Developing LIDAR technology for quantitative mapping of wetland biodiversity and ecosystem services  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
115833
Type PD
Principal investigator Zlinszky, András
Title in Hungarian LIDAR-alapú távérzékelési módszer kidolgozása nádasok biodiverzitásának és ökoszisztéma szolgáltatásainak kvantitatív térképezésére
Title in English Developing LIDAR technology for quantitative mapping of wetland biodiversity and ecosystem services
Keywords in Hungarian távérzékelés, LIDAR, biodiverzitás, ökoszisztéma szolgáltatások, természetvédelem, vegetációtérképezés
Keywords in English Remote Sensing, LIDAR, biodiversity, ecosystem services, conservation, vegetation mapping
Discipline
Physical geography (Council of Complex Environmental Sciences)70 %
Ortelius classification: Earth observation technology
Biodiversity, conservation biology and genetics, invasion biology (Council of Complex Environmental Sciences)30 %
Panel Earth sciences 2
Department or equivalent Balaton Limnological Institute, Centre for Ecological Research, Hungarian Academy of Sciences (Centre for Ecological Research)
Starting date 2015-10-01
Closing date 2019-09-30
Funding (in million HUF) 22.674
FTE (full time equivalent) 2.55
state running project





 

Final report

  
Results in Hungarian
A kutatás célja az volt, hogy megalapozzuk a légi lézerszkennelés használatát a vizes élőhelyek biodiverzitásának és ökoszisztéma szolgáltatásainak térképezésében. Ennek első lépéseként kidolgoztunk egy terepi mérési rendszert, amely a biodiverzitás, valamint termelési és szabályozási ökoszisztéma szolgáltatások egyidejű mennyiségi vizsgálatát teszi lehetővé. A módszer lényege, hogy egyrészt részletes és közvetlen, másrészt gyors indirekt módszerekkel számszerűsítjuk ugyanazt a változó csoportot, így biztosítva mind a pontosságot, mind a nagy térbeli lefedettséget. Az így nyert adatok segítségével kalibráltuk azokat az eljárásokat, amelyekkel három dimenziós távérzékelt adatok tulajdonságai alapján következtettünk a növényzet összetételére, szerkezetére és funkciójára. A méréseket a Balaton, a Tisza-tó és a Fertő területén is elvégeztük. Az eredmények szerint a közvetlen, valamint a gyors terepi mérések eredményei között szoros összefüggések állnak fenn, így a gyors méréseket is használhatjuk LIDAR kalibrációra. Ezen adatok alapján tavanként különböző modelleket dolgoztunk ki a legfontosabb ökoszisztéma szolgáltatás és biodiverzitás indikátorok LIDAR-alapú becslésére. A lombozat magassági diverzitásának (FHD) mérésére új hatékony terepi protokollt dolgoztunk ki. A mikroklímával kapcsolatos szolgáltatásokat szenzorok segítségével mértük. A LIDAR adatok közül a finom léptékű struktúra és a növényzet magasság, valamint a reflektancia mutattak legszorosabb összefüggést a mért ökológiai változókkal.
Results in English
The purpose of this project was to establish airborne LIDAR as a tool for mapping wetland biodiversity and ecosystem services. In the first step, we developed a field measurement protocol that supports simultaneous measurement of taxonomic and structural biodiversity together with provisioning and regulating ecosystem services. We developed a scheme of two connected levels of indicators: direct measurements of physical quantities close to the process of interest, and quick indirect measurements that could efficiently be collected across large areas. The datasets were used to calibrate three dimensional point cloud analysis algorithms for mapping vegetation composition, structure and function. The measurements were repeated on Lake Balaton, Lake Fertő and Lake Tisza in Hungary. The results show that the direct and quick indicators were strongly connected, allowing the use of this large dataset for calibration and validation. We developed lake-specific models for the most important biodiversity and ecosystem service proxies based on LIDAR. A new method was established for Foliage Height Diversity. Microclimate-related services were quantified using networks of micro-sensors. Fine structure and vegetation height and reflectance quantified by LIDAR were the most important indicators of ecological parameters.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=115833
Decision
Yes





 

