Descripción del conjunto de datos
El mapa de biomasa de Investigación de la Dinámica de los Ecosistemas Globales (Global Ecosystem Dynamics Investigation - GEDI) es un mapa de densidad media de biomasa sobre el suelo (aboveground biomass density - AGBD) con una resolución espacial de 1 x 1 km (en adelante, "1 km") obtenido de los datos lidar de GEDI (versión 2) calibrados mediante una red internacional de parcelas de inventario de campo combinada con datos de escaneo láser aerotransportado coincidentes. Estos productos fueron desarrollados por la Universidad de Maryland en colaboración con el Servicio Forestal de Estados Unidos y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA.
La misión GEDI describe la dinámica y la estructura de los ecosistemas para permitir una cuantificación y un entendimiento mucho mejores del ciclo del carbono y de la biodiversidad de la Tierra. El instrumento lidar del GEDI está optimizado para cartografiar la estructura del dosel y la biomasa sobre el suelo en los bosques tropicales y templados de la Tierra entre los 51,6° N y los 51,6° S de latitud. Estos mapas apoyan una amplia variedad de aplicaciones científicas, políticas y de gestión.
Un marco estadístico facilita la estimación de forma cerrada de la media de AGBD y su incertidumbre a escala de celdas de cuadrícula de 1 km, y a escalas más gruesas hasta el tamaño de celda de cuadrícula o la extensión de area que defina el usuario. En la actualidad, GEDI provee estimaciones de 1 km de la media de AGBD (Mg ha-1) y la incertidumbre de estas estimaciones se manifiesta como el error estándar de la media. El producto de 1 km no tiene estimaciones para todas las celdas de la cuadrícula porque GEDI aún no ha alcanzado una cobertura global con esa resolución espacial. Estos datos reflejan nuestro mejor conocimiento de la distribución espacial de la biomasa forestal tropical y templada de la Tierra.
Uso
El conjunto de datos de 1 km se compone de dos archivos ráster: (a) la media de ABGD; y (b) el error estándar de la media, ambos en unidades de Mg ha-1. La estimación de AGBD es para toda la celda, pero algunos usuarios requerirán una estimación asociada sólo a la parte boscosa de la celda. Tales usuarios pueden establecer qué fracción de la celda es bosque a partir del mapa de resolución fina de su elección y dividir la estimación de AGBD por esa fracción para obtener una media de la zona boscosa. Al no predefinir una máscara sub-kilométrica de bosque/no bosque, GEDI permite a los usuarios elegir la máscara que más se ajuste a su aplicación. En el documento de base teórica del algoritmo (Algorithm Theoretical Basis Document - ATBD) de nivel 4B (L4B) de GEDI se ofrecen más detalles.
Para las celdas de la cuadrícula con estimaciones válidas, el error estándar de la media depende del ajuste de los modelos de biomasa de la huella (varianza del modelo) y de la densidad de las observaciones y de las pistas terrestres (varianza de la muestra). Las celdas de la cuadrícula sin una estimación de biomasa media válida no tienen datos (-9999). La distribución de las celdas sin datos no es uniforme, encontrándose una mayor falta de respuesta: 1) al principio de la vida de la misión; 2) más cerca del ecuador, donde el patrón de sobrepaso de ISS es más escaso; 3) en áreas nubladas; y 4) en áreas donde no se muestrearon las pistas terrestres de referencia debido a un problema de muestreo orbital ocurrido en el segundo año de las misiones. Este problema de muestreo orbital llevó a la cobertura repetida de algunas pistas terrestres en detrimento de otras debido a un cambio no programado en la altitud de ISS.
