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

BIOPAMA/GlobalOilPalm/v1_2
利用可能なデータセットの期間
1990-01-01T00:00:00Z–2021-12-31T23:59:59Z
データセット プロデューサー
Earth Engine スニペット
ee.ImageCollection("BIOPAMA/GlobalOilPalm/v1_2")
タグ
農業
生物学的多様性
biopama
自然保護
切り抜き
global
土地被覆
landuse
landuse-landcover
Palm
プランテーション

説明

2016 ~ 2021 年の全球のアブラヤシの範囲(10 m 解像度)と、1990 ~ 2021 年のアブラヤシの植栽年(30 m 解像度)。このデータセットは、世界中の熱帯および亜熱帯のアブラヤシ栽培地域をカバーする 609 個の 100x100 km グリッドタイルで構成されています。2,398 万ヘクタールの閉鎖林冠アブラヤシ(1,669 万ヘクタール [69.6%] が産業用、729 万ヘクタール [30.4%] が小規模農家)をマッピングし、サンプルベースの面積推定値は産業用が 1,682 ± 19 万ヘクタール、小規模農家が 737 ± 25 万ヘクタールです。カタログの期間は植栽年の範囲を反映して 1990 ~ 2021 年にわたりますが、このコレクションはマルチテンポラルな時系列ではなく、単一の静的なモザイクです。

手法

  • アブラヤシの範囲(classification、10 m): 2016 ~ 2021 年の年間クローズド キャノピー アブラヤシ マップは、296 の 10x10 km 領域でトレーニングされた DeepLabv3+(MobileNetV2 バックボーン)畳み込みニューラル ネットワーク(CNN)を使用して、Sentinel-1 C バンド SAR GRD デュアル偏波(VV と VH)年間コンポジットから生成されました。毎日の Sentinel-1 シーンは、SRTM v4 DEM を使用してローカル入射角を補正し、昇交軌道と降交軌道ごとに年間のメディアン コンポジットに集約し、両方の軌道で平均化して、1 つの軌道でより多くのパスがある場合に地形アーティファクトを回避しました。v1(2019)とは異なり、Sentinel-2 の赤色反射率(バンド 4)は除外されました。これは、2019 年より前は、アブラヤシ地域の Sentinel-2 レベル 2A の体系的なカバレッジが利用できなかったためです。v1 の 3 チャンネル DeepLabv3+ アーキテクチャを再利用するために、VV と VH のコンポジットは、ゼロで埋められた 3 番目のチャンネルとスタックされました。
  • 偽陽性(ココナッツ プランテーションや水田など)を減らすため、ESA WorldCover 10 m v200 の農地、市街地、水域、草本湿地、マングローブのクラスの重複部分をマスクアウトし、その後、手動で目視スクリーニングを行いました。後処理では、2019 v1 データセットの 100x100 km グリッドセルのうち 82 個が破棄され(主にメキシコ、インド、フィリピン、インドネシアのココナッツ地域の偽陽性)、新しいホットスポット グリッドセル(インドのアンドラ プラデシュ、コンゴ盆地、タイ、中南米)が追加されて 609 個のタイルになりました。
  • 6 つの年間マップ(2016 ~ 2021 年)は、アブラヤシの存在を優先して 1 つの静的レイヤに統合されました。2016 ~ 2021 年のいずれかの年に産業用として分類された場合は、ピクセルに産業用(1)というラベルが付けられます。それ以外の場合、2016 ~ 2021 年のいずれかの年に小規模農家として分類された場合は、小規模農家(2)というラベルが付けられます。それ以外の場合は、その他の土地被覆(0)というラベルが付けられます。
  • 植栽年(planting_year、30 m): 1990 年から 2021 年までの 30 m の Landsat-5、Landsat-7、Landsat-8 Collection 2 Tier 1 Level-2 地表反射率時系列を使用して、アブラヤシ(1 または 2)としてマッピングされたすべてのピクセルから導出。ランダム フォレスト分類器は、各クリアな Landsat 観測を植生、裸地、雲としてラベル付けし、土地準備の最終日(LDLP)を特定します。これは、キャノピー閉鎖前の土地開墾に対応する最終的な裸地観測であり、空間モード フィルタで平滑化されます。植栽年は、LDLP に先行する 5 年間のウィンドウ内で (NIR - SWIR2) / (NIR + SWIR2) が最小となる暦年として定義されます(論文では正規化差分水指数 NDWI (Gao, 1996) と呼ばれていますが、Landsat-8 バンド 5 や 7 などの SWIR2 を使用して計算されます。これは標準の正規化燃焼比 [NBR] 式であり、ソース GeoTIFF バンドの説明では minNBR と呼ばれています)。planting_year バンドでは、値は 1989 から 2022(1990 から 2021 ではなく)にわたります。アルゴリズムは LDLP の 5 年前まで遡るため、1990 年より前に設立されたプランテーション(左打ち切りに関する制限事項については、以下の注を参照)は 1989(世界のアブラヤシ ピクセルの約 7.5%、データセットで最も頻繁に発生する単一の値)として記録され、ピクセルのごく一部(約 0.04%)は 2022 の値になります。

