תגים
תיאור
ההיקף הגלובלי של מטעי דקל שמן בשנים 2016-2021 ברזולוציה של 10 מ', ושנת הנטיעה של דקל השמן בשנים 1990-2021 ברזולוציה של 30 מ'. קבוצת הנתונים מורכבת מ-609 משבצות רשת בגודל 100x100 ק"מ, שמכסות אזורים טרופיים וסובטרופיים שבהם מגדלים דקל שמן ברחבי העולם. היא ממפה 23.98 מיליון הקטאר של דקל שמן עם חופה סגורה (16.69 מיליון הקטאר [69.6%] תעשייתי ו-7.29 מיליון הקטאר [30.4%] של בעלי קרקעות קטנים), עם הערכת שטח מבוססת-דגימה של 16.82 ± 0.19 מיליון הקטאר תעשייתי ו-7.37 ± 0.25 מיליון הקטאר של בעלי קרקעות קטנים. שימו לב: למרות שטווח התאריכים של הקטלוג הוא 1990-2021 כדי לשקף את טווח שנות השתילה, האוסף הזה הוא פסיפס סטטי אחד ולא סדרת זמנים רב-זמנית.
מתודולוגיה
- היקף דקל השמן (
classification, 10 מ'): מפות שנתיות של דקל שמן עם חופה סגורה לשנים 2016-2021 נוצרו משילובים שנתיים של Sentinel-1 C-band SAR GRD עם קיטוב כפול (VV ו-VH) באמצעות רשת נוירונים מלאכותית (CNN) מסוג DeepLabv3+ (עמוד שדרה של MobileNetV2) שאומנה על 296 אזורים בגודל 10x10 ק"מ. הסצנות היומיות של Sentinel-1 תוקנו לפי זווית הפגיעה המקומית באמצעות SRTM v4 DEM, נאספו לתמונות מורכבות של חציון שנתי בנפרד למסלולים עולים ויורדים, וחושב הממוצע שלהן בשני המסלולים כדי למנוע פגמים בתמונות של פני השטח כשלמסלול אחד היו יותר מעברים. בניגוד לגרסה 1 (2019), ההחזרה האדומה של סנטינל-2 (תדר 4) לא נכללה כי הכיסוי השיטתי של סנטינל-2 ברמה 2A של אזורי דקל השמן לא היה זמין לפני 2019. כדי להשתמש שוב בארכיטקטורת DeepLabv3+ עם 3 ערוצים מגרסה 1, התמונות המורכבות של VV ו-VH נערמו עם ערוץ שלישי שמולא באפסים. - כדי לצמצם תוצאות חיוביות כוזבות (כמו מטעי קוקוס ושדות אורז), הוסתרו סיווגים חופפים של אדמה חקלאית, שטח בנוי, גוף מים, ביצה עשבונית ומנגרובים מ-ESA WorldCover 10 m v200, ולאחר מכן בוצע סינון חזותי ידני. בשלב העיבוד שלאחר מכן, 82 מתאי הרשת בגודל 100x100 ק"מ ממערך הנתונים של גרסה 1 משנת 2019 נמחקו (בעיקר אזורים של קוקוסים שזוהו בטעות במקסיקו, בהודו, בפיליפינים ובאינדונזיה), ונוספו תאי רשת חדשים של נקודות חמות (אנדרה פרדש בהודו, אגן קונגו, תאילנד ומרכז/דרום אמריקה) כדי להגיע ל-609 המשבצות.
- שש המפות השנתיות (2016-2021) מוזגו לשכבה סטטית אחת שמתעדפת את נוכחות דקל השמן: פיקסל מסומן כתעשייתי (
1) אם הוא סווג כתעשייתי בשנה כלשהי במהלך 2016-2021; אחרת, הוא מסומן כבעל קרקע קטן (2) אם הוא סווג כבעל קרקע קטן בשנה כלשהי במהלך 2016-2021; ואחרת, הוא מסומן ככיסוי קרקע אחר (0). - שנת הנטיעה (
planting_year, 30 מ'): נגזרת לכל הפיקסלים שמופו כדקל שמן (1או2) באמצעות סדרת זמנים של החזרת פני השטח ברמה 2, שכבה 1, אוסף 2 של Landsat-5, Landsat-7 ו-Landsat-8 ברזולוציה של 30 מ' מ-1990 עד 2021. מסווג מסוג Random Forest (יער אקראי) מתייג כל תצפית ברורה של Landsat כצמחייה, קרקע חשופה או ענן כדי לזהות את התאריך האחרון של הכנת הקרקע (LDLP) – התצפית האחרונה של קרקע חשופה שתואמת לפינוי הקרקע לפני סגירת החופה – שעברה החלקה באמצעות מסנן מצב מרחבי. שנת השתילה מוגדרת כשנה הקלנדרית עם הערך המינימלי של(NIR - SWIR2) / (NIR + SWIR2)בחלון של 5 השנים שלפני ה-LDLP (במאמר הוא נקרא Normalized Difference Water Index, NDWI (Gao, 1996), אבל הוא מחושב באמצעותSWIR2כמו תדרים 5 ו-7 של Landsat-8, שהיא הנוסחה הסטנדרטית של Normalized Burn Ratio [NBR] ונקראתminNBRבתיאור התדר של GeoTIFF המקורי). ברצועהplanting_year, הערכים נעים בין1989ל-2022(במקום בין1990ל-2021): מכיוון שהאלגוריתם בודק עד 5 שנים לפני ה-LDLP, מטעים שהוקמו לפני 1990 (ראו את ההערה למטה במגבלות לגבי צנזורה משמאל) מתועדים כ-1989(כ-7.5% מפיקסלים של דקל שמן ברחבי העולם, הערך הנפוץ ביותר בקבוצת הנתונים), ולחלק קטן מהפיקסלים (כ-0.04%) יש ערך של2022.
