Global Oil Palm Extent and Planting Year (1990-2021) v1.2

BIOPAMA/GlobalOilPalm/v1_2
Disponibilità set di dati
1990-01-01T00:00:00Z–2021-12-31T23:59:59Z
Producer del set di dati
Snippet Earth Engine
ee.ImageCollection("BIOPAMA/GlobalOilPalm/v1_2")
Tag
agriculture biodiversity conservation crop global landcover landuse landuse-landcover palm plantation
biopama

Descrizione

Estensione globale della palma da olio per il periodo 2016-2021 con risoluzione di 10 m e anno di piantagione della palma da olio dal 1990 al 2021 con risoluzione di 30 m. Il set di dati è composto da 609 riquadri di griglia di 100 x 100 km che coprono le regioni tropicali e subtropicali di coltivazione della palma da olio in tutto il mondo, mappando 23,98 Mha di palma da olio a canopea chiusa (16,69 Mha [69,6%] industriale e 7,29 Mha [30,4%] di piccoli proprietari), con una stima dell'area basata su campioni di 16,82 ± 0,19 Mha industriale e 7,37 ± 0,25 Mha di piccoli proprietari. Tieni presente che, sebbene l'intervallo di tempo del catalogo vada dal 1990 al 2021 per riflettere l'intervallo dell'anno di piantagione, questa raccolta è un singolo mosaico statico anziché una serie temporale multitemporale.

Metodologia

  • Oil Palm Extent (classification, 10 m): le mappe annuali della palma da olio a canopea chiusa per il periodo 2016-2021 sono state generate da compositi annuali a doppia polarizzazione (VV e VH) Sentinel-1 C-band SAR GRD utilizzando una rete neurale convoluzionale (CNN) DeepLabv3+ (backbone MobileNetV2) addestrata su 296 regioni di 10x10 km. Le scene giornaliere di Sentinel-1 sono state corrette per l'angolo di incidenza locale utilizzando il DEM SRTM v4, aggregate in compositi mediani annuali separatamente per le orbite ascendenti e discendenti e mediate su entrambe le orbite per evitare artefatti del terreno quando un'orbita aveva più passaggi. A differenza della versione 1 (2019), la riflettanza rossa di Sentinel-2 (banda 4) è stata esclusa perché la copertura sistematica di Sentinel-2 Level-2A delle regioni con palme da olio non era disponibile prima del 2019. Per riutilizzare l'architettura DeepLabv3+ a 3 canali della versione 1, i compositi VV e VH sono stati impilati con un terzo canale riempito di zeri.
  • Per ridurre i falsi positivi (come piantagioni di cocco e risaie), sono state escluse le classi sovrapposte di terreni coltivati, aree edificate, corpi idrici, zone umide erbacee e mangrovie di ESA WorldCover 10 m v200, seguite da uno screening visivo manuale. In fase di post-elaborazione, sono state scartate 82 celle della griglia di 100 x 100 km del set di dati v1 del 2019 (per lo più regioni di cocco falsi positivi in Messico, India, Filippine e Indonesia), mentre sono state aggiunte nuove celle della griglia di hotspot (Andhra Pradesh in India, bacino del Congo, Thailandia e America centrale/meridionale) per arrivare ai 609 riquadri.
  • Le sei mappe annuali (2016-2021) sono state unite in un unico livello statico che dà priorità alla presenza di palme da olio: un pixel viene etichettato come industriale (1) se classificato come industriale in un anno qualsiasi nel periodo 2016-2021; altrimenti, viene etichettato come piccolo proprietario (2) se classificato come piccolo proprietario in un anno qualsiasi nel periodo 2016-2021; altrimenti, viene etichettato come altra copertura del suolo (0).
  • Planting Year (planting_year, 30 m): derivato per tutti i pixel mappati come palma da olio (1 o 2) utilizzando le serie temporali di riflettanza superficiale di livello 2 di livello 1 della raccolta 2 di Landsat-5, Landsat-7 e Landsat-8 da 30 m dal 1990 al 2021. Un classificatore Random Forest ha etichettato ogni osservazione Landsat chiara come vegetazione, terreno nudo o nuvola per identificare l'ultima data di preparazione del terreno (LDLP), ovvero l'osservazione finale del terreno nudo corrispondente al disboscamento prima della chiusura della canopea, con un filtro di modalità spaziale. L'anno di piantagione è definito come l'anno di calendario con il valore minimo di (NIR - SWIR2) / (NIR + SWIR2) nella finestra di 5 anni precedente all'LDLP (indicato come Normalized Difference Water Index, NDWI (Gao, 1996), nel paper, sebbene calcolato con SWIR2 come le bande 5 e 7 di Landsat-8, che è la formula standard del Normalized Burn Ratio [NBR] e denominato minNBR nella descrizione della banda GeoTIFF di origine). Nella banda planting_year, i valori vanno da 1989 a 2022 (anziché da 1990 a 2021): poiché l'algoritmo esamina fino a 5 anni prima dell'LDLP, le piantagioni stabilite prima del 1990 (vedi la nota di seguito nelle limitazioni sulla censura a sinistra) vengono registrate come 1989 (~7,5% dei pixel di palma da olio a livello globale, il singolo valore più frequente nel set di dati) e una piccola frazione di pixel (~0,04%) ha il valore 2022.

