Utilização da técnica por componentes principais (acp) e fator de iluminação, no mapeamento da cultura do café em relevo montanhoso

O objetivo deste trabalho foi avaliar as informações obtidas das imagens do satélite Landsat/TM5, utilizando técnicas de Análise por Componentes Principais (ACP) e Fator de Iluminação oriundo de um Modelo de Elevação do Terreno, calculado a partir de imagens ASTER, no mapeamento de áreas de café em terreno montanhoso. As imagens utilizadas (três) foram corrigidas para o efeito da atmosfera e cobriram, temporalmente, o ciclo da cultura. Foram calculadas as componentes principais e escolhidas as duas primeiras, as quais possuíam 94% das informações, para a definição das amostras. As amostras resultantes da ACP foram utilizadas na classificação supervisionada cujo resultado foi comparado com uma classificação convencional e uma classificação multitemporal convencional. A acurácia das classificações foi realizada por meio do cálculo da Exatidão Global e do Coeficiente Kappa, tendo como base uma máscara da área cafeeira da região. Os resultados mostraram que a técnica de ACP foi efetiva no estabelecimento de classes de iluminação, assim como na escolha das amostras, apesar de estas não terem representado a área efetivamente classificada. Em função disto, as classificações foram mais acuradas, principalmente aquela que considerou todos os pixels de cada imagem classificada individualmente pelo método da ACP, confirmando a importância do aspecto multitemporabilidade .

Comparison between hydrographically conditioned digital elevation models in the morphometric charaterization of watersheds

The aim of this study was to compare the hydrographically conditioned digital elevation models (HCDEMs) generated from data of VNIR (Visible Near Infrared) sensor of ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer), of SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) and topographical maps from IBGE in a scale of 1:50,000, processed in the Geographical Information System (GIS), aiming the morphometric characterization of watersheds. It was taken as basis the Sub-basin of São Bartolomeu River, obtaining morphometric characteristics from HCDEMs. Root Mean Square Error (RMSE) and cross validation were the statistics indexes used to evaluate the quality of HCDEMs. The percentage differences in the morphometric parameters obtained from these three different data sets were less than 10%, except for the mean slope (21%). In general, it was observed a good agreement between HCDEMs generated from remote sensing data and IBGE maps. The result of HCDEM ASTER was slightly higher than that from HCDEM SRTM. The HCDEM ASTER was more accurate than the HCDEM SRTM in basins with high altitudes and rugged terrain, by presenting frequency altimetry nearest to HCDEM IBGE, considered standard in this study.

Frequency-dependent selection at the amylase locus in Drosophila melanogaster

A. strain of Drosophila melanog-aster deficient in null amylase activity (Amylase ) was isolated from a wild null population of flies. The survivorship of Amylase homozygous flies is very low when the principal dietary carbohydrate source is starch. However, the survivorship of the null Amylase genotype is comparable to the wild type when the dietary starch is replaced by glucose. In addition, the null viability of the amylase-producing and Amylase strains is comparable v and very lm<] f on a medium with no carbohydrates . Furthermore, amylase-producing genotypes were shovm to excrete enzymatically active amylase protein into the food medium. The excreted amylase causes the external breakdown of dietary starch to sugar. These results led to the following null prediction: the viability of the A.mvlase genotype (fed on a starch rich diet) might increase in the presence of individuals which were amylase-producing. It was shown experimentally that such an increase in viability did in fact occur and that this increase v\Tas proportional to the number of mnylase..::producing fli.es present. These results provide a unique example of a non-"competi ti ve inter-genotype interaction, and one where the underlying physio~ logical and biochemical mechanism has been fully understood.

REFLECT : logiciel de restitution des réflectances au sol pour l’amélioration de la qualité de l'information extraite des images satellitales à haute résolution spatiale

