- Доступность набора данных
- 1985-06-01T00:00:00Z–2020-09-30T00:00:00Z
- Поставщик набора данных
- Центр геопространственных технологий и приложений (GTAC) Лесной службы США (USFS)
- Теги
Описание
Этот продукт является частью набора данных Системы мониторинга изменений ландшафта (LCMS). Она показывает смоделированные LCMS изменения, почвенный покров и/или классы землепользования для каждого года. Эта версия LCMS охватывает континентальную часть США и юго-восточную Аляску.
LCMS – это система дистанционного зондирования для картографирования и мониторинга изменений ландшафта на территории США. Цель проекта – разработать согласованный подход с использованием новейших технологий и достижений в области обнаружения изменений, чтобы создать "наилучшую доступную" карту изменений ландшафта.
Выходные данные включают три ежегодных продукта: изменения, почвенный покров и землепользование. Изменения касаются растительного покрова и включают медленную потерю, быструю потерю (которая также включает гидрологические изменения, такие как затопление или высыхание) и прирост. Эти значения прогнозируются для каждого года временного ряда Landsat и служат основой для LCMS. Карты почвенно-растительного покрова и землепользования отражают почвенно-растительный покров на уровне жизненных форм и землепользование на широком уровне для каждого года.
Поскольку ни один алгоритм не работает лучше всего во всех ситуациях, LCMS использует ансамбль моделей в качестве предикторов, что повышает точность карты в ряде экосистем и процессов изменений (Healey et al., 2018). Полученный набор карт изменений, почвенного покрова и землепользования LCMS дает целостное представление об изменениях ландшафта в США за последние четыре десятилетия.
Слои прогнозирования для модели LCMS включают годовые композиты Landsat и Sentinel 2, выходные данные алгоритмов обнаружения изменений LandTrendr и CCDC, а также информацию о рельефе. Доступ к этим компонентам и их обработка осуществляются с помощью Google Earth Engine (Gorelick et al., 2017).
Для создания годовых композитных изображений используются алгоритмы cFmask (Zhu and Woodcock 2012), cloudScore и TDOM (Chastain et al., 2019) методы маскирования облаков и теней облаков применяются к данным об отражательной способности верхней границы атмосферы Landsat Tier 1 и Sentinel 2a и 2b Level-1C. Затем вычисляется годовой медоид, чтобы обобщить каждый год в единый композит.
Составной временной ряд сегментируется по времени с помощью LandTrendr (Kennedy et al., 2010; Kennedy et al., 2018; Cohen et al., 2018).
Все значения, не относящиеся к облакам и их теням, также сегментируются по времени с помощью алгоритма CCDC (Zhu and Woodcock, 2014).
В качестве независимых переменных-предикторов в модели Random Forest (Breiman, 2001) используются необработанные составные значения, подобранные значения LandTrendr, попарные различия, продолжительность сегмента, величина изменения и наклон, а также синусоидальные и косинусоидальные коэффициенты CCDC на 1 сентября (первые 3 гармоники), подобранные значения и попарные различия, а также высота, наклон, синус аспекта, косинус аспекта и индексы топографического положения (Weiss, 2001) из Национального набора данных о высоте (NED).
Контрольные данные собираются с помощью TimeSync – веб-инструмента, который помогает аналитикам визуализировать и интерпретировать данные Landsat с 1984 года по настоящее время (Cohen et al., 2010).
Дополнительные ресурсы
LCMS Data Explorer – это веб-версия приложения, которое позволяет просматривать, анализировать, обобщать и скачивать данные LCMS.
Подробную информацию о методах и оценке точности можно найти в кратком руководстве по методам LCMS, а скачать данные, метаданные и сопроводительные документы – в клиринговой палате геоданных LCMS.
Если у вас есть вопросы или вам нужны определенные данные, напишите на адрес sm.fs.lcms@usda.gov.
