Uzaktan Algılama Erosion Kontrol Önlemlerinin Etkililiğini Takip Etmek

Soil Erosion'un Küresel Mücadelesi

Soil erozyon, tarım arazileri, altyapı ve doğal ekosistemlerin dünya çapında en acil çevresel tehditlerden biridir. Gıda ve Tarım Örgütüne göre (FAO), erozyon, yıllık olarak yaklaşık 75 milyar ton verimli topları ele alır ve su yollarının mekansal ve zaman ölçeğinde artacaktır. Ekonomik maliyet yılda 400 milyar dolardan fazla ortaya çıkmıştır.Bu, erozyonun geleneksel yöntemleri - saha anketleri, erozyon pinleri ve yeraltı sahaları - iş yoğun bakımları - sadece yerelleştirilmiş verileri sağlar ve bu da problemin büyüklüğü ve zaman ölçeği ile hızlanabilir.

Erosion kontrol önlemleri – bu müdahalelerin arazi gibi inşaatları mühendisi olarak kurmak ve kontrol etmek için yapılan yapılara ayarlanmak – toprak stabilizasyonu için tasarlanmış ve tuzak sedisyonu azaltmak için analiz edilebilir verileri ve bu müdahalelerin çalışma şeklinin arazi yüzey değişikliklerinin tutarlı bir gözlemini gerektirir, bitki sağlığı ve topografik değişiklikler.

Erosion İzleme için Uzaktan Sensing

Uzaktan algılama, Dünya yüzeyi hakkında doğrudan fiziksel temas olmadan bilgi edinmeyi içerir. Sensörler uydular, uçaklar veya dronelar çeşitli dalgalar boyunca elektromanyetik radyasyonu yansıtıyor veya yayıyor. Bu veriler daha sonra çiçek yoğunluğu, toprak nem, yüzey kabalığı ve yükseklik değişiklikleri gibi biyolojik özellikleri ortaya çıkarmak için işlenir.

Uydu Uzaktan Sensing

Uydu platformları, en geniş uzaysal kapsama ve en uzun zaman kayıtları sunar. NASA'nın Landsat (30 metre kararı, 1972'den beri), Avrupa Uzay Ajansı'nın Sentinel-2 (10-20 metre kararı, 2015 yılından beri), ve DünyaView-3 (sub-meter kararı) gibi ticari uydular, analizlerin ölçeklerine uygun verileri sağlar. Multispectral sensörlerin yakalamasını ve yakın zamanda her mevsimsel aktiviteyi (NIR) ve kısa dalgayı (SWIR) gruplarını tekrarlamak için gereklidir.

Unmanned Aerial Tools (Drones)

Drones, saha anketleri ve uydu görüntüleri arasındaki boşluğu doldurur ve talep üzerine konuşlandırılabilir, bulut kapaklarının altında uçabilir ve drone anketlerinden ultra yüksek çözünürlüklü görüntüler (orta büyüklükte) görüntülenebilir, özellikle de geotextile battaniyeleri, çimli su yolları gibi küçük ölçekli kontrol önlemleri değerlendirmek için değerlidir ve zaman içinde bulanıklaştırılabilir sensörler taşıyabilir.

Hava yoluyla LiDAR ve Fotogrammetri

Işık Tespiti ve Ranging (LiDAR) zemine mesafeleri ölçmek için lazer pul puls kullanıyor, hava fotoğraflarının çakışması için penetating. LiDAR-derived DEMs doğrudan erozyon riski için kritik, teraslar tasarlıyor ve doğrulayıcı hacimsel değişiklikler sağlar. Havayla ilgili fotogrammetri, yüksek çözünürlüklü veya ELTS veya DEM'leri ve DEM'leri tekrarladı.

Erosion Control Measures and Remote Sensing Applications

Uzaktan algılama alanı gözlemlerini değiştirmiyor, ancak uzaysal ve zamansal bağlamlarını basitleştirir. Aşağıda erozyon kontrol önlemlerinin önemli kategorileri vardır ve ne kadar uzaktan algılama tekniklerinin etkinliğini izlemek için uygulanır.

