都市水上ボディーと汚染レベルを監視するリモートセンシングのアプリケーション

リモートセンシング技術について

遠隔感知技術は、衛星、航空機、またはドローンに搭載されたセンサーを使用して、地球の表面から反射または放出される電磁放射線をキャプチャします。これらのセンサーは、可視、赤外線、マイクロ波帯を含むさまざまな波長で動作し、それぞれが水体に関する明確な情報を提供します。都市の水の監視のために、多面体および多面性センサーは、汚染や環境の変化を示す水色の微妙な変化を検出することができるため、特に価値があります。基本は、水質測定および水質測定基準を適応させることを可能にする[F]を適応させるように、および特定の測定値が、および測定対象物質的検査を観察することができます。 [F]

モニタリング都市水ボディー

アーバン水体 - 湖、川、貯水池、運河、および海岸地帯 - 嵐水流、下水流、産業排出、および熱汚染からの一定圧力。伝統的な監視は、労働集約型、高価であり、唯一のスナップショットデータを提供する、離散的なポイントでフィールドサンプリングに依存しています。リモートセンシングは、これらの方法を合成、頻繁に、および空間的連続観察を提供することで提供します。単一の衛星放送は、地上を逃すことができる。

水質変数の検出

センサーは、直接またはアルゴリズムを介して複数の重要なパラメータを測定します。 ] のTurbidityは、光の浸透をブロックする中断された粒子を示します。可視赤と近赤のバンドの反射率が増加することによって検出されます。 [ Chlorophyll-aの濃度]]、藻質バイオマスのプロキシは、ほぼ赤外およびほぼ赤外域の帯域の分布から、およびほぼ赤外域の帯域の分布を吸収するかどうかを正確に測定します。 [FLTF] 温度は、または温度の放射性温度を正確に測定する[FLTF] または温度を、または温度を、または温度を、または湿度の放射する[FLTF] または温度を、または温度を、または湿度の放射する温度を、または湿度の放射する温度を、または湿度の放射する温度を、温度を、または湿度の放射する温度を、温度を、湿度を、湿度の湿度の湿度を、湿度の湿度の湿度の湿度の湿度の湿度の湿度の湿度の湿度

汚染源マッピング

汚染のホットスポットとソースを位置して、リモートセンシングのエクセルシブ。高解像イメージは、降水管、違法な投棄場所、集中都市の離陸部の領域を特定することができます。温度分析 - 数週間以上画像を比較し、汚染パターンを雨降水イベントや産業サイクルに再発します。例えば、嵐の後の濁度の増加は、複合体流を示し、持続性クロロフィルが特定の土壌を強制的に排出し、より効率的な環境対策を計画します。

ユートロフィケーションとアルガル・ブルームモニタリング

ユートロフィケーション、窒素やリンなどの栄養素を持つ水体の過度性は、一般的な都市水の問題です。それは、毒素、枯れた酸素を生成し、水生を殺す有害な藻類の咲きをトリガーします。遠隔センシングは、クロロフィル濃度を検出し、シアノバクテリアにユニークなフィコシアニン顔料によって早期警告を提供します。センチネル-2やランサット8などの衛星ミッションは、視認性のあるすべての画像が確認できる限り、緊急の警告を低減し、予防措置を促します。

リモートセンシングプラットフォームの種類

異なるプラットフォームは、空間解像度、気道周波数、およびカバレッジエリア間のトレードオフを提供します。適切なプラットフォームを選択すると、特定の監視目的、予算、および水体の大きさによって異なります。

衛星ベースのリモートセンシング

衛星は、毎日から2週間の範囲で、一貫した、グローバルなカバレッジを提供します。 []]ランダサット8と9]は、より大きな湖や貯水池に適した30メートルの解像度を提供します。 ]]]]Sentinel-2Aと2Bは、いくつかのバンドと5日間の再訪時間で10メートルの解像度を提供し、中型水都市の都市の体に理想的です。 [FLTFLT:4]は、特定の温度範囲で、各エリアの断層の角度を[FLT]にすることができます。 [F]は、各エリアは、各エリアの角度は、温度範囲の角度は、温度、温度、温度、温度、温度、温度、温度、温度、温度、温度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、湿度、

空中・ドローンベースのリモートセンシング

多面的または熱センサーが装備されているドローンは、衛星画像と地上のサンプリングの間のギャップを満たします。彼らは超高空間分解能(センチメートル)、オンデマンドの飛行スケジューリング、およびクラウドカバーを飛ぶ能力を提供します。ドローンは、特に小さな池、狭い運河、および衛星解像度が不足している複雑な都市排水ネットワークを監視するのに便利です。彼らの柔軟性は、前、中、および嵐の出来事が、短時間で、限られた電池の寿命を延ばすために繰り返されたフライトを可能にします。