Limitazioni

  • Ritardo nel rilevamento della chiusura della canopea e omissione nel periodo 2019-2021: il SAR Sentinel-1 rileva in modo affidabile la palma da olio solo dopo che le piantagioni raggiungono la chiusura completa della canopea (in genere circa 3 anni dopo la piantagione). Di conseguenza, le nuove piantagioni giovani piantate nel periodo 2019-2021 sono in gran parte omesse dal livello di estensione. I pixel con planting_year nel periodo 2019-2021 rappresentano principalmente il reimpianto (rotazione) di piantagioni più vecchie che avevano già una chioma chiusa nel periodo 2016-2018 prima di essere tagliate a raso e non devono essere utilizzati per misurare la nuova espansione della palma da olio o la deforestazione tra il 2019 e il 2021.
  • Ultima rotazione rispetto all'impianto iniziale e censura a sinistra del 1989: poiché l'algoritmo rileva l'ultimo evento di disboscamento di terreni nudi prima del 2021, planting_year registra l'anno di impianto del popolamento attuale a partire dal 2021. Nelle piantagioni che hanno subito una rotazione (in genere ogni ~25 anni), questo riflette l'anno di reimpianto più recente anziché la conversione iniziale alla palma da olio. Inoltre, planting_year è censurato a sinistra a 1989; ciò significa che i pixel con planting_year == 1989 (~7,5% dei pixel di palma da olio a livello globale) rappresentano piantagioni stabilite nel 1989 o prima e non devono essere trattati come piantati letteralmente nel 1989 quando si calcola l'età della piantagione.
  • Conversione dell'uso del suolo dopo il disboscamento: poiché la regola di unione 2016-2021 conserva tutti i pixel rilevati come palma da olio in almeno un anno, le piantagioni disboscate tra il 2016 e il 2021 e successivamente convertite in un uso del suolo diverso rimangono classificate come palma da olio.
  • Omissione di palme da olio a chioma aperta e semi-selvatiche: la CNN mappa solo i popolamenti a chioma chiusa e omette in gran parte i palmeti da olio tradizionali, sparsi o semi-selvatici di sussistenza (in particolare nell'Africa occidentale, come in Nigeria), nonché i popolamenti a chioma aperta causati da incendi, inondazioni, malattie o consociazione agroforestale.
  • Precisione inferiore nelle piantagioni di piccoli proprietari: in tutte le 6843 osservazioni dell'anno di piantagione basate su dati di fatto, l'RMSE complessivo dell'anno di piantagione è di 2,65 anni (errore medio = -0,24 anni, R^2 = 0,86). Rispetto all'interpretazione visiva delle serie temporali Landsat (n = 841 punti), la corrispondenza dell'anno esatto del modello Random Forest LDLP è stata solo del 59,6% complessivo (64,8% industriale, 44,0% piccoli proprietari; 76,3% entro ±3 anni). Le piantagioni dei piccoli proprietari hanno un'accuratezza di classificazione inferiore (accuratezza del produttore 71,7%, accuratezza dell'utente 72,4%) e un errore dell'anno di piantagione più elevato (RMSE = 4,89 anni, raggiungendo 7,01 anni in Camerun) rispetto alle piantagioni industriali (accuratezza del produttore 91,0%, accuratezza dell'utente 91,8%, RMSE dell'anno di piantagione = 2,02 anni). L'accuratezza dell'anno di piantagione dei piccoli proprietari è ridotta da pixel misti di 30 m lungo i confini irregolari dei lotti, dalla piantagione sequenziale pluriennale e dalla "piantagione sotto" (piantagione di piantine sotto le vecchie palme prima dell'abbattimento, che evita una fase di terreno nudo).
  • Copertura geografica limitata della convalida sul campo: la convalida sul campo di planting_year aveva una copertura geografica limitata: solo 3 paesi per le piantagioni industriali (Brasile, Gabon, Indonesia) e 2 paesi per i piccoli proprietari (Camerun e Indonesia, 93, 5% raccolto da una singola azienda tramite interviste ai proprietari, che sono anche soggette a errori di memoria dei proprietari sui lotti più vecchi), senza convalida sul campo in Malaysia, Thailandia, India o altre regioni di produzione.
  • Mancata corrispondenza della risoluzione e offset della griglia tra le bande: poiché classification è a 10 m e planting_year è a 30 m (con un offset di origine del bordo occidentale di 20 m tra le griglie GeoTIFF di origine), circa il 5% dei pixel di palma da olio di 10 m lungo i bordi della piantagione non ha un valore planting_year e i pixel planting_year di 30 m lungo i confini possono riversarsi sui pixel adiacenti di 10 m non di palma da olio (0).
  • Artefatti regionali dovuti a nuvole e stagionalità: la copertura nuvolosa persistente e la copertura sparsa dell'archivio Landsat precedente al 2013 nell'Africa equatoriale e occidentale (ad es. Camerun, Gabon, bacino del Congo) aumentano l'incertezza sull'anno di piantagione. Nelle regioni con stagioni secche intense (in particolare Andhra Pradesh in India, Thailandia e Sulawesi in Indonesia), i cali stagionali dell'NDWI possono attivare rilevamenti errati di terreni nudi, influenzando planting_year verso anni troppo recenti.