RÉSUMÉ - Les images satellitales multispectrales, notamment celles à haute résolution spatiale (plus fine que 30 m au sol), représentent une source d’information inestimable pour la prise de décision dans divers domaines liés à la gestion des ressources naturelles, à la préservation de l’environnement ou à l’aménagement et la gestion des centres urbains. Les échelles d’étude peuvent aller du local (résolutions plus fines que 5 m) à des échelles régionales (résolutions plus grossières que 5 m). Ces images caractérisent la variation de la réflectance des objets dans le spectre qui est l’information clé pour un grand nombre d’applications de ces données. Or, les mesures des capteurs satellitaux sont aussi affectées par des facteurs « parasites » liés aux conditions d’éclairement et d’observation, à l’atmosphère, à la topographie et aux propriétés des capteurs. Deux questions nous ont préoccupé dans cette recherche. Quelle est la meilleure approche pour restituer les réflectances au sol à partir des valeurs numériques enregistrées par les capteurs tenant compte des ces facteurs parasites ? Cette restitution est-elle la condition sine qua non pour extraire une information fiable des images en fonction des problématiques propres aux différents domaines d’application des images (cartographie du territoire, monitoring de l’environnement, suivi des changements du paysage, inventaires des ressources, etc.) ? Les recherches effectuées les 30 dernières années ont abouti à une série de techniques de correction des données des effets des facteurs parasites dont certaines permettent de restituer les réflectances au sol. Plusieurs questions sont cependant encore en suspens et d’autres nécessitent des approfondissements afin, d’une part d’améliorer la précision des résultats et d’autre part, de rendre ces techniques plus versatiles en les adaptant à un plus large éventail de conditions d’acquisition des données. Nous pouvons en mentionner quelques unes : - Comment prendre en compte des caractéristiques atmosphériques (notamment des particules d’aérosol) adaptées à des conditions locales et régionales et ne pas se fier à des modèles par défaut qui indiquent des tendances spatiotemporelles à long terme mais s’ajustent mal à des observations instantanées et restreintes spatialement ? - Comment tenir compte des effets de « contamination » du signal provenant de l’objet visé par le capteur par les signaux provenant des objets environnant (effet d’adjacence) ? ce phénomène devient très important pour des images de résolution plus fine que 5 m; - Quels sont les effets des angles de visée des capteurs hors nadir qui sont de plus en plus présents puisqu’ils offrent une meilleure résolution temporelle et la possibilité d’obtenir des couples d’images stéréoscopiques ? - Comment augmenter l’efficacité des techniques de traitement et d’analyse automatique des images multispectrales à des terrains accidentés et montagneux tenant compte des effets multiples du relief topographique sur le signal capté à distance ? D’autre part, malgré les nombreuses démonstrations par des chercheurs que l’information extraite des images satellitales peut être altérée à cause des tous ces facteurs parasites, force est de constater aujourd’hui que les corrections radiométriques demeurent peu utilisées sur une base routinière tel qu’est le cas pour les corrections géométriques. Pour ces dernières, les logiciels commerciaux de télédétection possèdent des algorithmes versatiles, puissants et à la portée des utilisateurs. Les algorithmes des corrections radiométriques, lorsqu’ils sont proposés, demeurent des boîtes noires peu flexibles nécessitant la plupart de temps des utilisateurs experts en la matière. Les objectifs que nous nous sommes fixés dans cette recherche sont les suivants : 1) Développer un logiciel de restitution des réflectances au sol tenant compte des questions posées ci-haut. Ce logiciel devait être suffisamment modulaire pour pouvoir le bonifier, l’améliorer et l’adapter à diverses problématiques d’application d’images satellitales; et 2) Appliquer ce logiciel dans différents contextes (urbain, agricole, forestier) et analyser les résultats obtenus afin d’évaluer le gain en précision de l’information extraite par des images satellitales transformées en images des réflectances au sol et par conséquent la nécessité d’opérer ainsi peu importe la problématique de l’application. Ainsi, à travers cette recherche, nous avons réalisé un outil de restitution de la réflectance au sol (la nouvelle version du logiciel REFLECT). Ce logiciel est basé sur la formulation (et les routines) du code 6S (Seconde Simulation du Signal Satellitaire dans le Spectre Solaire) et sur la méthode des cibles obscures pour l’estimation de l’épaisseur optique des aérosols (aerosol optical depth, AOD), qui est le facteur le plus difficile à corriger. Des améliorations substantielles ont été apportées aux modèles existants. Ces améliorations concernent essentiellement les propriétés des aérosols (intégration d’un modèle plus récent, amélioration de la recherche des cibles obscures pour l’estimation de l’AOD), la prise en compte de l’effet d’adjacence à l’aide d’un modèle de réflexion spéculaire, la prise en compte de la majorité des capteurs multispectraux à haute résolution (Landsat TM et ETM+, tous les HR de SPOT 1 à 5, EO-1 ALI et ASTER) et à très haute résolution (QuickBird et Ikonos) utilisés actuellement et la correction des effets topographiques l’aide d’un modèle qui sépare les composantes directe et diffuse du rayonnement solaire et qui s’adapte également à la canopée forestière. Les travaux de validation ont montré que la restitution de la réflectance au sol par REFLECT se fait avec une précision de l’ordre de ±0.01 unités de réflectance (pour les bandes spectrales du visible, PIR et MIR), même dans le cas d’une surface à topographie variable. Ce logiciel a permis de montrer, à travers des simulations de réflectances apparentes à quel point les facteurs parasites influant les valeurs numériques des images pouvaient modifier le signal utile qui est la réflectance au sol (erreurs de 10 à plus de 50%). REFLECT a également été utilisé pour voir l’importance de l’utilisation des réflectances au sol plutôt que les valeurs numériques brutes pour diverses applications courantes de la télédétection dans les domaines des classifications, du suivi des changements, de l’agriculture et de la foresterie. Dans la majorité des applications (suivi des changements par images multi-dates, utilisation d’indices de végétation, estimation de paramètres biophysiques, …), la correction des images est une opération cruciale pour obtenir des résultats fiables. D’un point de vue informatique, le logiciel REFLECT se présente comme une série de menus simples d’utilisation correspondant aux différentes étapes de saisie des intrants de la scène, calcul des transmittances gazeuses, estimation de l’AOD par la méthode des cibles obscures et enfin, l’application des corrections radiométriques à l’image, notamment par l’option rapide qui permet de traiter une image de 5000 par 5000 pixels en 15 minutes environ. Cette recherche ouvre une série de pistes pour d’autres améliorations des modèles et méthodes liés au domaine des corrections radiométriques, notamment en ce qui concerne l’intégration de la FDRB (fonction de distribution de la réflectance bidirectionnelle) dans la formulation, la prise en compte des nuages translucides à l’aide de la modélisation de la diffusion non sélective et l’automatisation de la méthode des pentes équivalentes proposée pour les corrections topographiques.