Vejetatif Önlemler

Vejetasyon en etkili ve yaygın olarak kullanılan erozyon kontrol yöntemidir. Kökler toprak, yaprak kanopy tıkanıklığı etkisi ve organik madde filtrelemeyi geliştirir. Uzaktan algılama, değerlendirmeler ve erozyon azaltımı ile ilgili diğer endeksler (NIR +) olarak hesaplanan ve Çin'in yeniden inşa ettiği bir standart metriktir.

Yapısal Önlemler: Arazileme ve Dams kontrol

Teraslar üst düzeye kadar dağları yeniden şekillendirir, eğim uzunluğu ve koşu hızı azaltır. Check dams sefilliliğe kadar inşa edilmiş küçük engellerdir. Bu yapıları takip etmek, en iyi anketlerden elde etmek ve sedisyon birikimini hesaplamak için. Yüksek çözünürlüklü DEM'lerden elde edebilir, kablolama hız durumunu ölçebilir, konarserin arkasındaki boşlukları ölçebilir ve yapıların ihlal edildiği alanlar hakkında geniş değişiklikler belirleyebilir.

Geotextiles and Ground Cover

Jeotextile matları ve erozyon kontrol battaniyeleri genellikle havai fişleri veya inşaat siteleri üzerinde zaman içinde yer tutmak için kullanılır.Bu malzemelerin uzaktan algılaması zor çünkü normalleştirilmiş fark Soil Index'i kullanarak renklerde giyebilir veya başarısızlık gösterebilirler. Multitemporal analizler, geotextileler ortaya çıktığında veya zaman içinde bozulmalarını belirleyebilirler.

Contour Farming ve Strip Cropping

Contour çiftçiliği, yüksek çözünürlük hatları boyunca içerir, şerit eklenme alternatifleri, kaplama ürünleri ile kaplama ürünlerine duyarlıdır. Hem runoff speed and trap sedi. Uzaktan algılama, bu uygulamaların verimliliğini kontrol ederek, sıra ve diferansiyel bitki büyümelerini değerlendirmeyi sağlar.

Data Analysis Techniques

Raw uzaktan algılama verileri erozyon kontrol etkinliği hakkında anlamlı bilgi elde etmek için işlenmelidir. Çeşitli analitik yöntemler alanda standart hale geldi.

Değiştirin

Değişim algılaması iki veya daha fazla zaman noktası arasındaki arazi yüzey özelliklerinde farkları tanımlar.Görüntüyü kaldıran, yeşil veya kahverengik alanların veya sürekli değişim algılama ve sınıflandırma gibi algoritmaları kullanarak gelişmiştir (CCDC) Landsat zaman serisi için.For erozyon izleme, değişim algılama işaretleri aktif olmasına rağmen (örneğin, genişleyen toprak yamaları) ve kontrol önlemlerinin geri döndüğünüzde (örneğin, iyileştirici bir yönetim için gereklidir.

Sınıflama ve Makine Öğrenme

Süperviz ve uzaktan algılama görüntülerinin denetimsiz sınıflandırılması, erozyon özellikleri ve kontrol yapıları haritalayabilir. Makine öğrenme modelleri, rastgele ormanlar, destek vektör makineleri ve konvolutional sinir ağları (CNNs), bilgisayar tahminörleri (slope, çek barajlar, kontrol demleri, ve erozyonlar) ile birlikte, alan anketlerinden kaynaklanan eğitim verileri bu modelleri en istikrarlı ve eroding yamaçlar arasında ayrımına izin verebilir ve kontrol erozyon önlemlerinin durumunu değerlendirmeye olanak tanır.

LiDAR'dan Topografik Analiz

LiDAR-derived DEMs arazi özelliklerinin kesin hesaplamasını sağlar - örneğin Colorado Fronter'deki Tekrarlanan LiDAR araştırması, erozyon süreçlerinin değiştiğini gösterdi. Multi-temporal LiDAR anketleri ( ⁇ LiDAR) yapıların etkinliğini doğrudan ölçebilir (DoD), örneğin, kullanıcıların fırtına olayları sonrasında tekrarlanan LiDAR araştırması, sefillenme ve fark etmelerini tespit edebildiğini gösterdi.