制限事項

  • クローズド キャノピー検出の遅延と 2019 ~ 2021 年の除外: Sentinel-1 SAR は、林分が完全にキャノピーを閉じた後(通常は植栽から約 3 年後)にのみ、アブラヤシを確実に検出します。そのため、2019 ~ 2021 年に新たに植林された若いプランテーションは、範囲レイヤから大部分が除外されています。2019 ~ 2021 年に planting_year を含むピクセルは、主に、2016 ~ 2018 年にすでにキャノピーが閉じていた古いプランテーションの再植林(ローテーション)を表しています。2019 ~ 2021 年の新しいアブラヤシの拡大や森林伐採の測定には使用しないでください。
  • 最後のローテーションと初期の確立、1989 年の左打ち切り: アルゴリズムは 2021 年より前の最後の裸地伐採イベントを検出するため、planting_year は 2021 年時点の現在の林分の確立年を記録します。ローテーション(通常は約 25 年ごと)が行われたプランテーションでは、アブラヤシへの最初の転換ではなく、直近の植え替え年が反映されます。さらに、planting_year は 1989 で左打ち切りされています。つまり、planting_year == 1989 のピクセル(世界のアブラヤシ ピクセルの約 7.5%)は、1989 年以前に設立されたプランテーションを表しており、プランテーションの年齢を計算する際に、文字どおり 1989 年に植えられたものとして扱うべきではありません。
  • 伐採後の土地利用転換: 2016 ~ 2021 年の統合ルールでは、少なくとも 1 年間にアブラヤシとして検出されたピクセルが保持されるため、2016 ~ 2021 年に皆伐され、その後別の土地利用に転換されたプランテーションは、引き続きアブラヤシとして分類されます。
  • オープン キャノピーと半野生のアブラヤシの除外: CNN は、クローズド キャノピーの林分のみをマッピングし、伝統的な、散在する、または自給自足の半野生のアブラヤシの林分(特にナイジェリアなどの西アフリカ)や、火災、洪水、病気、アグロフォレストリーの混作によって生じたオープン キャノピーの林分を大幅に除外しています。
  • 小規模農家のプランテーションでの精度が低い: 6,843 件のグラウンド トゥルースの植栽年の観測全体で、植栽年の RMSE は 2.65 年(平均誤差 = -0.24 年、R^2 = 0.86)です。Landsat 時系列の視覚的解釈(n = 841 ポイント)と比較すると、ランダム フォレスト LDLP の正確な年の合致率は全体で 59.6%(産業用 64.8%、小規模農家 44.0%、±3 年以内 76.3%)にすぎませんでした。小規模農家のプランテーションは、工業用プランテーション(生産者の精度 91.0%、ユーザーの精度 91.8%、植栽年の RMSE = 2.02 年)よりも分類精度が低く(生産者の精度 71.7%、ユーザーの精度 72.4%)、植栽年の誤差が大きくなっています(RMSE = 4.89 年、カメルーンでは 7.01 年に達しています)。小規模農家の植栽年の精度は、不規則な区画境界に沿った 30 m の混合ピクセル、複数年の連続植栽、および「アンダープランティング」(伐採前に古いヤシの下に苗木を植えることで、裸地段階を回避する)によって低下します。
  • フィールド検証の地理的範囲が狭い: planting_year のフィールド検証は地理的範囲が狭く、工業用プランテーションでは 3 か国(ブラジル、ガボン、インドネシア)、小規模農家では 2 か国(カメルーンとインドネシア、93.5% は 1 社が所有者へのインタビューを通じて収集。古い林分では所有者の記憶違いによるエラーも発生)のみでした。マレーシア、タイ、インド、その他の生産地域ではフィールド検証は行われていません。
  • バンド間の解像度の不一致とグリッド オフセット: classification は 10 m、planting_year は 30 m(ソース GeoTIFF グリッド間の西端の原点オフセットは 20 m)であるため、プランテーションの端に沿った 10 m のアブラヤシ ピクセルの約 5% に planting_year 値がなく、境界に沿った 30 m の planting_year ピクセルが隣接する 10 m の非アブラヤシ(0)ピクセルに流出する可能性があります。
  • 雲と季節性による地域的なアーティファクト: 赤道アフリカと西アフリカ(カメルーン、ガボン、コンゴ盆地など)では、雲が常に存在し、2013 年以前の Landsat アーカイブのカバー範囲がまばらであるため、植栽年の不確実性が高まります。乾季が強い地域(特にインドのアーンドラ プラデーシュ州、タイ、インドネシアのスラウェシ島)では、NDWI の季節的な低下により、誤った裸地検出がトリガーされ、planting_year が過度に最近の年に偏る可能性があります。

バンド

バンド

ピクセルサイズ: 異なる

名前 最小 最大 ピクセルサイズ 説明
classification 10 メートル

アブラヤシ プランテーションのタイプ分類

planting_year 1989 2022 30 メートル

プランテーションが設立された推定年

分類クラス テーブル

値 色 説明
0 #696969

アブラヤシ以外の土地被覆

1 #ff0000

工業用クローズド キャノピー オイルパーム プランテーション

2 #ef00ff

小規模農家の閉鎖林冠アブラヤシ プランテーション

利用規約

利用規約

CC-BY-4.0

引用

引用:
  • Descals, A.、Gaveau, D. L., Wich, S.、Szantoi, Z.、Meijaard, E. (2024 年)。 1990 年から 2021 年までのアブラヤシの植栽年のグローバル マッピング。Earth System Science Data、16(11)、5111-5129。doi:10.5194/essd-16-5111-2024

DOI

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コードエディタ(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: ['696969', 'ff0000', 'ef00ff'],
};

// 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();
var yearVis = {
  min: 1989.0,
  max: 2022.0,
  palette: ['ffffb2', 'fecc5c', 'fd8d3c', 'f03b20', 'bd0026'],
};

Map.setCenter(101.7, 3.1, 10);
Map.addLayer(
    classification.updateMask(mask), classificationVis,
    'Oil Palm Classification');
Map.addLayer(plantingYear, yearVis, 'Planting Year (1989-2022)', false);
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