elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Modelling Crop Biomass from Synthetic Remote Sensing Time Series: Example for the DEMMIN Test Site, Germany.

Dhillon, Maninder Singh und Dahms, Thorsten und Kuebert-Flock, Carina und Borg, Erik und Conrad, Christopher und Ullmann, Tobias (2020) Modelling Crop Biomass from Synthetic Remote Sensing Time Series: Example for the DEMMIN Test Site, Germany. Remote Sensing, 11 (12), Seiten 1-28. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/rs12111819. ISSN 2072-4292.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
8MB

Offizielle URL: https://www.mdpi.com/2072-4292/12/11/1819

Kurzfassung

This study compares the performance of the five widely used crop growth models (CGMs): World Food Studies (WOFOST), Coalition for Environmentally Responsible Economies (CERES)-Wheat, AquaCrop, cropping systems simulation model (CropSyst), and the semi-empiric light use efficiency approach (LUE) for the prediction of winter wheat biomass on the Durable Environmental Multidisciplinary Monitoring Information Network (DEMMIN) test site, Germany. The study focuses on the use of remote sensing (RS) data, acquired in 2015, in CGMs, as they offer spatial information on the actual conditions of the vegetation. Along with this, the study investigates the data fusion of Landsat (30 m) and Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) (500 m) data using the spatial and temporal reflectance adaptive reflectance fusion model (STARFM) fusion algorithm. These synthetic RS data offer a 30-m spatial and one-day temporal resolution. The dataset therefore provides the necessary information to run CGMs and it is possible to examine the fine-scale spatial and temporal changes in crop phenology for specific fields, or sub sections of them, and to monitor crop growth daily, considering the impact of daily climate variability. The analysis includes a detailed comparison of the simulated and measured crop biomass. The modelled crop biomass using synthetic RS data is compared to the model outputs using the original MODIS time series as well. On comparison with the MODIS product, the study finds the performance of CGMs more reliable, precise, and significant with synthetic time series. Using synthetic RS data, the models AquaCrop and LUE, in contrast to other models, simulate the winter wheat biomass best, with an output of high R2 (>0.82), low RMSE (<600 g/m2) and significant p-value (<0.05) during the study period. However, inputting MODIS data makes the models underperform, with low R2 (<0.68) and high RMSE (>600 g/m2). The study shows that the models requiring fewer input parameters (AquaCrop and LUE) to simulate crop biomass are highly applicable and precise. At the same time, they are easier to implement than models, which need more input parameters (WOFOST and CERES-Wheat).

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/137819/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Modelling Crop Biomass from Synthetic Remote Sensing Time Series: Example for the DEMMIN Test Site, Germany.
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Dhillon, Maninder Singhmaninder.dhillon (at) uni-wuerzburg.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dahms, Thorstendahms.thorsten (at) uni-wuerzburg.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kuebert-Flock, Carinacarina.kuebert-flock (at) uni-wuerzburg.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Borg, ErikErik.Borg (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8288-8426NICHT SPEZIFIZIERT
Conrad, Christopherchristopher.conrad (at) geo.uni-halle.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ullmann, Tobiastobias.ullmann (at) uni-wuerzburg.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:4 Juni 2020
Erschienen in:Remote Sensing
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:11
DOI:10.3390/rs12111819
Seitenbereich:Seiten 1-28
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
Name der Reihe:Remote Sens.
ISSN:2072-4292
Status:veröffentlicht
Stichwörter:crop growth models; Landsat; MODIS; data fusion; STARFM; climate parameters; winter wheat, DEMMIN
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Fernerkundung u. Geoforschung
Standort: Neustrelitz
Institute & Einrichtungen:Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum > Nationales Bodensegment
Hinterlegt von: Borg, Prof.Dr. Erik
Hinterlegt am:01 Dez 2020 08:50
Letzte Änderung:01 Dez 2020 08:50

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.