Detección de Cambio de Tendencia en Series de Tiempo de NDVI: Efectos de la Variabilidad Inter-Anual y Metodología
Autores: Forkel, Matthias; Carvalhais, Nuno; Verbesselt, Jan; Mahecha, Miguel D.; Neigh, Christopher S.R.; Reichstein, Markus
Idioma: Inglés
Editor: Molecular Diversity Preservation International (MDPI)
Año: 2013
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Medioambientales
Subcategoría
Ciencia y tecnología de los recursos naturales
Palabras clave
Cambio de tendencias
Productividad del ecosistema
NDVI
Métodos de estimación de tendencias
Variabilidad interanual
Puntos de quiebre
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 6
Citaciones: Sin citaciones
Los cambios en la productividad del ecosistema pueden cuantificarse utilizando observaciones satelitales del Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI). Sin embargo, la estimación de tendencias a partir de series temporales de NDVI difiere sustancialmente dependiendo del conjunto de datos satelitales analizados, la resolución espaciotemporal correspondiente y el método estadístico aplicado. Aquí comparamos el rendimiento de una amplia gama de métodos de estimación de tendencias y demostramos que el rendimiento disminuye con el aumento de la variabilidad interanual en las series temporales de NDVI. Las estimaciones de la pendiente de la tendencia basadas en series temporales agregadas anualmente o en un modelo de tendencia estacional muestran un mejor rendimiento que los métodos que eliminan el ciclo estacional de la serie temporal. Un análisis de detección de puntos de quiebre revela que una sobreestimación de los puntos de quiebre en las tendencias de NDVI puede resultar en estimaciones de tendencia incorrectas o incluso opuestas. Basándonos en nuestros resultados, damos recomendaciones prácticas para la aplicación de métodos de tendencia en series temporales de NDVI a largo plazo. En particular, aplicamos y comparamos diferentes métodos en series temporales de NDVI en Alaska, donde se han observado previamente tendencias de verdor y de marchitez. Aquí, la incertidumbre de múltiples métodos de tendencias de NDVI se cuantifica a través de la aplicación de los diferentes métodos de estimación de tendencias. Nuestros resultados indican que las tendencias de NDVI de verdor en Alaska son más prevalentes espacial y temporalmente que las tendencias de marchitez. También mostramos que los puntos de quiebre detectados en las tendencias de NDVI tienden a coincidir con grandes incendios. En general, nuestros análisis demuestran que los métodos de tendencia estacional necesitan ser mejorados frente a la variabilidad interanual para cuantificar los cambios en las tendencias de productividad del ecosistema con mayor precisión.
Descripción
Los cambios en la productividad del ecosistema pueden cuantificarse utilizando observaciones satelitales del Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI). Sin embargo, la estimación de tendencias a partir de series temporales de NDVI difiere sustancialmente dependiendo del conjunto de datos satelitales analizados, la resolución espaciotemporal correspondiente y el método estadístico aplicado. Aquí comparamos el rendimiento de una amplia gama de métodos de estimación de tendencias y demostramos que el rendimiento disminuye con el aumento de la variabilidad interanual en las series temporales de NDVI. Las estimaciones de la pendiente de la tendencia basadas en series temporales agregadas anualmente o en un modelo de tendencia estacional muestran un mejor rendimiento que los métodos que eliminan el ciclo estacional de la serie temporal. Un análisis de detección de puntos de quiebre revela que una sobreestimación de los puntos de quiebre en las tendencias de NDVI puede resultar en estimaciones de tendencia incorrectas o incluso opuestas. Basándonos en nuestros resultados, damos recomendaciones prácticas para la aplicación de métodos de tendencia en series temporales de NDVI a largo plazo. En particular, aplicamos y comparamos diferentes métodos en series temporales de NDVI en Alaska, donde se han observado previamente tendencias de verdor y de marchitez. Aquí, la incertidumbre de múltiples métodos de tendencias de NDVI se cuantifica a través de la aplicación de los diferentes métodos de estimación de tendencias. Nuestros resultados indican que las tendencias de NDVI de verdor en Alaska son más prevalentes espacial y temporalmente que las tendencias de marchitez. También mostramos que los puntos de quiebre detectados en las tendencias de NDVI tienden a coincidir con grandes incendios. En general, nuestros análisis demuestran que los métodos de tendencia estacional necesitan ser mejorados frente a la variabilidad interanual para cuantificar los cambios en las tendencias de productividad del ecosistema con mayor precisión.