Breiman, L., 2001. Машинное обучение. Springer, 45(3): 261-277 doi:10.1023/a:1017934522171
Chastain, R., Housman, I., Goldstein, J., Finco, M., and Tenneson, K., 2019 г. Эмпирическое сравнение спектральных характеристик верхней границы атмосферы над континентальной частью США, полученных с помощью датчиков Sentinel-2A и 2B MSI, Landsat-8 OLI и Landsat-7 ETM. In Remote Sensing of Environment. Science Direct, 221: 274-285 doi:10.1016/j.rse.2018.11.012
Cohen, W. B., Yang, Z., and Kennedy, R., 2010. Detecting trends in forest disturbance and recovery using yearly Landsat time series: 2. TimeSync – инструменты для калибровки и проверки. In Remote Sensing of Environment. Science Direct, 114(12): 2911-2924 doi:10.1016/j.rse.2010.07.010
Cohen, W. B., Yang, Z., Healey, S. П. Kennedy, R. E., and Gorelick, N., 2018 г. Мультиспектральный ансамбль LandTrendr для обнаружения нарушений в лесах. In Remote Sensing of Environment. Science Direct, 205: 131-140 doi:10.1016/j.rse.2017.11.015
Healey, S. П. Cohen, W. B., Yang, Z., Kenneth Brewer, C., Brooks, E. B., Gorelick, N., Hernandez, A. J., Huang, C., Joseph Hughes, M., Kennedy, R. E., Loveland, T. R., Moisen, G. G., Schroeder, T. A., Stehman, S. V., Vogelmann, J. E., Woodcock, C. E., Yang, L., and Zhu, Z., 2018 г. Картирование изменений лесного покрова с помощью стекинга: ансамблевый подход. In Remote Sensing of Environment. Science Direct, 204: 717-728 doi:10.1016/j.rse.2017.09.029
Kennedy, R. E., Yang, Z., and Cohen, W. B., 2010. Выявление тенденций в нарушении и восстановлении лесов с использованием ежегодных временных рядов Landsat: 1. LandTrendr – алгоритмы временной сегментации. In Remote Sensing of Environment. Science Direct, 114(12): 2897-2910 doi:10.1016/j.rse.2010.07.008
Kennedy, R., Yang, Z., Gorelick, N., Braaten, J., Cavalcante, L., Cohen, W., and Healey, S., 2018 г. Реализация алгоритма LandTrendr в Google Earth Engine. In Remote Sensing. MDPI, 10(5): 691 doi:10.3390/rs10050691
Weiss, A.D., 2001. Topographic position and landforms analysis Poster Presentation, ESRI Users Conference, San Diego, CA.
Zhu, Z., and Woodcock, C. E. (2012). Обнаружение облаков и их теней на снимках Landsat на основе объектов. In Remote Sensing of Environment. Science Direct, 118: 83-94 doi:10.1016/j.rse.2011.10.028
Zhu, Z., and Woodcock, C. E., 2014 г. Непрерывное обнаружение изменений и классификация почвенного покрова с использованием всех доступных данных Landsat. In Remote Sensing of Environment. Science Direct, 144: 152-171 doi:10.1016/j.rse.2014.01.011
Диапазоны частот
Диапазоны частот
Размер пикселя: 30 метров (все диапазоны)
| Название | Размер пикселя | Описание |
|---|---|---|
Change |
30 метров | Final thematic LCMS change product. Для каждого года на карте отмечены три класса изменений: медленная потеря, быстрая потеря и прирост. Каждый класс прогнозируется с помощью отдельной модели случайного леса, которая выводит вероятность (долю деревьев в модели случайного леса) того, что пиксель принадлежит к этому классу. Из-за этого отдельные пиксели имеют три разных выходных данных модели для каждого года. Итоговые классы присваиваются классу изменений с наибольшей вероятностью, которая также превышает заданный порог. Пиксели, значения которых не превышают пороговые, относятся к классу Stable. |
Land_Cover |
30 метров | Итоговый тематический продукт LCMS по почвенно-растительному покрову. Всего на карте ежегодно отображается 14 классов почвенно-растительного покрова. Для этого используются контрольные данные TimeSync и спектральная информация, полученная из снимков Landsat. Каждый класс прогнозируется с помощью отдельной модели случайного леса, которая выводит вероятность (долю деревьев в модели случайного леса) того, что пиксель принадлежит к этому классу. Поэтому для каждого пикселя за каждый год есть 14 разных выходных данных модели, а окончательные классы присваиваются земному покрову с наибольшей вероятностью. Семь из 14 классов указывают на один тип покрытия, который занимает большую часть площади пикселя, при этом ни один другой класс не занимает более 10% пикселя. Также есть семь смешанных классов. Они представляют пиксели, в которых дополнительный класс растительного покрова занимает не менее 10% пикселя. |