Suivi des changements des utilisations/occupations du sol en milieu urbain par imagerie satellitale de résolution spatiale moyenne : le cas de la région métropolitaine de Montréal

De nos jours les cartes d’utilisation/occupation du sol (USOS) à une échelle régionale sont habituellement générées à partir d’images satellitales de résolution modérée (entre 10 m et 30 m). Le National Land Cover Database aux États-Unis et le programme CORINE (Coordination of information on the environment) Land Cover en Europe, tous deux fondés sur les images LANDSAT, en sont des exemples représentatifs. Cependant ces cartes deviennent rapidement obsolètes, spécialement en environnement dynamique comme les megacités et les territoires métropolitains. Pour nombre d’applications, une mise à jour de ces cartes sur une base annuelle est requise. Depuis 2007, le USGS donne accès gratuitement à des images LANDSAT ortho-rectifiées. Des images archivées (depuis 1984) et des images acquises récemment sont disponibles. Sans aucun doute, une telle disponibilité d’images stimulera la recherche sur des méthodes et techniques rapides et efficaces pour un monitoring continue des changements des USOS à partir d’images à résolution moyenne. Cette recherche visait à évaluer le potentiel de telles images satellitales de résolution moyenne pour obtenir de l’information sur les changements des USOS à une échelle régionale dans le cas de la Communauté Métropolitaine de Montréal (CMM), une métropole nord-américaine typique. Les études précédentes ont démontré que les résultats de détection automatique des changements dépendent de plusieurs facteurs tels : 1) les caractéristiques des images (résolution spatiale, bandes spectrales, etc.); 2) la méthode même utilisée pour la détection automatique des changements; et 3) la complexité du milieu étudié. Dans le cas du milieu étudié, à l’exception du centre-ville et des artères commerciales, les utilisations du sol (industriel, commercial, résidentiel, etc.) sont bien délimitées. Ainsi cette étude s’est concentrée aux autres facteurs pouvant affecter les résultats, nommément, les caractéristiques des images et les méthodes de détection des changements. Nous avons utilisé des images TM/ETM+ de LANDSAT à 30 m de résolution spatiale et avec six bandes spectrales ainsi que des images VNIR-ASTER à 15 m de résolution spatiale et avec trois bandes spectrales afin d’évaluer l’impact des caractéristiques des images sur les résultats de détection des changements. En ce qui a trait à la méthode de détection des changements, nous avons décidé de comparer deux types de techniques automatiques : (1) techniques fournissant des informations principalement sur la localisation des changements et (2)techniques fournissant des informations à la fois sur la localisation des changements et sur les types de changement (classes « de-à »). Les principales conclusions de cette recherche sont les suivantes : Les techniques de détection de changement telles les différences d’image ou l’analyse des vecteurs de changements appliqués aux images multi-temporelles LANDSAT fournissent une image exacte des lieux où un changement est survenu d’une façon rapide et efficace. Elles peuvent donc être intégrées dans un système de monitoring continu à des fins d’évaluation rapide du volume des changements. Les cartes des changements peuvent aussi servir de guide pour l’acquisition d’images de haute résolution spatiale si l’identification détaillée du type de changement est nécessaire. Les techniques de détection de changement telles l’analyse en composantes principales et la comparaison post-classification appliquées aux images multi-temporelles LANDSAT fournissent une image relativement exacte de classes “de-à” mais à un niveau thématique très général (par exemple, bâti à espace vert et vice-versa, boisés à sol nu et vice-versa, etc.). Les images ASTER-VNIR avec une meilleure résolution spatiale mais avec moins de bandes spectrales que LANDSAT n’offrent pas un niveau thématique plus détaillé (par exemple, boisés à espace commercial ou industriel). Les résultats indiquent que la recherche future sur la détection des changements en milieu urbain devrait se concentrer aux changements du couvert végétal puisque les images à résolution moyenne sont très sensibles aux changements de ce type de couvert. Les cartes indiquant la localisation et le type des changements du couvert végétal sont en soi très utiles pour des applications comme le monitoring environnemental ou l’hydrologie urbaine. Elles peuvent aussi servir comme des indicateurs des changements de l’utilisation du sol. De techniques telles l’analyse des vecteurs de changement ou les indices de végétation son employées à cette fin.

