Yüzey Yeniden Koruma için Uydu Verileri Kullanın

Uydu Altimetri Su Yüzeyi Elevation

Alan sadece su yüksekliği bilgisi olmadan hacim belirlenemez. Uydu altimeters, uydudan su yüzeyine kadar zamanlama radarı geri döndürür. NASA/C JasonNES serisi görevleri ve ESA'nın AğoSat-2, Envisat ve Sentinel-3, bilinen bir su seviyesiyle birlikte göller ve rezervuarlar için veri sağlar.

Örneğin, Sentinel-3 ve Sentinel-6 gibi yeni altmetri görevleri, ortalama 300 metreye kadar yükseldi. SWOT misyonunun (daha sonra rezervuarların izlenmesi) iki boyutlu yükseklik haritalarını tek noktalı raylardan ziyade sağlayarak devrime vaat ediyor.

Bathymetric ve Topografik Data Sources

Su yüzeyinin altındaki rezervuarın üç boyutlu şekli, hacim hesaplaması için kritiktir. Pre-impoundment dijital yükseklik modelleri (DEM) orijinal vadi topografi sağlar, ancak bu tür veriler genellikle güvenlik veya özel nedenlerle sınıflandırılır, özellikle de büyük barajlar için, özellikle de yok olması için, NASA'nın sabit geometrik modellerinden gelen uydu kanallıklı LiDAR'dan gelen çiftleri kalabilirler.

SRTM (30 m) gibi küresel DEM, ASTER GDEM ve Copernicus DEM (30 m) düşük su sırasında maruz kalan alanlar için topografik bilgiler sağlayarak, birçok su seviyesi için makul doğrulukla farklı olarak, analistler, deniz eğimli eğimin tüm basin temsilcisi olduğunu varsayar, bu yöntem de birkaç yıl boyunca dikilen rezervuarlara uygulanabilir.

Volume Estimation Workflow: Pixels to Storage

Uydu verilerini rezervuar hacmine dönüştürmek, her aşamada belirsizleri idare eden sistematik bir boru hattı içerir.

1. [FONT:0)Water Surface Tespit: [Dönetici: [Dönetici] Optik görüntü, NDWI eşleri veya makine öğrenme modelleri (örneğin, rastgele orman, konvolual sinir ağları) etiketli su vücutları üzerinde eğitilmiştir. SAR için, araziden gelen bir eşlik suyu üretmek için bir eşiği.
2. [[Düzg:0) Area Computation:[Dönetici:[Dönetici sınırları içinde su piksel sayısı pikseli tarafından çoğaltılır (örneğin, Landsat 30m için 900 m2). Kıyı geometrisi ve kısmi pikselleme yöntemleri doğrulayıcı hataların düzeltilmesi için düzeltilir.
3. [FONT:0)Water Level Detorder:[Dönetici: 0DDönetici:0)Su seviyesi, tahmin edilen bir kanalda, bir referans elipoid (örneğin, WGS84) ile bağlantılı ve yerel datuma gerekirse, iki yüzeysel kayıt arasında doğrudan doğrulanmış olan, su seviyesi bölgesel düzeyden elde edilebilir.
4. [FONT=0)Volume Hesaplama:[Dönetici:[Dönetici: 0 ) En basit hacim tahminleri, V = A × h, ki h, banyo veya hipometrik eğriden elde edilen ortalama bir derinliktir.For rezervuarlar için bilinen bir alan-ele-ele-leşim-dönüşümlü ilişki ile ilgili daha sofistike yöntemler, yüzeysel olmayan su seviyesinin yüzeysel olarak 3Dpolasyona göre yüksek orandan doğrudan okunur.

Her adımla birlikte Uncertainty propagates: sensör çözümü, atmosferik düzeltme hataları, kıyım yanlış sınıflama, alan ve yüksek satın almalar arasındaki zamansal yanlış eşleştirmeler ve mükemmel hipnoz modelleri. Bununla birlikte, daha küçük rezervuarlara karşı dikkatli olun, belirsizlik daha yüksek olabilir (daha yüksek çözünürlükte 1 km2), uydu tabanlı hacimler genellikle 5 ila 15% içinde doğruluk elde eder.

Gerçek Dünya Uygulamaları ve Etkisi

Uydu bazlı rezervuar hacim tahminleri, çeşitli bölgelerde günlük operasyonel kullanım için araştırmadan taşındı.

Lake Mead ve Colorado Nehri Krizi

Lake Mead, en büyük ABD rezervuar, şiddetli kuraklık ve aşırı konum nedeniyle eşsiz bir düşüş yaşadı. NASA ve USGS, 2000 yılından bu yana hacimsel su paylaşımı ve acil kuraklık yanıtlarını içeren tarafsız bir kayıt sağladı. Uydu verileri, tahminleri, tahminleri, neredeyse% 5 oranında arttı, çünkü sedisyonla yakalanan bir faktör, 20 yıl önce yapılan bir belgede, Japonya'nın aşırılık su paylaşımı ve acil durum kuraklık grevleri ve acil durum kuraklık tepkilerini doğrudan doğrulayan bir rekora ulaştı.

Lake Chad: Bir Kaybolan Su Vücutını Takip Etmek

Sahel Gölü, 1990'ların üzerinde iklim değişkenliği ve su diversiyonları nedeniyle zayıflığa ve altyapı eksikliğine yol açtı. Landsat ve Sentinel-2'den gelen Uydu gözlemleri gölün dramatik alanı dalgalanmaları ve etkinleştirilen hacim trendleri belgeledi.Bu veriler BM ve insani yardım kuruluşları tarafından gıda güvenliği değerlendirmeleri ile entegre edildi, ek başarısızlıkları ve rehberlik yardım tahsisi tahmin etmeye yardımcı oldu.