Metodología
El producto GEDI usa como entrada el producto de biomasa de huella GEDI Nivel-4A (Versión 2). El algoritmo L4A de GEDI convierte cada forma de onda superficial de alta calidad en una predicción de AGBD, y el producto L4B usa la muestra presente dentro de los límites de cada celda de 1 km para deducir estadísticamente la media de AGBD. El algoritmo usado para generar las predicciones de biomasa de la huella L4A se describe en el ATBD para la biomasa de la huella del nivel 4A de GEDI y los algoritmos usados para generar las métricas de altura utilizadas como predictores para AGBD se describen en el ATBD para el procesamiento de formas de onda de transmisión y recepción de GEDI para los productos L1 y L2. Los ATBD están disponibles en eI
sitio web de GEDI.
En el producto L4B se usa un modo de inferencia híbrido basado en modelos. Las estimaciones de 1 km del error estándar de la media propagan la incertidumbre debida tanto al muestreo de GEDI del área de 1 km (en contraposición a la realización de observaciones de pared a pared) como al hecho de que los valores de biomasa de L4A se modelan en un proceso suceptible de errores en lugar de medirse en un proceso que puede considerarse libre de errores. Las pistas terrestres de GEDI se abordan como muestras de conglomerados bajo el paradigma de la inferencia híbrida, y se necesitan por lo menos dos conglomerados para generar una estimación válida.
La cuadrícula global EASE-Grid 2.0, de 1 km
2 de resolución, se usa para dividir las observaciones de la huella de GEDI en celdas de cuadrícula de acuerdo a la ubicación de su centro de huella. Esta cuadrícula anidada presenta celdas de igual área y es compatible con muchos conjuntos de datos existentes de la biosfera. Para más información sobre esta cuadrícula, consulte el Centro Nacional de Datos de Nieve y Hielo (National Snow and Ice Data Center - NSIDC) de Estados Unidos en
https://nsidc.org/data/ease.
Incertidumbre y precisión
El requerimiento científico de nivel 1 (L1) de GEDI señala que el 80% de las celdas de 1 km deben estimarse con un error estándar de 20 Mg/ha o del 20% de la estimación, lo que sea mayor. La variable Quality Flag (2 = cumple el requisito L1) posibilita el seguimiento del progreso de la misión en relación con este objetivo. Al igual que en el caso de las muestras diseñadas usadas por los inventarios forestales nacionales del mundo, incluido el programa de Inventario y Análisis Forestal del Servicio Forestal de los Estados Unidos, la incertidumbre (el error estándar de la estimación) se determina mediante la teoría de la muestra junto con los números y las varianzas de las muestras observadas.
La incertidumbre de la biomasa media estimada se obtiene con el estimador descrito por la estimación híbrida. El estimador de la varianza híbrida posee dos componentes, el primero es la varianza del modelo AGBD de campo L4A a GEDI. El segundo componente de la varianza está relacionado con el diseño de la muestra de GEDI. Estos componentes de la varianza permiten al usuario descomponer la incertidumbre expresada en la variable del error estándar en sus componentes primarios.
Mantenimiento del conjunto de datos
Es un producto de la versión 2 del GEDI que se publicará en el ORNL DAAC de la NASA, con un lanzamiento previsto para octubre de 2021. Las actualizaciones anuales de estos productos planean la incorporación de nuevas observaciones recogidas por GEDI y mejoras en los algoritmos L4A y L4B. La misión GEDI obtuvo hace poco una prórroga y se espera que recoja datos por lo menos hasta enero de 2023.
Características técnicas (ejemplo)
Resolución espacial: 1 km
Cobertura geográfica: 51,6° N y 51,6° S
Cobertura temporal: 2019-04-18 a 2021-06-09
Frecuencia de actualización: Anual
Formato: GeoTIFF
Política de datos: Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY-4.0)
Orientación asociada o manual de usuario
Guía del usuario
Datos
Contacto para consultas
John Armston
Profesor de Investigación Asociado
Universidad de Maryland, College Park, Estados Unidos
Email: armston@umd.edu
Sean Healey
Ecologista investigador
Servicio Forestal de los Estados Unidos
Email: seanhealey@fs.fed.us
Ralph Dubayah
Profesor
Universidad de Maryland, College Park, Estados Unidos
Email: dubayah@umd.edu