Rhythmic Masticatory Muscle Activity during Sleep: Etiology and Clinical Perspectives

L’activité rythmique des muscles masticateurs (ARMM) pendant le sommeil se retrouve chez environ 60% de la population générale adulte. L'étiologie de ce mouvement n'est pas encore complètement élucidée. Il est cependant démontré que l’augmentation de la fréquence des ARMM peut avoir des conséquences négatives sur le système masticatoire. Dans ce cas, l'ARMM est considérée en tant que manifestation d'un trouble moteur du sommeil connue sous le nom de bruxisme. Selon la Classification Internationale des Troubles du Sommeil, le bruxisme est décrit comme le serrement et grincement des dents pendant le sommeil. La survenue des épisodes d’ARMM est associée à une augmentation du tonus du système nerveux sympathique, du rythme cardiaque, de la pression artérielle et elle est souvent en association avec une amplitude respiratoire accrue. Tous ces événements peuvent être décrits dans le contexte d’un micro-éveil du sommeil. Cette thèse comprend quatre articles de recherche visant à étudier i) l'étiologie de l’ARMM pendant le sommeil en relation aux micro-éveils, et à évaluer ii) les aspects cliniques du bruxisme du sommeil, du point de vue diagnostique et thérapeutique. Pour approfondir l'étiologie de l’ARMM et son association avec la fluctuation des micro-éveils, nous avons analysé le patron cyclique alternant (ou cyclic alternating pattern (CAP) en anglais), qui est une méthode d’analyse qui permet d’évaluer l'instabilité du sommeil et de décrire la puissance des micro-éveils. Le CAP a été étudié chez des sujets bruxeurs et des sujets contrôles qui ont participé à deux protocoles expérimentaux, dans lesquels la structure et la stabilité du sommeil ont été modifiées par l'administration d'un médicament (la clonidine), ou avec l'application de stimulations sensorielles (de type vibratoire/auditif) pendant le sommeil. Dans ces deux conditions expérimentales caractérisées par une instabilité accrue du sommeil, nous étions en mesure de démontrer que les micro-éveils ne sont pas la cause ou le déclencheur de l’ARMM, mais ils représentent plutôt la «fenêtre permissive» qui facilite l'apparition de ces mouvements rythmiques au cours du sommeil. Pour évaluer la pertinence clinique du bruxisme, la prévalence et les facteurs de risque, nous avons effectué une étude épidémiologique dans une population pédiatrique (7-17 ans) qui était vue en consultation en orthodontie. Nous avons constaté que le bruxisme est un trouble du sommeil très fréquent chez les enfants (avec une prévalence de 15%), et il est un facteur de risque pour l'usure des dents (risque relatif rapproché, RRR 8,8), la fatigue des muscles masticateurs (RRR 10,5), les maux de tête fréquents (RRR 4,3), la respiration bruyante pendant le sommeil (RRR 3,1), et divers symptômes liés au sommeil, tels que la somnolence diurne (RRR 7,4). Ces résultats nous ont amenés à développer une étude expérimentale pour évaluer l'efficacité d'un appareil d'avancement mandibulaire (AAM) chez un groupe d'adolescents qui présentaient à la fois du bruxisme, du ronflement et des maux de tête fréquents. L'hypothèse est que dans la pathogenèse de ces comorbidités, il y a un mécanisme commun, probablement lié à la respiration pendant le sommeil, et que l'utilisation d'un AAM peut donc agir sur plusieurs aspects liés. À court terme, le traitement avec un AAM semble diminuer l'ARMM (jusqu'à 60% de diminution), et améliorer le ronflement et les maux de tête chez les adolescents. Cependant, le mécanisme d'action exact des AAM demeure incertain; leur efficacité peut être liée à l'amélioration de la respiration pendant le sommeil, mais aussi à l'influence que ces appareils pourraient avoir sur le système masticatoire. Les interactions entre le bruxisme du sommeil, la respiration et les maux de tête, ainsi que l'efficacité et la sécurité à long terme des AAM chez les adolescents, nécessitent des études plus approfondies.

