導入:グローバル・サステイナビリティの触媒としての衛星

衛星システムは、専門的軍事および通信ツールから、惑星を監視および管理するための重要なインフラに移行しました。 広大な領域にわたってデータを収集する能力は、繰り返し、そしてリアルタイムで、環境の変化を追跡し、資源の使用を計画し、政策の遵守を検証するために不可欠です。 国連の17持続可能な開発目標(SDGs)は、2015年に採用され、貧困、不平等、気候変動、環境の劣化に対処するための包括的なフレームワークを提示します。 衛星観測は、目的、一貫した、および拡張可能なデータを提供し、これらの目的を計画し、計画する必要としている場所を計画します。 これらは、これらの目標は、および計画を計画するために必要とされているとしている場所を計画します。

この記事では、各SDG領域に地球観測、ナビゲーション、通信など、さまざまな種類の衛星システムがどのように貢献するかを解説しています。特定のユースケースを調べ、衛星データのメリットと課題について議論し、今後の持続可能な未来の構築における宇宙ベースの技術の活用をさらに拡大する新たなトレンドを見ていきます。

衛星システムとその能力の理解

衛星システムは、機能に基づいて3つの広いカテゴリに分類されます:地球観測(EO)、グローバルナビゲーション衛星システム(GNSS)、通信。 持続可能な開発に適用できる3つのデータまたはサービスが生成されます。

地球観測衛星

EO衛星は、可視、赤外線、レーダー、および多面的な画像を取り込むセンサーを運びます。これらのセンサーは、土地のカバー、植生の健康、水質、大気組成などの変化を検出します。注目すべき星は、NASAのテラとアクア、欧州宇宙庁の(ESA)セニネルシリーズ、および惑星のドーブ衛星のような商用艦隊が含まれます。EOデータは、予報、都市の成長、および影響を監視するために使用されています。

グローバルナビゲーション衛星システム

GNSSは、米国グローバルポジショニングシステム(GPS)、ロシア、ロシア、欧州のガリレオ、中国、BeiDouなどの精密な位置情報とタイミング情報を提供します。この機能は、精密農業、効率的な物流、インフラ管理、および緊急対応をサポートしています。GNSSからのタイムスタンプは、同期環境センサーネットワークにとっても重要です。

通信衛星

リモート・グラウンド・ステーションとグローバル・ネットワーク間でデータを中継する通信衛星。彼らは、保護された地域における通信教育、テレコミュニケーション、およびテレコミュニケーションを可能にし、SDG 4(品質教育)、SDG 3(良好な健康と幸福)、SDG 9(産業、イノベーション、インフラ)に直接貢献します。災害状況では、地上ネットワークが損傷したときに接続を復元します。

衛星データがSDGsの横断で進捗を促す方法

衛星システムがほぼすべてのSDGに触れる一方で、特に確立されたアプリケーションからいくつかの目標が得られる。

気候行動(SDG 13)

衛星は、主要な気候変数を監視する主な手段です:温室効果ガス濃度、海レベルの上昇、氷シートの質量バランス、および気象パターンの変更。 ESAの気候変化イニシアティブ(CCI) ]は、長期的、一貫性のあるレコード[]を実証する重要な気候変数の指標を証明します。 例えば、Copernicus Sentinel-6衛星は、ミリ単位で海レベルの上昇を追跡し、海岸の国家計画適応を支援します。 妥協のないことは、それが実証された気候モデルの妥協を検証する必要と判断します。

土地での暮らし(SDG 15)

地球観測では、森林カバー、土地劣化、生物多様性のホットスポットの系統マッピングが可能です。地球森林監視プラットフォームは、陸土と千種データ、 の規制当局が、リアルタイムで違法なロギングに役立てる[]]。衛星データは、ドライランドの土地の生産性の傾向を追跡することにより、UN条約をサポートしています。生物多様性、ライダー、レーダーセンサーは、生物多様性の予測と生態系の保全に役立ちます。

クリーンウォーターと衛生(SDG 6)

衛星画像は、サーモイザーのサーモイサーの地表水域を評価し、藻の咲くことを検出し、堆肥化を監視することができます。国連の水SDGインジケータ6.6.1、水関連生態系の範囲の変化を測定し、EOデータに大きく依存しています。例えば、欧州委員会の共同研究センターは、セネテル2データをアフリカ全域の季節的な水体をマッピングしています。衛生では、衛星データは、人口密度とネプロゾーンを識別することにより、ラテネの配置を計画するのに役立ちます。

ゼロハンガー(SDG 2)と持続可能な農業

精密農業アプリケーションは、MODISやSentinel-2などの衛星からNDVI(Normalized差分植生インデックス)時間シリーズを使用して、作物の健康と予測の収量を監視します。 FAOの農業ストレスインデックスシステム(ASIS)]]]]は、農業の干ばつを早期に警告を発行するこのデータを使用しています。 特に小規模な状況では、特に小規模な状況では、調整された灌漑とSMSアラートを受信することができ、土壌の安全性を増加させ、栄養物の安全性を向上し、栄養を増加させることができる。

