Fjarskynjunargögn eru orðin ómissandi tól til að koma á skilvirkri stjórnun vatnsauðlinda. Þar sem ferskvatnsauðlindir verða fyrir auknum þrýstingi frá fólksfjölgun, landbúnaðarkröfum, loftslagsbreytingum og mengun, þarf að beita nákvæmri, tímabærum og víðtækum upplýsingum. Gervihnattar og eftirlit með lofti veita samsíða útsýni fyrir vatnskerfum, gera yfirvöldum kleift að fylgjast með umfangsmiklum svæðum, greina breytingar með tímanum og byggja ákvarðanir á raunverulegum sönnunum. Þessi grein rannsakar hversu fjarskynjun tækni styður stefnu vatnsstjórnunar, þá notkun sem mest er hægt að nota, þá kosti sem hún býður upp á í gegnum hefðbundnar aðferðir og þá erfiðleika sem enn þarf að takast á við að takast á.

Hvað er fjarvistarskynja?

Fjarskynjun er þau vísindi sem hægt er að finna til að finna upplýsingar um hluti eða svæði úr fjarlægð, yfirleitt með skynjarum sem festir eru á gervitungl, flugvélar eða flugvélar. Þessir skynjarar mæla endurkast eða gefa rafsegulgeislun yfir ýmsar bylgjulengdir, þar á meðal sýnilegar, innrauðar og örbylgjur. Hægt er að vinna saman gögn úr myndum og stafrænum kortum sem sýna líkamlega og efnafræðilega eiginleika yfirborðs jarðar og andrúmslofts.

Í tengslum við vatnsauðlindir, fjarskynjunarpall, svo sem landskerf NASA, eftirlitshnetti og NOAAA-hnetti, veita þessar vélar okkur mikilvæga athygli. Þær gefa upp ýmsa möguleika: sjón nemar skynja lit og heilsu vatns, hitainn innrauðir skynjarar mæla hitastig yfirborðsvatns og ratsjár komast inn í skýin og geta mælt hrjúfa yfirborðs, vatnsmagn og jafnvel raka. Samanlögð jarðvegstæki gera kleift að fylgjast náið með vatnsstraumum á hverjum stað, á svæðinu og á heimsvísu.

Lyklaforrit í stjórnun vatns

Eftirlit með yfirborðsvatni og orkum

Gervitunglamynd gerir kleift að kortleggja reglulega stöðu vatns, vatnsból, ár og votlendis. Algórítrit flokkar vatnsmálpunkta sjálfkrafa, sem gera þeim kleift að raða tímaröðum sem rekja til árstíðabundinna og langtíma breytinga. Þessar upplýsingar eru nauðsynlegar til að viðhalda geymslu vatnsforða jarðar, meta flóð og fylgjast með áhrifum þurrka. Til dæmis er yfirborðsvatnskönnuðirnir, sem byggt er úr Landsat-skrám, að skrá þróun yfirborðsvatns á síðustu fjórum áratugum, sem hjálpar stefnumótendum að greina vatnstap eða ábata.

Mat á gæðum vatns

Fjarskynjun getur gert ráð fyrir vatnsgæðum, svo sem göllum, klórófýlu-a þéttni, uppleystu lífrænu efni og sett niður setlögum. Skynjarar eins og Sentinel-2 og Landsat-8 gefa upp margmiðlunarlínur sem greina algleymablóm, mengun plóm og setmyndun. Þessi möguleiki styður viðhald vatnsgæða, bendir til mengunar og leiðir til endurgjafar. Í strand og í landi, er við-tímaeftirlit með algleymdum hjálpar heilbrigðisyfirvöldum að koma í veg fyrir skaðlegar mengunarbir.

Þrjóska og vatnsskelfingar

Þurrðstuðullinn er fenginn úr fjarskynjunargögnum, svo sem stöðluðum munar Vegetation Index (NDVI), Vegetation Health Index (VHI) og staðlaðum frávikum frá hitabreytingum sem benda til vatnsskorts. Þessar vísbendingar gefa til kynna að þær séu notaðar í áform um þurrk og hjálpa ríkisstjórnum að koma á fót neyðarvatnsveitum.

Auðlindir á vatnasvæðum

Fjarskynjun getur ekki mælt grunnvatnsmagn beint en hún gefur óbeinar vísbendingar svo sem landgjöld (mæld af InSAR), breytingar á yfirborðsvatnsskorti og rakabreytingum í jarðvegi. GRICE (afturhvarfs- og loftslagsupplausn) gervihnettir hafa byltingartengt stórfelldan grunnvatnseftirlit með því að greina breytingar á þyngdarafli jarðar vegna heildarvatnsgeymslubreytinga. Þessar upplýsingar hafa átt þátt í að leiða í ljós nýtingu á svæðum eins og Mið-Kaliforníu og Norður-Kína sléttunnar, sem hvetja til umbóta hvað varðar útþenslamál á grunnvatnssvæðum.