List of publications

  
Jesper Erenskjold Moeslund, András Zlinszky (megosztott első szerzőség) Rasmus Ejrnaes, Ane Kirstine Brunbjerg, Peder Klith Bocher, Jens-Christian Svenning, Signe Normand: Light detection and ranging explains diversity of plants, fungi, lichens, and bryophytes across multiple habitats and large geographic extent, Ecological Applications, 2019
Puttonen Eetu, Briese Christian, Mandlburger Gottfried, Wieser Martin, Pfennigbauer Martin, Zlinszky András, Pfeifer Norbert: Quantification of overnight movement of birch (Betula pendula) branches and foliage with short interval terrestrial laser scanning, FRONTIERS IN PLANT SCIENCE 7: Paper 222., 2016
Zlinszky A, Deák B, Kania A, Schroiff A, Pfeifer N: Biodiversity mapping via Natura 2000 conservation status and EBV assessment using airborne laser scanning in alkali grasslands, INTERNATIONAL ARCHIVES OF PHOTOGRAMMETRY AND REMOTE SENSING (2002-) XLI-B8: pp. 1293-1299., 2016
Zlinszky A, Kania A: Will it blend? Visualization and accuracy evaluation of high-resolution fuzzy vegetation maps, INTERNATIONAL ARCHIVES OF PHOTOGRAMMETRY AND REMOTE SENSING (2002-) XLI-B2: pp. 335-342., 2016
Dimitris Stratoulias, Heiko Balzter, András Zlinszky, Viktor R. Tóth: A comparison of airborne hyperspectral-based classifications of emergent wetland vegetation at Lake Balaton, Hungary, International Journal of Remote Sensing, pp 5689-5715, 2018
Zlinszky András, Pfeifer Norbert: Ecosystem services - from assessements of estimations to quantitative, validated, high-resolution, continental-scale mapping via airborne LIDAR, GEOPHYSICAL RESEARCH ABSTRACTS 18: Paper EGU2016-12013-1., 2016
Zlinszky András, Otepka Johannes, Kania Adam: Attribute-based point cloud visualization in support of 3-D classification, GEOPHYSICAL RESEARCH ABSTRACTS 18: Paper EGU2016-11904., 2016
Puttonen Eetu, Briese Christian, Mandlburger Gottfried, Wieser Martin, Pfennigbauer Martin, Zlinszky András, Pfeifer Norbert: Quantification of overnight movement of birch (Betula pendula) branches and foliage with short interval terrestrial laser scanning, FRONTIERS IN PLANT SCIENCE 7: Paper 222. (2016), 2016
Puttonen Eetu, Briese Christian, Mandlburger Gottfried, Wieser Martin, Pfennigbauer Martin, Zlinszky András, Pfeifer Norbert: Quantification of overnight movement of birch (Betula pendula) branches and foliage with short interval terrestrial laser scanning, FRONTIERS IN PLANT SCIENCE 7: Paper 222. (2016), 2016
Zlinszky A, Deák B, Kania A, Schroiff A, Pfeifer N: Biodiversity mapping via Natura 2000 conservation status and ebv assessment using airborne laser scanning in alkali grasslands, INTERNATIONAL ARCHIVES OF PHOTOGRAMMETRY AND REMOTE SENSING (2002-) XLI-B8: pp. 1293-1299., 2016
Zlinszky A, Kania A: Will it blend? Visualization and accuracy evaluation of high-resolution fuzzy vegetation maps, INTERNATIONAL ARCHIVES OF PHOTOGRAMMETRY AND REMOTE SENSING (2002-) XLI-B2: pp. 335-342., 2016
Stratoulias Dimitris, Balzter Heiko, Zlinszky András, Tóth Viktor R: Assessment of ecophysiology of lake shore reed vegetation based on chlorophyll fluorescence, field spectroscopy and hyperspectral airborne imagery, REMOTE SENS ENVIRON 157: 72-84, 2015
András Zlinszky, Eva Boergens, Philipp Glira, Norbert Pfeifer: Airborne Laser Scanning for calibration and validation of inshore satellite altimetry: a proof of concept, Remote Sensing of Environment 197,35-42, 2017
András Zlinszky, Bence Molnár, Anders Barfod: Not all trees sleep the same - High temporal resolution terrestrial laser scanning shows differences in nocturnal plant movement, Frontiers in Plant Science, 2017
Alex Bush, Rahel Sollmann, Andreas Wilting, Kristine Bohmann, Beth Cole, Heiko Balzter, Christopher Martius, András Zlinszky, Sébastien Calvignac-Spencer, Christina A Cobbold, Terence P Dawson, Brent C Emerson, Simon Ferrier, M Thomas P Gilbert, Martin Herold, Laurence Jones, Fabian H Leendertz, Louise Matthews, James DA Millington, John R Olson, Otso Ovaskainen, Dave Raffaelli, Richard Reeve, Mark-Oliver Rödel, Torrey W Rodgers, Stewart Snape, Ingrid Visseren-Hamakers, Alfried P Vogler, Piran CL White, Martin J Wooster, Douglas W Yu: Connecting earth observation to high-throughput biodiversity data, Nature Ecology and Evolution 1/7, 176, 2017
Maha Shadaydeh, András Zlinszky, Andrea Manno-Kovács, Tamás Szirányi: Wetland mapping by fusion of airborne laser scanning and multi-temporal multispectral satellite imagery, International Journal of Remote Sensing 38,2017/23, 2017
Vadim Pelevin, András Zlinszky, Elizaveta Kimchenko, Tóth Viktor: Ground truth data on chlorophyll-a, chromophoric dissolved organic matter and suspended sediment concentrations in the upper water layer as obtained by LIF lidar at high, International Journal of Remote Sensing 38/7, 1967-1982, 2017
András Zlinszky, Peter Supan, Zsófia Koma: Near real-time qualitative monitoring of lake water chlorophyll globally using Google Earth Engine, Geophysical Research Abstracts vol. 19, p 18950, 2017
András Zlinszky, Katharina Prager, Zsófia Koma: A multi-sensor method for in-situ quantification of multiple biodiversity and ecosystem service indicators in wetland vegetation, Geophysical Research Abstracts 19 p. 19002, 2017
Szabó Eszter, Krámer Tamás, Zlinszky András: A Balaton-part árvízi elöntési térképe, Ecology of Lake Balaton / A Balaton Ökológiája 4: 42-82, 2017



Back »