Toxina botulínica en manejo de síntomas del tracto urinario bajo en pacientes con hiperplasia prostática benigna - revisión sistemática de la literatura

Revisión sistemática de la literatura tomando ensayos clínicos aleatorizados sobre el uso de la inyección intraprostática de la toxina botulínica en los pacientes con hiperplasia prostática benigna evaluando una escala validada de síntomas del tracto urinario bajo como desenlace primario

Changes in the extent of glaciers in the Eastern Terskey Alatoo, the Central Tien-Shan, in response to climatic fluctuations in between the end of the 19th and the beginning of the 21st century

Changes in the extent of glaciers and rates of glacier termini retreat in the eastern Terskey-Alatoo Range, the Tien Shan Mountains, Central Asia have been evaluated using the remote sensing techniques. Changes in the extent of 335 glaciers between the end of the Little Ice Age (LIA; mid-19th century), 1990 and 2003 have been estimated through the delineation of glacier outlines and the LIA moraine positions on the Landsat TM and ASTER imagery for 1990 and 2003 respectively. By 2003, the glacier surface area had decreased by 19% of the LIA value, which constitutes a 76 km(2) reduction in glacier surface area. Mapping of 109 glaciers using the 1965 1:25,000 maps revealed that glacier surface area decreased by 12.6% of the 1965 value between 1965 and 2003. Detailed mapping of 10 glaciers using historical maps and aerial photographs from the 1943-1977 period, has enabled glacier extent variations over the 20th century to be identified with a higher temporal resolution. Glacial retreat was slow in the early 20th century but increased considerably between 1943 and 1956 and then again after 1977. The post-1990 period has been marked by the most rapid glacier retreat since the end of the LIA. The observed changes in the extent of glaciers are in line with the observed climatic warming. The regional weather stations have revealed a strong climatic warming during the ablation season since the 1950s at a rate of 0.02-0.03 degrees Ca-1. At the higher elevations in the study area represented by the Tien Shan meteorological station, the summer warming was accompanied by negative anomalies in annual precipitation in the 1990s enhancing glacier retreat. However, trends in precipitation in the post-1997 period cannot be evaluated due to the change in observational practices at this station. Neither station in the study area exhibits significant long-term trends in precipitation. Crown Copyright (C) 2009 Published by Elsevier B.V. All rights reserved.