Meinandi vatnsafurðar og vatnsþorsti

Gervihnett með mikilli upplausn getur greint óleyfilega vatnsútdráttarpunkta, svo sem ólöglega vel byggða á vernduðum svæðum eða ófáanlegum tálbeitum frá ám. Breytingar á algóritma leggja áherslu á ný grunngerð eða breytt vatnsflæði. Í löndum þar sem vatnsþjófnaður er ein af helstu áskorununum, hefur verið beitt fjarskynjunum til að framfylgja reglum, draga úr ágreiningi og tryggja að dreifing þeirra sé viðunandi.

Snjópakkning og eftirlit

Á fjallasvæðum eru snjór og ís ís. Fjarlægt skynkerfi eins og MODIS og Sentinel-2 gervihnettirnir veita daglega umfjöllun um snjóþekju, samsvarandi vatn (með óvirkum gögnum) og jörkvatnsfroði. Þessar upplýsingar næra í vatnsveitu sem spáir fyrir landbúnað og vatnsorkuframleiðslu. Ákvarðanir um stífluaðgerðir og þurrka treysta oft á gögn úr snjópökkun sem unnin eru úr fjarskynjunum.

Flóðstjórnun og áhættumat

Radar-skynjarar eins og Sentinel-1 og RADARSAT eru sérstaklega virkir við kortlagningu flóða vegna þess að þeir geta náð myndum í gegnum skýjahulu og að næturlagi. Kort af flóðum, sem eru nærri því að ná yfir tíma, hjálpa neyðarstjórnendum að samhæfa viðbrögð, meta skemmdir og áformaflutningaleiðir. Sögulegar flóðaupplýsingar frá gervihnattaskrám styðja sköpun flóðhættukorta, sem eru nauðsynlegar fyrir skipulag og þróun stofnana á sviði landeigna.

Gagnið af því að samþætta fjarlæga þróun í vatnsstefnu

Að safna gögnum út í stefnu vatnsstjórnunar í fjarstýringu gefur áþreifanlegan ávinning umfram hefðbundnar landbúnaðsaðferðir.

  • Cost-fitic eftirfylgni : eftirlitsnet með jörðu eru dýr til að setja upp og viðhalda, einkum á afskekktum svæðum eða á millistigum. Fjarskynjun veitir samfellda umfjöllun á hluta af kostnaðinum á ferkílómetra.
  • ] [Wild gagnasafn fyrir þróun : Margar gervihnattar ná til síðustu fjögurra áratuga eða lengur. Þessi langtíma sjónarhorn gerir stefnumótendum kleift að greina breytingar á loftslagi, meta árangur fyrri stefnu og stigamerki núverandi ástands á móti sögulegum staðlum.
  • Gögn um tíma og tíma í náinni framtíð fyrir snemmbúna viðvörun [FLT: 1]: Hægt er að vinna úr og dreifa gervihnattaskoðunum innan klukkustunda. Þessi hraði er nauðsynlegur fyrir ákvarðanir í gangmálum, svo sem að losa vatn frá stíflu á undan flóðum eða virkja þurrka.
  • ] Kros- Lands málum og samvinnu : Í ámræjum á milli, býður fjarskynjun upp á hlutlægan gagnagrunn sem allar þjóðir geta notað. Þetta dregur úr deilum um vatnsútflutning og styður við sameiginleg stýrikerfi (t.d. notkun Mekong River-stjórnarinnar á gervihnattaupplýsingum).
  • Samræming með vatnshvarfalíkönum og ákvarðanastuðningskerfum : fjarskynjun gagna nær til líkana sem spá fyrir um vatnsframleiðingu, nýtingu auðlinda og eftirlíkingar stýringar. Stjórnendur geta keyrt "hvað-ef" greiningar sem fela í sér niðurstöður um landnotkun og loftslagsbreytur.
  • Endurtöku í könnunarkostnaði og annála : Með því að skipta út eða bæta við vettvangsherferðum, fjarskynjun sparar tíma, vinnu og peninga, frelsar fjárhagsáætlun annarra forgangsmálefna eins og innviði eða sameignarfélag.