その他の主要SDGs

  • [SDG 3(Good Health):[衛星データは大気汚染を追跡します(MODISからエアロゾル光深さを使用して)、適切な蚊生息地をマッピングし、通信衛星を介してテルメディシンをサポートしています。
  • [SDG 7(手頃な価格でクリーンエネルギー):[]] 衛星由来の放射性および表面風速データがサイトの選定とグリッド統合に依存している太陽および風力資源マッピング。
  • [SDG 11(持続可能な都市):[]] 都市熱島効果、土地利用の変化、および非公式決済成長は、すべてのEOデータで監視されます。 VIIRSからの夜間ライトのイメージは、経済活動とエネルギーアクセスパターンを明らかにします。
  • SDG 14(水下の生活):[オーシャンカラーセンサーは、植物プランクトンの咲きを検出し、海面温度は漁業管理をサポートし、海底は海洋生態系の気候影響を追跡するために海面レベルを測定します。

持続可能な開発のためのサテライトシステムの利点と限界

利点

  • []グローバルおよび繰り返しのカバレッジ:[[衛星は、遠隔、対立、または地上調査が不可能である政治的に敏感な領域を含む、数日ごとに地球上の任意の場所を観察することができます。
  • [標準化データ:]]センサーキャリブレーションと処理プロトコルは、異なる日付と地域からのデータが確実に比較できることを確認します。SDGのトレンドを時間をかけて追跡するための前提条件です。
  • [Cost-Effectiveness:[衛星が軌道に入ったら、フィールドチームをデプロイするよりも、追加の画像を必要とする余白コストが低い。 開いたデータポリシー(例えば、土壇、セニネル)は途上国のアクセス障壁を大幅に削減しました。
  • [マルチ・チュラル・分析:[ 歴史アーカイブ(Landsatは1972年に戻ります)は、土地利用の変化のレトロスペクティブ・スタディを可能にし、証拠ベースの政策調整を有効にします。

チャレンジ

  • []高エントリーコスト:[]] 小規模な衛星と乗り継ぎの打ち上げがしきい値下げが、衛星を建設し、打ち上げが高価なまま。 多くの開発国はまだ外部データとインフラに依存しています。
  • []データ処理能力:]] 生衛星データは、洗練された処理と解釈を必要とします。 多くの国では、ピクセルを実用的な知識に変換するために必要な熟練したアナリストやソフトウェアプラットフォームが欠けています。
  • ウェザーとクラウドカバー:[光学センサーは、熱帯地域における観測を制限するクラウドを観察できません。 合成絞りレーダー(SAR)はクラウドを貫通することができますが、SARデータは広く使用され、異なる専門知識を必要とします。
  • [データプライバシーとセキュリティ:[]]]]高画質画像は、監視と誤用に関する懸念を提起します。 透明性とプライバシー保護のバランスは、特に都市部のアプリケーションのための継続的な課題です。
  • []宇宙インフラの持続性:[宇宙デブリとロケット打ち上げのカーボンフットプリントは、衛星サービスの恩恵に計量しなければならない環境コストです。

SDGs達成に向けたサテライトシステムの未来

テクノロジー、データアクセシビリティ、国際協力の進歩により、持続可能な開発に衛星の影響が増幅されます。

技術革新

小規模衛星(CubeSatsとnanosats)の星座は、遠隔地や毎日、遠隔地で監視頻度が増加し、森林や洪水などの動的なイベントのほぼリアルタイムモニタリングを可能にします。 オンボードの人工知能は、軌道に直接データを処理し、下り回線の帯域幅の要件を減らし、災害対応をスピードアップすることができます。 ハイパースペクトルセンサーと大気補正アルゴリズムの改善により、水質、土壌の種類、および作物栄養素に関する詳細情報が提供されます。

国際協力・データ共有

地球観測(GEO)や国連グローバル宇宙技術応用プログラム(UN-SPIDER)のグループなど、データ共有とキャパシティビルディングを推進するデータイニシアチブを開きます。 ]]NASA Earth Observatory]と[[]]]ESAのコペルニクスプログラムは、世界中の画像や研究、運用アプリケーションをサポートし、自由に利用できるようにします。 全国の代理店との間でのバイラテラル協定は、インフラストラクチャを離れ、データが残らないことを保証します。

地上データとAIとの統合

衛星観測と地上の真実データ(監視、気象ステーション、フィールドサンプル)を組み合わせて最も正確なSDGインジケーターが来ます。機械学習モデルは、これらの分裂データソースを使用して、貧困、作物の収量、空気の質の高い解像度マップを生成するために、よりアクセス可能になります。クラウドコンピューティングとオープンソースツール(例えば、Google Earth Engine)がよりアクセス可能になり、低所得設定の研究者や政策立案者への参入障壁は下がり続けています。

コンテンツ

衛星システムは、持続可能な開発ツールキットの基礎要素にニッチ機能から進化しました。彼らは、気候行動からゼロ飢餓、きれいな水、そして土地での生活を監視するために必要な、相乗的、頻繁で一貫した観察を提供します。コスト、容量、データ解釈の課題は、技術革新の急速なペースとオープンデータの成長の文化は、かつてないほどのスペース主導的な情報を作る必要があります。衛星インフラに投資し続けることにより、ローカル分析能力を構築し、持続可能な資源を加速し、世界規模を加速することができます。