Glacier shrinkage and climatic change in the Russian Altai from the mid-20th century: An assessment using remote sensing and PRECIS regional climate model

This paper examines changes in the surface area of glaciers in the North and South Chuya Ridges, Altai Mountains in 1952-2004 and their links with regional climatic variations. The glacier surface areas for 2004 were derived from the Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) imagery. Data from the World Glacier Inventory (WGI)dating to 1952 and aerial photographs from 1952 were used to estimate the changes. 256 glaciers with a combined area of 253±5.1 km2 have been identified in the region in 2004. Estimation of changes in extent of 126 glaciers with the individual areas not less than 0.5 km2 in 1952 revealed a 19.7±5.8% reduction. The observed glacier retreat is primarily driven by an increase in summer temperatures since the 1980s when air temperatures were increasing at a rate of 0.10 - 0.13oC a-1 at the glacier tongue elevation. The regional climate projections for A2 and B2 CO2 emission scenarios developed using PRECIS regional climate model indicate that summer temperatures will increase in the Altai in 2071-2100 by 6-7oC and 3-5oC respectively in comparison with 1961-1990 while annual precipitation will increase by 15% and 5%. The length of the ablation season will extend from June-August to the late April – early October. The projected increases in precipitation will not compensate for the projected warming and glaciers will continue to retreat in the 21st century under both B2 and A2 scenarios.

The Namib Sand Sea digital database of aeolian dunes and key forcing variables

A new digital atlas of the geomorphology of the Namib Sand Sea in southern Africa has been developed. This atlas incorporates a number of databases including a digital elevation model (ASTER and SRTM) and other remote sensing databases that cover climate (ERA-40) and vegetation (PAL and GIMMS). A map of dune types in the Namib Sand Sea has been derived from Landsat and CNES/SPOT imagery. The atlas also includes a collation of geochronometric dates, largely derived from luminescence techniques, and a bibliographic survey of the research literature on the geomorphology of the Namib dune system. Together these databases provide valuable information that can be used as a starting point for tackling important questions about the development of the Namib and other sand seas in the past, present and future.

Changes in area and geodetic mass balance of small glaciers, polar Urals, Russia, 1950-2008

Changes in area of 30 small glaciers (mostly <1 km2) in the northern Polar Urals (67.5-68.25 °N) between 1953 and 2000 were assessed using historic aerial photography from 1953 and 1960, ASTER and panchromatic Landsat ETM+ imagery from 2000, and data from 1981 and 2008 terrestrial surveys. Changes in volume and geodetic mass balance of IGAN and Obruchev glaciers were calculated using data from terrestrial surveys in 1963 and 2008. In total, glacier area declined by 22.3 ± 3.9% in the 1953/60-2000 period. The areas of individual glaciers decreased by 4-46%. Surfaces of Obruchev and IGAN glaciers lowered by 22.5 ± 1.7 m and 14.9 ± 2.1 m. Over 45 years, geodetic mass balances of Obruchev and IGAN glaciers were -20.66 ± 2.91 and -13.54 ± 2.57 m w.e. respectively. Glacier shrinkage in the Polar Urals is related to a summer warming of 1 °C between 1953-81 and 1981-2008 and its rates are consistent with other regions of northern Asia but are higher than in Scandinavia. While glacier shrinkage intensified in the 1981-2000 period relative to 1953-81, increasing winter precipitation and shading effects slowed glacier wastage in 2000-08.

Terrestrial ecosystems from space: a review of earth observation products for macroecology applications

Aim Earth observation (EO) products are a valuable alternative to spectral vegetation indices. We discuss the availability of EO products for analysing patterns in macroecology, particularly related to vegetation, on a range of spatial and temporal scales. Location Global. Methods We discuss four groups of EO products: land cover/cover change, vegetation structure and ecosystem productivity, fire detection, and digital elevation models. We address important practical issues arising from their use, such as assumptions underlying product generation, product accuracy and product transferability between spatial scales. We investigate the potential of EO products for analysing terrestrial ecosystems. Results Land cover, productivity and fire products are generated from long-term data using standardized algorithms to improve reliability in detecting change of land surfaces. Their global coverage renders them useful for macroecology. Their spatial resolution (e.g. GLOBCOVER vegetation, 300 m; MODIS vegetation and fire, ≥ 500 m; ASTER digital elevation, 30 m) can be a limiting factor. Canopy structure and productivity products are based on physical approaches and thus are independent of biome-specific calibrations. Active fire locations are provided in near-real time, while burnt area products show actual area burnt by fire. EO products can be assimilated into ecosystem models, and their validation information can be employed to calculate uncertainties during subsequent modelling. Main conclusions Owing to their global coverage and long-term continuity, EO end products can significantly advance the field of macroecology. EO products allow analyses of spatial biodiversity, seasonal dynamics of biomass and productivity, and consequences of disturbances on regional to global scales. Remaining drawbacks include inter-operability between products from different sensors and accuracy issues due to differences between assumptions and models underlying the generation of different EO products. Our review explains the nature of EO products and how they relate to particular ecological variables across scales to encourage their wider use in ecological applications.