Erfiðleikar og takmörk

Þrátt fyrir að það geti haft áhrif á stefnumál vatns verður að vera meðvitað um þessi takmörk til að koma í veg fyrir of mikla athygli á gögnum frá gervihnetti einum.

Spöng og stundleg upplausn

Frjálsir og opnir gervihnettir (t.d. Landsat, Sentinel-2) veita yfirleitt landfræðilega upplausn á 10 síđari en 10-2030 metrum, sem getur verið ófullnægjandi til að fylgjast með litlum vatnslindum eða þrengum lækjum. Gögn um nýtingu í meiri mæli (undir meðalmæli) eru til staðar en oft er kostnaðarsamt við reglulegt eftirlit. Upplausn í smáum mæli getur einnig valdið áskorun: Sumir gervihnettir koma á sama stað á nokkurra daga fresti, en bila við mikilvæg atvik (t.d. flasaflóð) geta komið fram.

Truflun á skýjahulu

Sjónaukanemar geta ekki séð í gegnum skýin og gera þá óáreiðanlega í óáreiðanlega skýjuðum svæðum (t.d. miðbaugssvæði á regntímum). Þó að ratsjár nemar (t.d. Sentinel-1) yfirtaki þessi takmörk, er ekki víst að þeir gefi sömu litrófsupplýsingar og sjóngögn.

Tæknileg sérfræði og innviðir

Að taka þátt í að gera upplýsingar sem hægt er að nota til aðgerða krefst hæfra sérfræðinga og kröftugra útreikninga í innviðum vatnsstjórnunar í þróunarlöndunum. Margar stofnanir í þróunarlöndunum skortir þjálfað starfsfólk eða nota orku til að taka á stórum gagnakerfum. Þetta veldur því að þær verða háðar utanaðkomandi stuðningi og seinka innþættingu stefnu.

Gagnaskil og grundvöllur sannleikans

Fjarlægar greiningaraðferðir verða að vera staðfestar á grundvelli gildaðra rannsókna til að tryggja nákvæmni. Án fullnægjandi eftirlitsnets, geta lyf sem eru unnin af gervihnetti innihaldið tvímælisþætti. Ákvarðanir sem byggðar eru eingöngu á ótilgreindum fjarskynjunarupplýsingum geta leitt til rangrar niðurstöðu (t.d. vanmat á eyðingu grunnvatns eða oförvunar geymslu á geymi).

Stefnumótun og stofnanir

Jafnvel þar sem tæknilega er að finna getur óskylda stofnunarn (inertia) hindrað að til séu gögn um gervihnött. Hefðbundnar stofnanir kunna að vera tregar til að breyta langtímaeftirlitsaðgerðum. Ennfremur er lagaleg rammagerð oft ekki viðurkennd sérstaklega sem leyfileg sönnunargögn fyrir vatnsréttindum eða meðferðarheldni, þó að það breytist smám saman.

Atvikarannsóknir: Fjarlægt næmi fyrir aðgerðum

Drought Managed í Kaliforníu

Á árunum 2012 -2016 var vatnsauðlindaráðuneyti Kaliforníu notuð gögn frá Landsat, MUNDIS og GRICE til að fylgjast með snjóþöktum, raka og grunnvatnsskorti. Gögnin hjálpuðu til við að réttlæta fyrirmæli um neyðarhnignun og SGMA (SHO) sem gerir áætlun um sjálfbæra grunnvatnsnýtingu. Kaliforníuráðuneytið fyrir fjarlægingu vatnssjávar halda áfram að samþætta þessar athuganir í vatnsútvarpsvalir.

Yfirvofandi vatnsyfirgangur í Níl

Nile Basain ríkin hafa lengi barist við gagnasamskipti. Fjargreining veitir okkur hlutlausa gagnalind til að fylgjast með vatnsjafnvægi Victoriu, Blue Nile headwaters og Grand Ethic Diassance Dam geyminum. Nile Basin Program hefur stuðlað að því að nota gervihnatta, uppgufun og gögn á land til að styðja samvinnu við vatn. Miðstöðvarnar hafa átt þátt í að meta áfyllingarhraða og áhrif þess.

Indiavatnsskipið

India's Minist of Jal Shakti notar fjarskynjun til að fylgjast með yfirborðsvatnslögum, meta áveitu og greina óleyfilega útdrátt grunnvatns. Bhuvan gátt (Indland Space Research Organization] veitir vatnskort og breytt greiningartæki. Þessar upplýsingar upplýsa landsstefnuna og vatnsflutningaáætlunina á sviði stöðunnar, einkum á svæðum þurrka eins og Mahahrastra og Rajashan.

