מבוא ל Aquifer Depletion Monitoring

Aquifers, היווצרות תת-קרקעית גיאולוגיים שחנות ומעבירים מים קרקעיים, מספקים כמעט מחצית ממים השתייה בעולם ויותר מ-40% ממים השקיה, אך המשאבים החיוניים הללו מתמוססים מהר יותר מאשר ניתן לרוקן באופן טבעי את המגמות הללו בתדירות גבוהה ובינונית של מערכות הגנה חוצות.

תפקיד של סניפי מרוחקים ב- Groundwater Monitoring

חישה מרחוק כוללת רכישת מידע על פני כדור הארץ ללא מגע פיזי ישיר, בדרך כלל באמצעות לוויינים או חיישנים מבוססי מטוסים חיישנים אלה לוכדים קרינה אלקטרומגנטית על פני אורכי גל שונים, חשיפת שינויים בכיסוי הקרקע, לחות הקרקע, בריאות ספירת פני השטח של 1 חודשים, כדי למנוע מעקב אחר משטחים חשמליים (Ricial Repateecting) באופן קבוע של ייצוב של שיטות מים - במקום זאת, היא מזהה הבדלים הקשורים לזיהום מים סביר (למשל, בתנאי אקלים) באופן קבוע, כגון ירידה של ספירת מים).

מערכות מידע גיאוגרפיות (GIS) כפלטפורמת אינטגרציה

בעוד חישה מרחוק מייצרת כמויות עצומות של נתונים מרחביים, GIS מספקת את המסגרת לארגן, לנתח, ולדמיין את המידע הזה. GIS היא מערכת מבוססת מחשב שלוכדת, חנויות, מנהלת, מנתחת נתונים גיאוגרפיים המתייחסים לנתוני מידע.בהקשר של פיקוח על משאבים חשמליים, GIS שכבות מרחוק חישה מרחוק תפוקה עם נתונים רלוונטיים אחרים: גלאים, משקעים, רשומות גיאוגרפיות, שימוש בתוכנות חירום, לדוגמה, כמו גם עם רמות של אנרגיה.

שילוב של סניפי מרחוק ו- GIS לניתוח חקירה

הכוח האמיתי של טכנולוגיות אלה עולה כאשר הם משמשים ב- tandem. תחנות חישה מרחוק מספק את זרם הנתונים; GIS מספקת מנוע אנליטי.לדוגמה, InSAR-derived קרקע תת-קרקעית מפות ניתן לייבא לתוך סביבת GIS וממוזג עם משאבה מהירה של מיקום מים מאוחדים על ידי הפעלת שאילתות מרחביות, אנליסטים יכולים לקבוע אם נקודות חמות תת-קרקעיות יתאימות עם תסרוקת של חומרים ממושכים של פחמן, אשר ניתן לשלב יותר עם לוויינים חדשים, כגון למערכות יחסים עם מגבלות אוויריות.

טכניקות חיפוש מרחוק עבור Aquifer

כמה טכניקות רגישות מרחוק רלוונטיות במיוחד למעקב אחר פענוח אקוויפר.כל אחד מנצל אותות משטח שונים כדי להפר שינויים תת-קרקעיים.

מדד הפחתת ההבדלים הנורמלי (NDVI)

NDVI מחשב את ההבדל בין קרוב ל- 1 ל- 1 (שתקף חזק על ידי צמחייה בריאה) ואור אדום (בשטח על ידי chlorophyll) (המדד המתקבל מ-1 עד 1, עם ערכים גבוהים יותר המציינים צמחייה צפופה, ירוקה יותר באזורים חקלאיים התלויים על פני המים הקרקעיים, ירידה מתמשכת ב-NDVI יכולה גם להפחית את זמינות המים, במיוחד במהלך עונות יבשות כאשר השקיה צפויה להפחתה של מחלות קשות יותר, בעוד שעדיין נמוכה יותר, בעוד שצריכה להיות נמוכה יותר, בעוד שצריכה להיות נמוכה יותר, לדוגמה, בתנאי קיבולת גבוהה יותר של מחלות תת-עשר שנים.

טמפרטורת פני השטח (LST)

LST מודד את הטמפרטורה של פני כדור הארץ כפי שזוההה על ידי חיישני אינפרא אדום תרמי. Vegetation מפעילה אפקט קירור באמצעות טרנסספירציה; כאשר צמחים חווים מתח מים, הם להפחית את הנשימה, מה שגורם עלה וקרקע לחום (מאחר כך, אזורים עם מים ריקים לעתים קרובות להציג LST גבוה בהשוואה לסביבה.

Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR)

InSAR משתמשת בשני תמונות מכ"ם סינתטי יותר (SAR) של אותו אזור כדי ליצור אינטרפרוגרם כי מפה משטח עיוות משטח הקרקע. כאשר מים מופקים מ aquifer, ⁇ הסלע להעריך דחוס דחוס, גרימת הקרקע מעל לשקוע - לעתים קרובות על ידי סנטימטרים בשנה באגן משאבה מסיבית.