Modelling of urban sensible heat flux at multiple spatial scales : a demonstration using airborne hyperspectral imagery of Shanghai and a temperature–emissivity separation approach

Urbanization related alterations to the surface energy balance impact urban warming (‘heat islands’), the growth of the boundary layer, and many other biophysical processes. Traditionally, in situ heat flux measures have been used to quantify such processes, but these typically represent only a small local-scale area within the heterogeneous urban environment. For this reason, remote sensing approaches are very attractive for elucidating more spatially representative information. Here we use hyperspectral imagery from a new airborne sensor, the Operative Modular Imaging Spectrometer (OMIS), along with a survey map and meteorological data, to derive the land cover information and surface parameters required to map spatial variations in turbulent sensible heat flux (QH). The results from two spatially-explicit flux retrieval methods which use contrasting approaches and, to a large degree, different input data are compared for a central urban area of Shanghai, China: (1) the Local-scale Urban Meteorological Parameterization Scheme (LUMPS) and (2) an Aerodynamic Resistance Method (ARM). Sensible heat fluxes are determined at the full 6 m spatial resolution of the OMIS sensor, and at lower resolutions via pixel aggregation and spatial averaging. At the 6 m spatial resolution, the sensible heat flux of rooftop dominated pixels exceeds that of roads, water and vegetated areas, with values peaking at ∼ 350 W m− 2, whilst the storage heat flux is greatest for road dominated pixels (peaking at around 420 W m− 2). We investigate the use of both OMIS-derived land surface temperatures made using a Temperature–Emissivity Separation (TES) approach, and land surface temperatures estimated from air temperature measures. Sensible heat flux differences from the two approaches over the entire 2 × 2 km study area are less than 30 W m− 2, suggesting that methods employing either strategy maybe practica1 when operated using low spatial resolution (e.g. 1 km) data. Due to the differing methodologies, direct comparisons between results obtained with the LUMPS and ARM methods are most sensibly made at reduced spatial scales. At 30 m spatial resolution, both approaches produce similar results, with the smallest difference being less than 15 W m− 2 in mean QH averaged over the entire study area. This is encouraging given the differing architecture and data requirements of the LUMPS and ARM methods. Furthermore, in terms of mean study QH, the results obtained by averaging the original 6 m spatial resolution LUMPS-derived QH values to 30 and 90 m spatial resolution are within ∼ 5 W m− 2 of those derived from averaging the original surface parameter maps prior to input into LUMPS, suggesting that that use of much lower spatial resolution spaceborne imagery data, for example from Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) is likely to be a practical solution for heat flux determination in urban areas.

Land surface temperature retrieval from Sentinel 2 and 3 Missions

In this work we explore the synergistic use of future MSI instrument on board Sentinel-2 platform and OLCI/SLSTR instruments on board Sentinel-3 platform in order to improve LST products currently derived from the single AATSR instrument on board the ENVI- SAT satellite. For this purpose, the high spatial resolu- tion data from Setinel2/MSI will be used for a good characterization of the land surface sub-pixel heteroge- neity, in particular for a precise parameterization of surface emissivity using a land cover map and spectral mixture techniques. On the other hand, the high spectral resolution of OLCI instrument, suitable for a better characterization of the atmosphere, along with the dual- view available in the SLTSR instrument, will allow a better atmospheric correction through improved aero- sol/water vapor content retrievals and the implementa- tion of novel cloud screening procedures. Effective emissivity and atmospheric corrections will allow accu- rate LST retrievals using the SLSTR thermal bands by developing a synergistic split-window/dual-angle algo- rithm. ENVISAT MERIS and AATSR instruments and different high spatial resolution data (Landsat/TM, Proba/CHRIS, Terra/ASTER) will be used as bench- mark for the future OLCI, SLSTR and MSI instruments. Results will be validated using ground data collected in the framework of different field campaigns organized by ESA.