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Digital twins for understanding forest disturbances and recovery from space

Projektbeschreibung

Digitale Waldmodelle könnten wichtige Erkenntnisse über die Walddynamik liefern

Der Klimawandel und menschliche Aktivitäten verändern die Struktur und Zusammensetzung von Wäldern in bisher unbekanntem Ausmaß. Es ist jedoch noch unklar, wie die Waldstruktur durch Störungen beeinträchtigt wird und wie sich Satellitendaten einsetzen lassen, um unterschiedliche Störungsebenen zu bestimmen und zu überwachen. Das EU-finanzierte Projekt SPACETWIN wird die Auswirkungen von Störungen durch Dürre, Brände und Abholzung auf verschiedene Waldökosysteme in tropischen und gemäßigten Zonen untersuchen. SPACETWIN wird sich strukturelle und radiometrische 3D-Waldmodelle mit absolut unerreichter Detailtiefe zunutze machen, um Waldgebiete der realen Welt digital zu reproduzieren. Diese sogenannten „digitalen Zwillinge“ werden es ermöglichen, Waldstörungen besser zu beobachten, zu quantifizieren und zu verstehen.

Ziel

Forests worldwide are undergoing large-scale and unprecedented changes in terms of structure and species composition due to anthropogenic disturbances, climate change and other global change drivers. Climate, disturbances and forest structure are all closely linked: changes in climate can lead directly to physical changes in forest structure and vice versa or to an anticipated increase in forest disturbances. However, it is still uncertain how forest structure is impacted by disturbances (locally) and how we can detect and monitor various levels of disturbance regimes using spaceborne satellite data (globally).

This project will focus on the impact of drought, fire and logging disturbances across a range of tropical and temperate forest ecosystems. It will lead to a step-change in our ability to observe, quantify and understand forest disturbances and recovery by using time series of the most detailed structural and radiometric 3D forest models ever built: 'digital twin' forests. The key innovations will be: (1) the establishment of an unprecedented 4D dataset across 57 disturbed sites using terrestrial laser scanning (~11,500 individual trees); (2) the development of next generation methods to enable big data science of forest point clouds; (3) the identification of key axes of variation of disturbed tree and forest structure; (4) the first ever implementation of digital twins for optical and microwave radiative transfer modelling; (5) the near-real time inversion of remote sensing of forest disturbances using emulation; and (6) the embedding of forest structure in the global observation process to understand the uncertainties in monitoring disturbances.

These innovations will open a realm of untapped research questions and applications that call for the most detailed 3D information on canopy structure possible. These insights are also urgently needed to reduce uncertainties and advance the forecasting of carbon stocks and dynamics within the context of the IPCC.

Programm/Programme

Gastgebende Einrichtung

UNIVERSITEIT GENT
Netto-EU-Beitrag
€ 1 498 859,00
Adresse
SINT PIETERSNIEUWSTRAAT 25
9000 Gent
Belgien

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Region
Vlaams Gewest Prov. Oost-Vlaanderen Arr. Gent
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 1 498 859,00

Begünstigte (1)