Creation of a harmonized land cover map as an example for the entire region of the Geneva Air Pollution Convention

Abstract

Für die Berechnung der Critical Loads (CL) für terrestrische Ökosysteme in ganz Europa, aber auch für die Modellierung der Luftqualität, ist die Erstellung einer aktuellen harmonisierten Landbedeckungskarte notwendig. Verbunden ist dies mit einer räumlichen Ausdehnung nach Osteuropa, Kaukasus und Zentralasien (EECCA). Die aktualisierte harmonisierte europäische Landbedeckungskarte muss dem EUNIS-Habitat-Klassifizierungssystem mit so vielen Level-3- Klassen wie möglich entsprechen. Basierend auf einer Bewertung der Verfügbarkeit und Eignung verschiedener Geodaten wurde entschieden, 1) CORINE Land Cover 2018 und Ecosystem Type Map v3.1 zu verwenden und Übergangsregeln zu EUNIS Level 1 und Level 2 für die von CORINE Land Cover Map abgedeckten europäischen Länder anzuwenden, 2) Copernicus Global Land Cover Map zu verwenden und Übergangsregeln zu EUNIS Level 1 und Level 2 für europäische Länder anzuwenden, die nicht von CORINE Land Cover Maps abgedeckt werden, 3) Global Potential Natural Vegetation (GPNV)-Karten und die Harmonized World Soil Database zu verwenden (HWSD) zur weiteren Aufschlüsselung der Level-2-Klassen in Richtung Level 3. Mehr als 700.000 Punkte aus dem European Vegetation Archive (EVA), die auf EUNIS-Level 3 klassifiziert wurden, wurden vom Expertensystem für die automatische Klassifizierung europäischer Vegetationsparzellen in EUNIS-Lebensräume bereitgestellt. Merkmale wurden aus den GPNV-modellierten Daten zu Biomen und FAPAR extrahiert. Auf diese wurde ein räumlich stratifiziertes zufälliges sampling durchgeführt, um 60 % der Trainings- und 40 % der Validierungsstichproben zu erhalten. Trainingsbeispiele wurden verwendet, um Random Forest-Entscheidungsbaummodelle zu trainieren. Die Genauigkeitsbewertung wurde an den verbleibenden 40 % der Validierungsproben durchgeführt. Die Genauigkeit variiert zwischen 60 % und mehr als 90 %. Bei den klassenbezogenen Nutzer- und Produzentengenauigkeiten wurden mäßige bis sehr hohe Prozentsätze ermittelt. Die Anwendung der Entscheidungsbaummodelle lieferte die aktualisierte EUNIS-Level-3-Lebensraum Karte für ganz Europa und die EECCA-Länder mit insgesamt 218 Landbedeckungsklassen, von denen 204 Klassen EUNIS-Level-3-Klassen darstellen. Quelle: Forschungsbericht

For the calculation of the Critical Loads (CL) for terrestrial ecosystems throughout Europe, but also for the modelling of the air quality, the creation of an up-to-date harmonized land cover map is necessary. This is combined with a spatial extension to Eastern Europe, Caucasus, and Central Asia (EECCA). The updated harmonized European Land Cover Map must comply with the EUNIS Habitat Classification Scheme with as much Level 3 classes as possible. Based on an evaluation of the availability and suitability of different spatial data it was decided to 1) use CORINE Land Cover 2018 and Ecosystem Type Map v3.1 and apply transition rules towards EUNIS Level 1 and Level 2 for European countries covered by CORINE Land Cover Maps, 2) use Copernicus Global Land Cover Map and apply transition rules towards EUNIS Level 1 and Level 2 for European countries not-covered by CORINE Land Cover Maps, 3) use Global Potential Natural Vegetation (GPNV) maps and the Harmonized World Soil Database (HWSD) to further disaggregate Level 2 classes towards Level 3. More than 700,000 points from the European Vegetation Archive (EVA) classified at EUNIS Level 3 were provided by the expert system for automatic classification of European vegetation plots to EUNIS habitats. Features were extracted from the GPNV modelled data on BIOMEs and FAPAR. Random stratified sampling was performed to retrieve 60% training and 40% validation samples. Training samples were used to train Random Forest decision tree models. Accuracy assessment was done on the remaining 40% validation samples. Overall accuracies ranged from 60% to more than 90%. Likewise, class specific users' and producers' accuracies found moderate to very high percentages. The decision tree models were to produce the updated EUNIS Level 3 habitat for whole Europe and EECCA countries providing a total of 218 land cover classes from which 204 classes represent EUNIS Level 3 classes. Quelle: Forschungsbericht

A new map product for calculating the critical loads for eutrophication and acidification of terrestrial ecosystems and for modelling air quality was created in this project. The spatial extent of the map covers a large number of countries in Europe, the Caucasus and Central Asia. The results of this project are map products representing the land cover in 217 EUNIS classes and 13 RCG classes. In addition to the individual, national application of the data set, a broader use of the data is planned within the framework of the Convention on Long-Range Transboundary Air Pollution.