遠隔センシングによって測定されるキー水質の表示器

次の表は、遠隔感知データから得られる最も一般的な水質指標をまとめ、都市水管理のスペクトルとインプリケーションと共にまとめています。

濁度:]] 赤いと近赤の帯域の高反射率は、建設現場や侵食からの中断された堆積物を示しています。
Chlorophyll-a:[グリーン対ニューラ比は、藻と排尿リスクを検出します。
]表面温度:]] 熱バンドは熱汚染を識別し、深さの混合パターンを示すことができます。
]色溶性有機物:[青色波長の吸収性は、下水や植生の分解から有機汚染を明らかにします。
ディスクの深さ:] 反射モデルから得られる水明度の空洞測定。
[] 油スリックや化学スピル:[] 紫外線と可視バンドのスペクトル署名が緊急検知を可能にします。

汚染監視における遠隔検知の利点

都市水監視のための遠隔感知の採用は操作効率および科学的な理解を高める複数の利点を提供します。

大規模カバレッジ:] 単一の画像は、水流や都市水ネットワーク全体をキャプチャし、地域汚染パターンを明らかにします。
[] 頻繁かつタイムリーなデータ収集:[[] 衛星は数日ごとに同じ領域を見直し、ドローンはオンデマンド監視を提供し、トレンド分析を有効にします。
コストダウン:]] リモートセンシングは、広範なフィールドサンプリング、労働、機器、およびラボ分析コストの必要性を減少させます。
]公害イベントの早期発見:[自動化されたアルゴリズムは、衛星の過渡後すぐに、藻類の咲きや油のこぼれなどの異常を検出することができ、迅速な応答をトリガーします。
歴史的比較:[]] 過去10年間に続く衛星画像は、長期の水質変化の評価と汚染制御対策の有効性を可能にします。
GISとの統合:[]] リモートセンシングデータレイヤーは、空間解析と意思決定のサポートのための地理情報システムに直接供給します。

課題と限界

変化する可能性にもかかわらず、リモートセンシングは、運用展開のために対処しなければならないいくつかの実用的および技術的な課題に直面しています。

クラウドカバー:]]光学センサーは、クラウドを介し、熱帯または雨の都市地域のデータ可用性を制限することはできません。レーダーセンサー(SAR)は、クラウドを貫通することができますが、異なる情報タイプを提供することができます。
空間解像度:]] 多数の無料衛星ミッションには、10-30メートルピクセルのピクセルが、小さな池や狭い都市の運河に粗い。高解像度商用イメージはコストがかかります。
[大気干渉:[]] ヘイズ、エアロゾル、水蒸気は、誤った汚染信号を避けるために、高度な補正アルゴリズムを必要とする、信号精度に影響を及ぼします。
[パラメータ推論:[]]リモートセンシングは、直接化学的濃度ではなく、表面反射を測定します。反射と水質の関係は、ローカルの校正と検証を通じて確立する必要があります。
複雑なデータ処理:]]]] 実用的な情報を生成するには、水生生態系の画像処理、統計モデリング、およびドメイン知識の専門知識が必要です。
一時的なカバレッジギャップ:[ 衛星は固定時に通過し、いくつかの時間だけ持続する堆積過流などの潜在的な不足分汚染イベントを欠落させます。

未来の方向と革新

市街地の水の監視に遠隔感知の能力とアクセシビリティを急速に拡大しています。

眼球センサー:[] 囲い、PRISMAなどの新しい衛星ミッションは、数百の狭いスペクトルバンドを提供し、汚染物質や藻類の正確な識別を可能にします。
機械学習アルゴリズム:]] - 深層学習モデルは、衛星データから水質検索の精度を向上させ、局所校正の必要性を減らす。
IoTとインサイトセンサーとの統合:[]] リモートセンシングと、イン水センサーのネットワークと組み合わせることで、データを横断し、一時的なギャップを埋めるハイブリッド監視システムが生成されます。
小型衛星通信:[]]] 惑星ラボのような会社は、地球全体を毎日3-5メートルの解像度で画像処理し、時折周波数を飛躍的に改善するCubeSatの何百も動作させます。
[クラウドコンピューティングプラットフォーム:[]] Google Earth EngineやMicrosoft Planetary Computerなどのサービスにより、ユーザーは、ローカルインフラストラクチャなしで大規模な衛星アーカイブを処理することができ、限られたリソースで自治体へのアクセスを民主化します。
[]リアルタイムアラートシステム:[自動解析パイプラインは、衛星の過渡時間内の汚染イベントを検出し、モバイルアプリケーションを介して水管理者にアラートを送信することができます。 [U.S.環境保護庁および[[]]ヨーロッパ宇宙庁のCopernicusプログラムは、積極的にそのような運用サービスを開発しています。

コンテンツ

遠隔感知は都市水体を監視し、汚染レベルを管理するための不可欠なツールになりました。その能力は、合成、頻繁、費用効果の高い観察を補完し、従来のフィールドメソッドを補完し、意思決定者に空間インテリジェンスを付与する能力です。クラウドカバー、解像度制限、データ複雑性が重要であるなどの課題は、センサー技術、分析アルゴリズム、クラウドコンピューティングの継続的な進歩により、これらの障壁が急速に克服されます。遠隔感知を水域に統合する都市活動は、早期に活動的な活動的な活動的な活動や環境活動的な活動的な活動をサポートし、都市の活用や環境の促進、都市の活性化に寄与するような活動的な活動的な活動的な活動的な活動をサポートします。