GRACE Satellite Gravimetry

הניסוי של Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE), משימה משותפת של מרכז החלל נאס"א-גרמני, מדדים משתנים בתחום הכבידה של כדור הארץ כפי שהוא מקיף.מכיוון שחלוקת מים משנה את הכבידה, GRACE יכולה לזהות וריאציות באחסון מים מוחלט - כולל מי קרקע, לחות קרקע ומים - יתר על כן, צעדים חודשיים ברזולוציה של קוהרזה (ב -150 אלף ק"מ) על ידי משקעים תת-התיים ותצפיות חמורות, בעוד שגורמים, כמו משקעים חמורים, עלולים, כמו תצפיות שטח-מסוגרות, כמו טמפרטורות גבוהות, כמו טמפרטורות שטח-מחוסמות, כמו טמפרטורות גבוהות, טמפרטורות שטח, כמו טמפרטורות שטח-מחוסמות, כמו טמפרטורות שטח, עלולות, כולל טמפרטורות שטח-יתר-מסוגרות, כמו טמפרטורות שטח-מחוסמות, טמפרטורות שטח-יתר-יתר-יתר-מחדש-יתר-יתר-מחדשות, כמו טמפרטורות שטח-יתר-יתר-יתר-יתר-יתר-יתר-יתר-יתר-יתר-יתר-יתר-יתר-יתר-יתר-יתר-יתר-יתר-יתר-יתר-יתר-יתר-מחדש-יתר-יתר-יתר-

מחקרים ויישומים

יישום בעולם האמיתי מדגים את הערך המעשי של חישה מרחוק ו GIS עבור ניטור מחיקהquifer.

⁇ Aquifer, ארצות הברית

המישורים הגבוהים Aquifer, החלקים הבסיסיים של שמונה מדינות, הוא אחד המערכות המלומדות ביותר באמצעות כלים אלה. חוקרים שילבו הערכות evatranspiration מבוססות לנדסאט עם מדידות ונתוני GRACE כדי למפות את שיעורי המחיקה.מודלים של GIS זיהו כי כ-30% מהאחסון של ניהול חומרים קנזס כבר מתפורר מאז התפתחות מוקדמת, עם הירידה החמורה ביותר בניתוח מרכזי של מים ופעולות קנזס.

צפון סין

בצפון סין, השקיה אינטנסיבית לחיטה ולתרס הורידה את טבלאות המים עד 50 מטרים באזורים מסוימים. מדענים השתמשו ב-InSAR כדי לזהות שיעורי תת-קרקעיים מעל 100 מ"מ בשנה ליד בייג'ינג, תוך ייבוש עם משאבת מים עירוניים. NDVI ו- LST נתונים חשפו כי אזורים חקלאיים מפענוח הראו מתח צמחייה בולט במהלך שנים.

מדינות מועצת שיתוף פעולה

באזורים צחיחים כמו סעודיה והאיחוד האמירויות הערביות, אקוויפרים מאובנים (מים לא חדשים) מוקשים על השקיה.נתוני GRACE מתעדים אובדן המוני מהיר במערכת האקפר הערבית, מגמה של מחיקה אשר מואצת בסביבות מרוחקות 2000. חישה של צמחייה מ-MoDIS הראו ירידה של NDVI במעגלים של נוקשות לאחר המעבר המהיר ביותר, אשר עשוי להיות משולב עד כה, אפילו מתחומים חקלאיים.

היתרונות של Sensing מרחוק GIS עבור ניהול מים

אימוץ של חישה מרחוק ו- GIS עבור ניטור של מחיקה מציע יתרונות מרובים על פני לבד.ראשון, עלות-יעילות: צילום לוויין מכסה אזורים גדולים בחלק מהעלות של התקנת ושמירה על רשתות צפופות היטב.שני, שלמות מרחבית: מקבלי-פעולה מרחוק מספקים נתונים עקביים על גבולות בינלאומיים ושטחים מרוחקים, המאפשרים תחזיות קבועות שלישיות, מורכבות כמו תצפיות על הקרקע.

אתגרים ומגבלות

למרות היתרונות שלהם, רגיש מרחוק ו GIS גישות להתמודד עם מכשולים משמעותיים.רזולוציה ספאטי נשאר מעצורים: GRACE צופה רק בקנה מידה אזורי, בעוד חיישנים לטווח בינוני (למשל, לנדסאט ב -30 מטרים) לא יכול לזהות את גורמי לחות ייחודיים ברמה מסוימת.

כיוונים עתידיים

התקדמות בטכנולוגיה מבטיחה להתגבר על מגבלות נוכחיות רבות.התעלות:0 â € ¢ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

מסקנה

חישה מרחוק ו- GIS מספקים גישה טרנספורמטיבית לפקח על מגמות של טיהור אקוויפר, המציע כיסוי מרחבי רחב, עדכונים תכופים, ואת היכולת לשלב מקורות נתונים מגוונים.טכניקות כגון NDVI, LST, InSAR, ו- GRACE לווייני gravimetry לזהות פני השטח ואת אותות הכבידה כי הם מתאמים עם שינויים במים קרקעיים, בעוד GIS להפוך נתונים אלה לתובנות אפשריות.