Land_Use |
30 метров | Итоговый тематический продукт LCMS по землепользованию. Всего на ежегодной основе на карту наносится 6 классов землепользования с использованием справочных данных TimeSync и спектральной информации, полученной из снимков Landsat. Каждый класс прогнозируется с помощью отдельной модели Random Forest, которая выводит вероятность (долю деревьев в модели Random Forest) того, что пиксель принадлежит к этому классу. Поэтому для каждого пикселя есть шесть разных выходных данных модели за каждый год, а окончательные классы присваиваются землепользованию с наибольшей вероятностью. |
Change_Raw_Probability_Slow_Loss |
30 метров | Необработанная вероятность медленной потери, смоделированная LCMS. Определение. Медленная потеря включает следующие классы из интерпретации процесса изменения TimeSync:
|
Change_Raw_Probability_Fast_Loss |
30 метров | Вероятность быстрой потери, смоделированная на основе необработанных данных LCMS. Определение. Быстрая потеря включает следующие классы из интерпретации процесса изменения TimeSync:
|
Change_Raw_Probability_Gain |
30 метров | Необработанная вероятность увеличения, смоделированная LCMS. Определение: земля, на которой растительный покров увеличивается за счет роста и сукцессии в течение одного или нескольких лет. Применимо к любым областям, в которых могут наблюдаться спектральные изменения, связанные с восстановлением растительности. В застроенных районах рост может быть обусловлен созреванием растительности и/или новыми газонами и ландшафтным дизайном. В лесах рост включает в себя рост растительности на голой земле, а также рост промежуточных и содоминирующих деревьев и/или низколежащих трав и кустарников. Сегменты роста/восстановления, зарегистрированные после вырубки леса, скорее всего, будут переходить в разные классы растительного покрова по мере восстановления леса. Чтобы эти изменения считались ростом/восстановлением, спектральные значения должны точно соответствовать линии тренда роста (например, положительному наклону, который, если его продлить примерно до 20 лет, будет составлять порядка 0,10 единиц NDVI), который сохраняется в течение нескольких лет. |
Land_Cover_Raw_Probability_Trees |
30 метров | Необработанные данные LCMS о вероятности наличия деревьев. Определение: большую часть пикселя занимают живые или стоящие мертвые деревья. |
Land_Cover_Raw_Probability_Tall-Shrubs-and-Trees-Mix |
30 метров | Необработанная вероятность смешанных высоких кустарников и деревьев, смоделированная LCMS (только Юго-Восточная Аляска). Определение: большая часть пикселя состоит из кустарников высотой более 1 м, а также не менее 10% живых или стоящих мертвых деревьев. |
Land_Cover_Raw_Probability_Shrubs-and-Trees-Mix |
30 метров | Необработанные данные LCMS, смоделированная вероятность для смешанных кустарников и деревьев. Определение: большая часть пикселя состоит из кустарников, а также не менее 10% живых или стоящих мертвых деревьев. |
Land_Cover_Raw_Probability_Grass-Forb-Herb-and-Trees-Mix |
30 метров | Необработанная вероятность смешанного покрова (злаки, разнотравье, травы и деревья), смоделированная LCMS. Определение: большую часть пикселя занимают многолетние травы, разнотравье или другие формы травянистой растительности, а также не менее 10% живых или стоящих мертвых деревьев. |
Land_Cover_Raw_Probability_Barren-and-Trees-Mix |