Grand Etiyopyan Renaissance Dam (GERD)

Mavi Nile'deki GERD, rezervuarın uzaydan dolumunu izlemek için bir flashpointtir. Etiyopya, Sudan ve Mısır, alt köşeden gelen alanla ilgili olarak, araştırmacıların yaklaşık 18 milyar metrede 2023 yılında serbest bırakılmadığı tahmin edilmektedir.Bu uydu kanallık rakamlar, arsada yayınlanan ve yüksek çözünürlükte belirsizliği azaltmak için rapor edilen her türlü bilgiyi azaltabileceklerdir.

Küçük Reservoirs Across Data-Scarce Bölgeleri

Milyonlarca küçük tarım rezervuarları - Hindistan'daki tanklar olarak bilinen, Sudan'da ya da küçük barajlar - yerel topluluklar için su depoları ama neredeyse hiç ölçümlemedi. Gezegenin SkySat (sub-meter çözümü) ve CubeSat takımlarının binlercesi, bir drone-suruşağı izlemesine yardımcı oldu.

Mevcut Zorluklar ve Belirsizlikler Kalan

Önemli ilerlemeye rağmen, birkaç teknik ve operasyonel engel devam ediyor.

• [FONT:0)Cloud Persistence: [Dönetici: [Dönetici] Optik sensörler genişletilmiş bulut kapaklarında kördür. SAR ile bile rüzgar destekli su yüzeyleri daha parlak görünebilir ve kuru toprak olarak yanlış sınıflanabilir, su geçirmez bitki örtüsü gelişmiş kutup analizi gerektiren belirsiz geri dönüş sinyalleri oluşturur.
• [FONT:0]Spatial Coverage Gaps:[Dönetici: 0) Orta çözünürlüklü sensörler MODIS (250-500 m) küçük rezervuarları izleyemiyor. Landsat'ın 30 m kararı göl için yeterli, 1 km2 ama dar nehir boşluklarını ve birçok tarım avcısı, rutin küresel izleme için maliyetle ayarlanabilir.
• [FONT:0]Temporal Gaps:[Dönemli:[Dönemli: 1 ) Tek bir uydu, her 10-16 günde bir rezervuar yeniden yazılabilir.Hızlı dolum sırasında, kritik hacim değişiklikleri kaçırılabilir. Küçük uydu takımyıldızları (örneğin, Gezegen Dove) günlük olarak tekrar tekrar ziyaret edebilir, ancak daha düşük ⁇ kararı ve daha yüksek veri hacmini tekrarlayabilir.
• [FONT:0)Bathymetric Uncertainty:[Dönetici] Uzay dönemi öncesinde inşa edilen rezervuarlar için, pre-impoundment topografi nadiren mevcut. SWOT, tüm rezervuarda su yüzeyinin ölçülmesi, düzensiz basinler için% 20'yi aşabilecek önyargıları ortaya koyar.
• [FONT:0]Validation Deficit:[Dönetici: 0 ) Birçok küresel rezervuar, herhangi bir in-situ su seviyesi ölçüm veya akış kaydı eksik.Yersiz gerçek olmadan, özellikle de veri toplayıcı bölgelerindeki küçük rezervuarların doğruluğunu ölçmek zordur.

Gelişen Teknolojiler ve Gelecek Yollar

Yeni uydu misyonları ve analitik yöntemler önümüzdeki beş yıl boyunca bu sınırlamaları büyük ölçüde azaltacak.

SWOT Misyonu: Bir Paradigm Shift

NASA-CNESANSFLT:0)Surface Water ve Ocean Topography (SWOT)[Dönetici 1 ), Aralık 2022'de başlatılan, bilim insanları, tüm rezervuarlarda su seviyesinin altında bir Ka-band radarı interferometre taşıyor, su yüzeyinin 120 km uzunluğundaki su yüzeyinin üzerinde ölçülmesine veya alan-çizginin 100 m'ye kadar uzatılması için iki boyutlu yükseklikler üretecek.

Otomatik İşleme için Yapay Zeka

Uydu verilerinin -ara, Landsat, Planet ve şimdi SWOT'dan yılda ortalama% 95 oranındaki ölçümler, su algılaması için otomatik analizler talep ediyor (U-Net, DeepLab) gerçekleştirildi.[D:0)% 95 doğruluk[Dönetici ölçümler ile uydu verileri entegre ediyor, gerçek zamanlı rezervuarlı hacimler üzerinde çalışan sistemler artık tüm kıtaları saatler boyunca takip edebiliyor.

Unmanned Aerial Systems (UAS) ile Hibrit Yaklaşımlar

Hava ve zemin anketleri arasındaki boşluk. Low-cost quadcopters, multispectral kameralar veya küçük LiDAR ile birlikte, rezervuarlar için% 10 hektara kadar sadece bir uçuşta tahminler yapabiliyor.Farklı mevsimlerde yapılan araştırmalarla, Etiyopya'da sulanan yönetim projelerinden alınan ve tüm küçük rezervuarlardan oluşan bir miktar.

Genişleyen Altimetri Constellations

Copernicus programı planlanan Sentinel-3 Sonraki Nesil ve CRISTAL görevleri, daha kısa tekrar tekrar tekrar tekrar tekrarlama (üç gün) ve daha iyi uzaysal örnekleme ile yüksek çözünürlükte, ESA'nın HydroGNSS misyonu, toplam su depolama (k) ile göllerin ısıtılması için GPS sinyallerinin yansımalarını ve uzaysal kapsamasını sağlayacaktır.

Açık Veri Politikaları Global Access