מגבלות
- עיכוב בזיהוי חופת יער סגורה והשמטה בשנים 2019-2021: מכ"ם מפתח סינתטי (SAR) של Sentinel-1 מזהה באופן מהימן דקלי שמן רק אחרי שחופת היער של החלקות נסגרת לחלוטין (בדרך כלל כ-3 שנים אחרי השתילה). לכן, מטעים צעירים חדשים שנשתלו בשנים 2019-2021 לא נכללים ברובם בשכבת ההיקף. פיקסלים עם הערך
planting_yearבשנים 2019-2021 מייצגים בעיקר נטיעה מחדש (רוטציה) של מטעים ישנים שכבר הייתה להם חופה סגורה בשנים 2016-2018 לפני שנכרתו, ואסור להשתמש בהם כדי למדוד התרחבות חדשה של דקל השמן או כריתת יערות בין 2019 ל-2021. - המחזור האחרון לעומת ההקמה הראשונית וצנזורה משמאל משנת 1989:
מכיוון שהאלגוריתם מזהה את אירוע פינוי הקרקע החשופה האחרון לפני 2021,
planting_yearמתעד את שנת ההקמה של החלקה הנוכחית נכון לשנת 2021. במטעים שעברו רוטציה (בדרך כלל כל 25 שנים בערך), הנתון הזה משקף את שנת השתילה מחדש האחרונה ולא את ההמרה הראשונית לדקל שמן. בנוסף,planting_yearהוא צנזורה משמאל ב-1989; כלומר פיקסלים עםplanting_year == 1989(~7.5% מפיקסלים של דקל שמן ברחבי העולם) מייצגים מטעים שהוקמו ב- או לפני 1989 ואין להתייחס אליהם כאל נטועים ממש בשנת 1989 כאשר מחשבים את גיל המטע. - המרת שימוש בקרקע לאחר פינוי: מכיוון שכלל המיזוג של 2016-2021 שומר כל פיקסל שזוהה כדקל שמן בשנה אחת לפחות, מטעים שנכרתו בין 2016 ל-2021 ולאחר מכן הוסבו לשימוש אחר בקרקע עדיין מסווגים כדקל שמן.
- השמטה של דקלי שמן עם חופת יער פתוחה ודקלי שמן חצי-פראיים: רשת ה-CNN ממפה רק חלקות עם חופת יער סגורה, ומשמיטה במידה רבה מטעים מסורתיים, מפוזרים או חצי-פראיים של דקלי שמן (במיוחד במערב אפריקה, כמו בניגריה), וגם חלקות עם חופות יער פתוחות שנגרמו כתוצאה משריפה, משיטפון, ממחלה או מגידולים משולבים בחקלאות יערנית.
- דיוק נמוך יותר במטעים של בעלי קרקעות קטנות: בכל 6,843 התצפיות של אמת קרקע (ground truth) על שנת הנטיעה, ה-RMSE הכולל של שנת הנטיעה הוא 2.65 שנים (שגיאה ממוצעת = -0.24 שנים, R^2 = 0.86). בהשוואה לפרשנות חזותית של סדרת הזמן של Landsat (n = 841 נקודות), ההתאמה לשנה המדויקת של Random Forest LDLP הייתה רק 59.6% בסך הכול (64.8% תעשייתי, 44.0% בעלי קרקעות קטנות; 76.3% בטווח של ±3 שנים). במטעים של בעלי קרקעות קטנות, דיוק הסיווג נמוך יותר (דיוק היצרן 71.7%, דיוק המשתמש 72.4%) והשגיאה בשנה הנטיעה גבוהה יותר (RMSE = 4.89 שנים, ומגיעה ל-7.01 שנים בקמרון) בהשוואה למטעים תעשייתיים (דיוק היצרן 91.0%, דיוק המשתמש 91.8%, RMSE של שנת הנטיעה = 2.02 שנים). הדיוק של שנת השתילה של בעלי קרקעות קטנות נפגע בגלל פיקסלים מעורבים של 30 מ' לאורך גבולות לא סדירים של חלקות, שתילה רב-שנתית רציפה ו"שתילה מתחת" (שתילת שתילים מתחת לדקלים ישנים לפני כריתה, כדי להימנע משלב של אדמה חשופה).