30 метров | Необработанные данные LCMS, смоделированная вероятность для категорий "Пустошь" и "Смешанный лес". Определение: большая часть пикселя состоит из обнаженной почвы, подвергшейся воздействию (например, почвы, открытой в результате механической расчистки или вырубки леса), а также многолетних бесплодных территорий, таких как пустыни, пляжи, скальные выходы (включая минералы и другие геологические материалы, обнаженные в результате открытых горных работ), песчаные дюны, солончаки и пляжи. Грунтовые и гравийные дороги также считаются бесплодными землями. На них должно быть не менее 10% живых или стоящих мертвых деревьев. |
Land_Cover_Raw_Probability_Tall-Shrubs |
30 метров | Необработанная вероятность высоких кустарников, смоделированная LCMS (только Юго-Восточная Аляска). Определение: большую часть пикселя занимают кустарники высотой более 1 м. |
Land_Cover_Raw_Probability_Shrubs |
30 метров | Необработанная смоделированная вероятность кустарников по данным LCMS. Определение: большую часть пикселя занимают кустарники. |
Land_Cover_Raw_Probability_Grass-Forb-Herb-and-Shrubs-Mix |
30 метров | Необработанные данные LCMS о вероятности наличия травянистых растений и кустарников. Определение: большую часть пикселя занимают многолетние травы, разнотравье или другие формы травянистой растительности, а также не менее 10% кустарников. |
Land_Cover_Raw_Probability_Barren-and-Shrubs-Mix |
30 метров | Необработанная смоделированная вероятность наличия бесплодных земель и кустарников по данным LCMS. Определение: большая часть пикселя состоит из обнаженной почвы, подвергшейся воздействию (например, почвы, открытой в результате механической расчистки или вырубки леса), а также многолетних бесплодных территорий, таких как пустыни, пляжи, скальные выходы (включая минералы и другие геологические материалы, обнаженные в результате открытых горных работ), песчаные дюны, солончаки и пляжи. Грунтовые и гравийные дороги также считаются бесплодными землями и содержат не менее 10% кустарников. |
Land_Cover_Raw_Probability_Grass-Forb-Herb |
30 метров | Необработанная смоделированная LCMS вероятность наличия травы, разнотравья и травянистых растений. Определение: большая часть пикселя состоит из многолетних трав, разнотравья или других форм травянистой растительности. |
Land_Cover_Raw_Probability_Barren-and-Grass-Forb-Herb-Mix |
30 метров | Необработанная вероятность наличия пустошей и травянистых растений, смоделированная LCMS. Определение: большая часть пикселя состоит из обнаженной почвы, подвергшейся воздействию (например, почвы, открытой в результате механической расчистки или вырубки леса), а также многолетних бесплодных территорий, таких как пустыни, пляжи, скальные выходы (включая минералы и другие геологические материалы, обнаженные в результате открытых горных работ), песчаные дюны, солончаки и пляжи. Грунтовые и гравийные дороги также считаются бесплодными землями и состоят как минимум на 10% из многолетних трав, разнотравья или других форм травянистой растительности. |
Land_Cover_Raw_Probability_Barren-or-Impervious |
30 метров | Необработанная вероятность того, что территория является бесплодной или непроницаемой, смоделированная LCMS. Определение: большая часть пикселя состоит из 1) голой почвы, обнаженной в результате вмешательства (например, почвы, открытой в результате механической расчистки или вырубки леса), а также постоянно бесплодных участков, таких как пустыни, пляжи, скальные выходы (включая минералы и другие геологические материалы, обнаженные в результате открытых горных работ), песчаные дюны, солончаки и пляжи. Грунтовые и гравийные дороги также считаются бесплодными. 2) Искусственные материалы, через которые не может проникнуть вода, например асфальтированные дороги, крыши и парковки. |
Land_Cover_Raw_Probability_Snow-or-Ice |