Bande

Bande

Dimensioni in pixel: variabili

Nome Min Max Dimensioni pixel Descrizione
classification 10 metri

Classificazione del tipo di piantagione di palma da olio
planting_year 1989 2022 30 metri

Anno stimato di creazione della piantagione

Tabella delle classi di classificazione

Valore Colore Descrizione
0 #18181b

Altre coperture del suolo che non sono palme da olio
1 #d97706

Piantagioni industriali di palma da olio a canopea chiusa
2 #06b6d4

Piantagioni di palma da olio a chioma chiusa di piccoli proprietari

Termini e condizioni d'uso

Termini e condizioni d'uso

CC-BY-4.0

Citazioni

Citazioni:

  • Descals, A., Gaveau, D. L., Wich, S., Szantoi, Z., and Meijaard, E. (2024). Mappatura globale dell'anno di piantagione della palma da olio dal 1990 al 2021. Earth System Science Data, 16(11), 5111-5129. doi:10.5194/essd-16-5111-2024

DOI

Esplora con Earth Engine

Editor di codice (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);
Apri nell'editor di codice
Estensione globale della palma da olio per il periodo 2016-2021 con una risoluzione di 10 m e anno di piantagione della palma da olio dal 1990 al 2021 con una risoluzione di 30 m. Il set di dati è composto da 609 riquadri di griglia di 100 x 100 km che coprono le regioni tropicali e subtropicali di coltivazione della palma da olio in tutto il mondo, mappando 23,98 Mha di palma da olio a chioma chiusa (16,69 Mha [69,6%] industriale…
BIOPAMA/GlobalOilPalm/v1_2, agriculture,biodiversity,conservation,crop,global,landcover,landuse,landuse-landcover,palm,plantation
1990-01-01T00:00:00Z/2021-12-31T23:59:59Z
-90 -180 90 180
Google Earth Engine