- כיסוי גיאוגרפי מצומצם של אימות בשטח: האימות בשטח של
planting_yearכלל כיסוי גיאוגרפי מצומצם: רק 3 מדינות למטעים תעשייתיים (ברזיל, גבון, אינדונזיה) ו-2 מדינות לבעלי קרקעות קטנות (קמרון ואינדונזיה, 93.5% נאספו על ידי חברה אחת באמצעות ראיונות עם בעלים, שגם כפופים לשגיאות זיכרון של הבעלים לגבי חלקות ישנות יותר), ללא אימות בשטח במלזיה, בתאילנד, בהודו או באזורי ייצור אחרים. - חוסר התאמה ברזולוציה והיסט רשת בין פסים: מכיוון ש-
classificationהוא 10 מ' ו-planting_yearהוא 30 מ' (עם היסט מקור של 20 מ' בקצה המערבי בין רשתות GeoTIFF המקוריות), לכ-5% מפיקסלים של 10 מ' של דקל שמן לאורך קצוות המטע חסר ערךplanting_year, ופיקסלים של 30 מ' שלplanting_yearלאורך הגבולות יכולים לזלוג לפיקסלים סמוכים של 10 מ' שאינם של דקל שמן (0). - ארטיפקטים אזוריים מעננים ועונתיות: כיסוי עננים מתמשך וכיסוי דליל של ארכיון Landsat מלפני 2013 באזור קו המשווה ובמערב אפריקה (למשל, קמרון, גבון, אגן קונגו) מגבירים את אי-הוודאות לגבי שנת השתילה.
באזורים עם עונות יבשות חזקות (במיוחד אנדרה פרדש בהודו, תאילנד וסולאווסי באינדונזיה), ירידות עונתיות ב-NDWI יכולות להפעיל זיהויים שגויים של קרקע חשופה, ולהטות את
planting_yearלשנים האחרונות מדי.
תחום תדרים
תחום תדרים
גודל הפיקסל: משתנה
| שם | מינימום | מקסימום | גודל הפיקסל | תיאור |
|---|---|---|---|---|
classification |
10 מטרים | סיווג סוגי מטעים של דקל השמן |
||
planting_year |
1989 | 2022 | 30 מטרים | השנה המשוערת שבה הוקם המטע |
טבלת סיווג של classification
| ערך | צבע | תיאור |
|---|---|---|
| 0 | #18181b | כיסויי קרקע אחרים שאינם דקל שמן |
| 1 | #d97706 | מטעי דקל שמן תעשייתיים עם חופת עצים סגורה |
| 2 | #06b6d4 | מטעי דקל שמן עם חופה סגורה של בעלי קרקעות קטנים |
תנאים והגבלות
תנאים והגבלות
ציטוטים ביבליוגרפיים
ציטוטים ביבליוגרפיים:
Descals, A., Gaveau, D. L., Wich, S., Szantoi, Z., and Meijaard, E. (2024). מיפוי גלובלי של שנת הנטיעה של דקל השמן מ-1990 עד 2021. Earth System Science Data, 16(11), 5111-5129. doi:10.5194/essd-16-5111-2024
מזהי DOI
סיור עם פלטפורמת Earth Engine
עורך קוד (JavaScript)
var dataset = ee.ImageCollection('BIOPAMA/GlobalOilPalm/v1_2'); // Band 1: Oil palm plantation type classification (10 m resolution) // 0: Other land covers that are not oil palm // 1: Industrial closed-canopy oil palm plantations // 2: Smallholder closed-canopy oil palm plantations var classification = dataset.select('classification').mosaic(); var classificationVis = { min: 0.0, max: 2.0, palette: ['18181b', 'd97706', '06b6d4'], }; // Create a mask to add transparency to non-oil palm plantation class pixels. var mask = classification.neq(0); mask = mask.where(mask.eq(0), 0.6); // Band 2: Year of plantation establishment (1989-2022, 30 m resolution) var plantingYear = dataset.select('planting_year').mosaic(); // Visualize planting year separately for industrial (warm amber/gold) and // smallholder (cool navy/cyan) plantations over a dark background. var industrialYearVis = { min: 1989.0, max: 2022.0, palette: ['451a03', '92400e', 'd97706', 'f59e0b', 'fef08a'], }; var smallholderYearVis = { min: 1989.0, max: 2022.0, palette: ['082f49', '0369a1', '06b6d4', '38bdf8', 'cffafe'], }; var background = ee.Image.rgb(24, 24, 27).visualize({min: 0, max: 255}); var industrialYear = plantingYear .updateMask(classification.eq(1)) .visualize(industrialYearVis); var smallholderYear = plantingYear .updateMask(classification.eq(2)) .visualize(smallholderYearVis); var composite = ee.ImageCollection([ background, industrialYear, smallholderYear, ]).mosaic(); Map.setCenter(101.31, 1.1, 11); Map.addLayer(composite, {}, 'Oil Palm Planting Year by Class (1989-2022)'); Map.addLayer( industrialYear, {}, 'Industrial Planting Year (1989-2022)', false); Map.addLayer( smallholderYear, {}, 'Smallholder Planting Year (1989-2022)', false); Map.addLayer( classification.updateMask(mask), classificationVis, 'Oil Palm Classification', false);