Erosion İzlemesinde Uzaktan Sensing Avantajları

Uzak algılamaya doğru geçiş geleneksel yöntemler üzerinde net avantajlar tarafından yönlendirilir.ETHFLT:0)Large-area kapsama[Döneticileri)[Döneticileri, binlerce kilometreyi kapsayabilir, bölgesel veya ulusal ölçekli değerlendirmeler sağlar.]FLT:2).[Döneticiler[Döneticileri)[değiştir | kaynağı değiştir]

Ayrıca, uzaktan algılama arşivleri tarihsel temelleri sağlar. Arazisat görüntüleyici 1970'lere geri dönülerek erozyon oranlarının analizini ve on yıllar boyunca performans ölçülmesini sağlar - zemin izleme yoluyla ulaşılamaz bir zaman perspektif.Bu veriler erozyon kontrolüne yatırım yapmak için bilim temelli kararlar verir ve iklim koşulları altında stratejiler nasıl adapte edilir.

Meydanlar ve Sınırlar

Enerjisine rağmen, uzaktan algılama kısıtlayıcı değildir.ETHFLT:0)Cloud cover) genişletilmiş dönemler için optik uydu görüntüleri, özellikle tropikal ve dağlı bölgelerde, bu sınırlama kısmen radar sensörleri (SAR) tarafından azaltılır, ancak SAR verileri küçük ölçekli erozyon özelliklerini veya yorumlarını gerektirir.[Döneticileri)

Bir başka meydan okuma şu: 0) LiDAR'dan gelen en iyi değişiklikler, erozyon kontrolü başarısız olması yerine (Dönder) erozyona neden olabilir, ancak aynı zamanda kuraklık, hastalık veya ekstreden de sonuçlanabilir.[Döneticiler için en iyi değişiklikler) LiDAR'dan gelen değişiklikler, erozyon kontrol başarısızlığını yansıtacak şekilde doğal süreçleri yansıtabilir.Depresyon verileri ve uzman yargıyı gerektirir.

Future Yol ve İnovasyonlar

Daha büyük entegrasyon, otomasyon ve karara karşı erozyon izleme noktaları için uzaktan algılamanın yolu. Çeşitli yenilikler daha da etkililiğe katkıda bulunmaya söz verir.

AI ve Big Data ile entegrasyon

Google Earth Engine gibi bulut bilişim platformları, petabay-scale arşivlerine erişimi demokratikleştirdi, kullanıcıların veri deposundan indirmeden sofistike analizler yapabilmelerine izin veriyor. Makine öğrenme algoritmaları, özellikle derin öğrenme, otomatik olarak erozyon özellikleri ve kontrol önlemleri görüntülenebilir. Otomatik değişim algılama boru hatları erozyonun hızlandırıldığında veya kontrol barajlarının kapasitenin ötesinde dolu olması durumunda, proaktif bakım sağlar.

Hiperspectral ve SAR Sensörleri

Hiperspectral sensörleri, yüzlerce dar ⁇ bandını toplayabilir, toprak nezdi, organik madde içeriği ve hatta belirli bitki türü. Bu, erozyon kontrol alanlarında toprak istikrarı ve bitki kalitesi değerlendirmelerini inceleyebilir.Syn-1 gibi, toprak nezdi tahmin ve topografisi için giderek daha fazla kullanılır ve önümüzdeki NASA-ISRO Sif Aperture Radar (NISAR) misyonunu (Görüntüleme 2024) misyonunu (günde) 20.Aperture Radarı (SAR) her 12 gün, yüksek çözünürlüklü olarak, yüksek çözünürlüklü olarak, yüksek çözünürlüklü olarak, tüm hava kirliliğini takip eder.

Gerçek zamanlı İzleme Sistemleri

Düşük maliyetli drone batarmları ve küçük uyduların takımyıldızları (kahka uydular) yakın zamanda izleme araçları haline geliyor. Bu sistemler, büyük yağış olayları veya kritik büyüme dönemlerinde bitki örtüsüne kadar kontrol etmek için programlanabilir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Uzaktan algılama, bir niş bilimsel araçtan, erozyon kontrol önlemlerinin etkinliğini izlemek için operasyonel bir gereklilike geçiş yaptı.Törtebilir, tekrarlanabilir ve nicel veriler bitki örtüsü, topografi ve arazi yüzeyi değişimi, arazi yöneticilerinin müdahalelerin çalışma ve erişilebilirliğini doğrulamak için hızla ilerlemelerine izin veriyor, çünkü mühendisler için, uzak güvenlik görevlilerini korumak için kararlı olan tüm kaynakları korumak için gerekli olan güvenlik önlemleri almaya devam ediyor.