30 метров | Необработанная смоделированная вероятность снега или льда по данным LCMS. Определение: большая часть пикселя состоит из снега или льда. |
Land_Cover_Raw_Probability_Water |
30 метров | Необработанная вероятность наличия воды, смоделированная LCMS. Определение: большая часть пикселя состоит из воды. |
Land_Use_Raw_Probability_Agriculture |
30 метров | Необработанные данные LCMS о вероятности наличия сельскохозяйственных земель. Определение: земля, используемая для производства продуктов питания, волокон и топлива, которая находится в растительном или нерастительном состоянии. К ним относятся, помимо прочего, обрабатываемые и необрабатываемые пахотные земли, сенокосные угодья, сады, виноградники, животноводческие фермы и территории, засаженные фруктовыми деревьями, орехами или ягодами. Дороги, используемые в основном для сельскохозяйственных целей (т.е. не используемые для общественного транспорта из города в город), считаются сельскохозяйственными землями. |
Land_Use_Raw_Probability_Developed |
30 метров | Необработанная смоделированная вероятность застройки по данным LCMS. Определение: земля, покрытая искусственными сооружениями (например, жилыми домами высокой плотности, коммерческими, промышленными, горнодобывающими или транспортными объектами) или смесью растительности (включая деревья) и сооружений (например, жилыми домами низкой плотности, газонами, рекреационными объектами, кладбищами, транспортными и коммунальными коридорами и т. д.), включая любые земли, функционально измененные в результате деятельности человека. |
Land_Use_Raw_Probability_Forest |
30 метров | Необработанные данные LCMS о вероятности наличия лесного покрова. Определение: земля, на которой высажены или растут естественным образом деревья, которые в ближайшее время могут обеспечить тень от деревьев на 10% или более площади. К ним могут относиться лиственные, вечнозеленые и/или смешанные естественные леса, лесные плантации и лесистые водно-болотные угодья. |
Land_Use_Raw_Probability_Non-Forest-Wetland |
30 метров | Необработанная вероятность наличия безлесного водно-болотного угодья, смоделированная LCMS. Земли, прилегающие к видимому уровню грунтовых вод или находящиеся в его пределах (постоянно или сезонно насыщенные), на которых преобладают кустарники или стойкие эмердженты. Эти водно-болотные угодья могут быть расположены на берегах озер, речных каналов или устьев рек, в поймах рек, в изолированных водосборах или на склонах. Они также могут встречаться в виде прерийных выбоин, дренажных канав и прудов для скота в сельскохозяйственных ландшафтах, а также в виде островов посреди озер или рек. Другие примеры включают болота, трясины, топи, топи, мускеги, болота, болота и заливы. |
Land_Use_Raw_Probability_Other |
30 метров | Необработанная смоделированная вероятность LCMS для категории "Другое". Земля (независимо от использования), где спектральный тренд или другие подтверждающие данные указывают на то, что произошло нарушение или изменение, но окончательную причину определить невозможно или тип изменения не соответствует ни одной из категорий процесса изменения, определенных выше. |
Land_Use_Raw_Probability_Rangeland-or-Pasture |
30 метров | Необработанная смоделированная LCMS вероятность того, что это пастбище или пастбищные угодья. Определение. К этому классу относятся любые области, которые: а) Пастбища, где растительность представляет собой смесь местных трав, кустарников, разнотравья и травянистых растений, в основном возникающих в результате природных факторов и процессов, таких как осадки, температура, высота над уровнем моря и пожары, хотя ограниченное управление может включать предписанное сжигание, а также выпас домашних и диких травоядных животных; или б.) Пастбища, растительность на которых может варьироваться от смешанных, в основном естественных трав, разнотравья и травянистых растений до более управляемой растительности с преобладанием травянистых видов, которые были посеяны и управляются для поддержания почти монокультуры. |
