Prevalencia de píxeles de cubierta de nieve pura frente a mixta en diferentes resoluciones espaciales en entornos alpinos
Autores: Selkowitz, David J.; Forster, Richard R.; Caldwell, Megan K.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2014
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Medioambientales
Subcategoría
Ciencia y tecnología de los recursos naturales
Palabras clave
área cubierta de nieve
Mapeo fraccional de SCA
SCA binario
Resolución espacial
Cobertura de nieve
Monitoreo in situ
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 5
Citaciones: Sin citaciones
La teledetección del área cubierta de nieve (SCA) puede ser binaria (indicando la presencia/ausencia de cobertura de nieve en cada píxel) o fraccionaria (indicando la fracción de cada píxel cubierta por nieve). La cartografía de SCA fraccionaria proporciona más información que la SCA binaria, pero es más difícil de implementar y puede no ser factible con todos los tipos de datos de teledetección. La utilidad de la cartografía de SCA fraccionaria en relación con la cartografía de SCA binaria varía según la aplicación prevista, así como por la resolución espacial, la resolución temporal y el período de interés, y el clima. Cuantificamos la frecuencia de ocurrencia de píxeles parcialmente cubiertos de nieve (mixtos) a resoluciones espaciales entre 1 m y 500 m en cinco fechas en dos áreas de estudio en el oeste de EE. UU., utilizando mapas de SCA binaria de 0.5 m derivados de imágenes de alta resolución espacial agregadas a SCA fraccionaria a resoluciones espaciales más gruesas. Además, utilizamos monitoreo in situ para estimar la frecuencia de condiciones parcialmente cubiertas de nieve para el período de septiembre de 2013 a agosto de 2014 en 10 celdas de cuadrícula de 60 m en dos áreas de estudio con climas de nieve continental. Los resultados del análisis de imágenes indican que a 40 m, ligeramente por encima de la resolución espacial nominal de Landsat, los píxeles mixtos representaron entre el 25% y el 93% del total de píxeles, mientras que a 500 m, la resolución espacial nominal de las bandas MODIS utilizadas para la cartografía de cobertura de nieve, los píxeles mixtos representaron entre el 67% y el 100% del total de píxeles. Los píxeles mixtos ocurrieron con más frecuencia en el sitio de clima de nieve continental que en el sitio de clima de nieve marítimo. Los datos in situ indican que alguna cobertura de nieve estuvo presente entre 186 y 303 días, y las condiciones de cobertura de nieve parcial ocurrieron en el 10%-98% de los días con cobertura de nieve. Cuatro sitios permanecieron parcialmente libres de nieve durante la mayor parte del invierno y la primavera, mientras que seis sitios estuvieron completamente cubiertos de nieve durante la mayor parte o toda la temporada de invierno y primavera. Dentro de las celdas de cuadrícula de 60 m, la transición de finales de primavera/verano de condiciones cubiertas de nieve a condiciones libres de nieve duró entre 17 y 56 días y promedió 37 días. Nuestros resultados sugieren que los píxeles mixtos cubiertos de nieve y libres de nieve son comunes en las resoluciones espaciales capturadas por los sensores Landsat y MODIS. Esto resalta la información adicional disponible de los productos de SCA fraccionaria y sugiere que la SCA fraccionaria puede proporcionar una ventaja importante para el monitoreo y modelado hidrológico y climatológico, particularmente cuando la representación precisa de la distribución espacial de la cobertura de nieve es crítica.
Descripción
La teledetección del área cubierta de nieve (SCA) puede ser binaria (indicando la presencia/ausencia de cobertura de nieve en cada píxel) o fraccionaria (indicando la fracción de cada píxel cubierta por nieve). La cartografía de SCA fraccionaria proporciona más información que la SCA binaria, pero es más difícil de implementar y puede no ser factible con todos los tipos de datos de teledetección. La utilidad de la cartografía de SCA fraccionaria en relación con la cartografía de SCA binaria varía según la aplicación prevista, así como por la resolución espacial, la resolución temporal y el período de interés, y el clima. Cuantificamos la frecuencia de ocurrencia de píxeles parcialmente cubiertos de nieve (mixtos) a resoluciones espaciales entre 1 m y 500 m en cinco fechas en dos áreas de estudio en el oeste de EE. UU., utilizando mapas de SCA binaria de 0.5 m derivados de imágenes de alta resolución espacial agregadas a SCA fraccionaria a resoluciones espaciales más gruesas. Además, utilizamos monitoreo in situ para estimar la frecuencia de condiciones parcialmente cubiertas de nieve para el período de septiembre de 2013 a agosto de 2014 en 10 celdas de cuadrícula de 60 m en dos áreas de estudio con climas de nieve continental. Los resultados del análisis de imágenes indican que a 40 m, ligeramente por encima de la resolución espacial nominal de Landsat, los píxeles mixtos representaron entre el 25% y el 93% del total de píxeles, mientras que a 500 m, la resolución espacial nominal de las bandas MODIS utilizadas para la cartografía de cobertura de nieve, los píxeles mixtos representaron entre el 67% y el 100% del total de píxeles. Los píxeles mixtos ocurrieron con más frecuencia en el sitio de clima de nieve continental que en el sitio de clima de nieve marítimo. Los datos in situ indican que alguna cobertura de nieve estuvo presente entre 186 y 303 días, y las condiciones de cobertura de nieve parcial ocurrieron en el 10%-98% de los días con cobertura de nieve. Cuatro sitios permanecieron parcialmente libres de nieve durante la mayor parte del invierno y la primavera, mientras que seis sitios estuvieron completamente cubiertos de nieve durante la mayor parte o toda la temporada de invierno y primavera. Dentro de las celdas de cuadrícula de 60 m, la transición de finales de primavera/verano de condiciones cubiertas de nieve a condiciones libres de nieve duró entre 17 y 56 días y promedió 37 días. Nuestros resultados sugieren que los píxeles mixtos cubiertos de nieve y libres de nieve son comunes en las resoluciones espaciales capturadas por los sensores Landsat y MODIS. Esto resalta la información adicional disponible de los productos de SCA fraccionaria y sugiere que la SCA fraccionaria puede proporcionar una ventaja importante para el monitoreo y modelado hidrológico y climatológico, particularmente cuando la representación precisa de la distribución espacial de la cobertura de nieve es crítica.