Изменить таблицу классов
| Значение | Цвет | Описание |
|---|---|---|
| 1 | #3d4551 | Без изменений |
| 2 | #f39268 | Медленное снижение веса |
| 3 | #d54309 | Быстрая потеря веса |
| 4 | #00a398 | Увеличить |
| 5 | #1b1716 | Маска области, не подлежащей обработке |
Таблица классов Land_Cover
| Значение | Цвет | Описание |
|---|---|---|
| 1 | #005e00 | Деревья |
| 2 | #008000 | Смесь высоких кустарников и деревьев (только для Юго-Восточной Аляски) |
| 3 | #00cc00 | Кустарники и деревья |
| 4 | #b3ff1a | Смесь трав и деревьев |
| 5 | #99ff99 | Пустыри и деревья |
| 6 | #b30088 | Высокие кустарники (только в Юго-Восточной Азии и Корее) |
| 7 | #e68a00 | Кусты |
| 8 | #ffad33 | Смесь трав и кустарников |
| 9 | #ffe0b3 | Пустыри и кустарники |
| 10 | #ffff00 | Трава/разнотравье/зелень |
| 11 | #aa7700 | Пустошь и смесь трав/разнотравья/травянистых растений |
| 12 | #d3bf9b | Бесплодная или непроницаемая почва |
| 13 | #ffffff | Снег или гололед |
| 14 | #4780f3 | Вода |
| 15 | #1b1716 | Маска области, не подлежащей обработке |
Таблица классов землепользования
| Значение | Цвет | Описание |
|---|---|---|
| 1 | #efff6b | Сельское хозяйство |
| 2 | #ff2ff8 | Разработано |
| 3 | #1b9d0c | Лес |
| 4 | #97ffff | Заболоченная местность без леса |
| 5 | #a1a1a1 | Другое |
| 6 | #c2b34a | Пастбище |
| 7 | #1b1716 | Маска области, не подлежащей обработке |
Свойства изображения
Свойства изображения
| Название | Тип | Описание |
|---|---|---|
| study_area | STRING | В настоящее время LCMS охватывает континентальную часть США и юго-восточную Аляску. В ближайшем будущем мы планируем расширить ее на все штаты и территории США. Возможные значения: SEAK или CONUS. |
Условия использования
Условия использования
Лесная служба Министерства сельского хозяйства США не дает никаких явных или подразумеваемых гарантий, в том числе касательно товарной пригодности или пригодности для определенных целей, и не несет юридической ответственности за точность, надежность, полноту или полезность этих геопространственных данных, а также за их ненадлежащее или неправильное использование. Эти геопространственные данные и связанные с ними карты или графические материалы не являются юридическими документами и не предназначены для использования в качестве таковых. Данные и карты не могут использоваться для определения права собственности, юридических описаний или границ, юрисдикции или ограничений, которые могут действовать на государственных или частных землях. На картах и в данных могут быть не указаны природные опасности, поэтому пользователям следует соблюдать осторожность. Данные динамичны и могут меняться со временем. Пользователь должен самостоятельно проверить ограничения геопространственных данных и использовать их соответствующим образом.
Эти данные были собраны на средства правительства США и могут использоваться без дополнительных разрешений и платы. Если вы используете эти данные в публикации, презентации или другом исследовательском продукте, укажите следующую цитату:
Лесная служба США. 2021 г. USFS Landscape Change Monitoring System, версия 2020.5. Солт-Лейк-Сити, штат Юта.
Библиографические ссылки
Лесная служба США. 2021 г. USFS Landscape Change Monitoring System, версия 2020.5. Солт-Лейк-Сити, Юта.
Исследуйте с помощью Earth Engine
Редактор кода (JavaScript)
var dataset = ee.ImageCollection('USFS/GTAC/LCMS/v2020-5'); var lcms = dataset.filterDate('2020', '2021') // range: [1985, 2020] .filter('study_area == "CONUS"') // or "SEAK" .first(); Map.addLayer(lcms.select('Land_Cover'), {}, 'Land Cover'); Map.addLayer(lcms.select('Land_Use'), {}, 'Land Use'); Map.addLayer(lcms.select('Change'), {}, 'Vegetation Change', false); Map.setCenter(-98.58, 38.14, 4);