Samþætt fjarvistarpróf í rammamál vatnsstefnunnar

Til að ná fullum áhrifum hennar verður að koma henni í framkvæmd ákvarðanatöku með kerfisbundnum hætti. Þetta krefst nokkurrar fullnægjandi skilyrðis:

  • Gögn og landsat forrit : Stjórnir ættu að styðja ókeypis og opin gagnaforrit (eins og Kóperníkus - og Landsat - forritin) og hvetja til notkunar staðlaðra gagnasniða.
  • Káphúsbygging [[FLT:]]: Æfingarforrit fyrir vatnsstjóra, stefnusérfræðinga og tæknimenn eru nauðsynleg. Sameignarfélög við háskóla og geimstofnanir geta hraðað hæfnisþroska.
  • þrói á notendavæn tæki : vefbyggðir vettvangar sem gefa frá sér lyf sem eru fjarlæg á innsæisformi (t.d. strik fyrir vatnsmagn, þurrkar) minnka þröskuldinn fyrir önnur en vetni.
  • ]. Lögleg viðurkenning á gervihnattavísun : Uppfæri vatnslög til að taka sérstaklega á móti gervihnattamynd sem leyfilegum sönnunargögnum í lögregluaðgerðum styrkir meðferðarheldni.
  • [\ \ t\ t\ t\ t\ t [\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ [ [\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ [[\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ t\ [[\ t\ t\ að koma [[[\ t\ t\ [\ t\ [\ \staðkkkkkkkk

Alþjóðlegar stofnanir eins og UN-Water og []UNESCO Inter Connective Vestic Programme hvetja virkan til notkunar jarðareftirlits til eftirlits með SDL, einkum SDG 6 (hreint vatn og hreinlætisaðstaða). Leiðbeiningar þeirra hjálpa þjóðum að taka saman upplýsingar frá gervihnettum í stefnumál í hverju landi fyrir sig og til að tilkynna um grunnvatnsmál.

Framtíðarreglur

Á næsta áratug eru miklar framfarir sem munu draga enn frekar úr fjarskynjunum vatnsstjórnunarstefnunnar.

  • higher spatiotemoral upplausn frá gervihnattamsmerkjunum : Companies and ecures eru að skipta út stjörnumerki litlum gervihnetti sem veita daglegan innskráningu í undir mottólum (t.d., Planet Labs, Maxar). Þetta mun gera eftirlit með litlum vatnsgeymim, skurðum og einstökum skolpönnum.
  • Hyperpectral skynjarar : framtíðarverkefni eins og yfirborðslíffræði og jarðfræði NASA (SBG) og EnMAP - gervihnötturinn munu bjóða fram hundruð þröngra litrófsbanda, sem gerir kleift að greina nákvæmlega mengunarefni, albal - tegundir og vatnsefnafræðibreytur.
  • Nota gerviupplýsingar og vélar sem læra : Sjálfvirk flokkun, breyting á greiningu og fráviksgreining mun hratt breyta hráum gögnum gervihnatta í stefnuvísitölur. Al líkön geta sett saman gögn frá gervihnattamengi við veðurspár og félagsfræðileg gögn til að styðja aðlögunarvatnsstjórnun.
  • [Nýtt mat á grunnvatni]: Uppkoma á leiðangri (t.d. GRICE-eftirfylgni) og bætt InSAR tækni mun auka hæfni okkar til að fylgjast með breytingum á geymslu á betrumburum, sem styður stefnu til grunnvatnsstjórnunar með sönnunargögnum.
  • Sameining ríkisvísinda og IoT [3. FLT:1]: samræmis upplýsingar um gervihnött með athugunum á jörð og samfélaginu, sem tilkynnt er um, mun skapa þéttt eftirlitsnet sem styrkir stefnuskilvirkni.

Þegar þessi tækni er orðin stöðug verður kostnaðurinn við að safna og vinna úr gögnum sem eru fjarsæt, áfram að minnka, að koma á lýðræðisaðgangi að svæðum sem eru að leggja undir sig vatn.

Fjarvirk gögn eru ekki lengur vísindatæki ◆ það er hornsteinn nútímavatnsstjórnunar. Með eftirliti með þurrkum og flóðum til að leggja á ráðin um útdrátt og skipulagningu vatnsforða, veita gervihnattaeftirlitsrannsóknir gegn glærleika, tímamörkum og alhliða þekkingu sem nauðsynleg er til að vinna árangursríkar stefnur. Með því að takast á við þá erfiðleika sem eftir eru af upplausn, skýi, getu og lagalegum ramma, geta þjóðir beigt alla möguleika á geimtækni til að tryggja sjálfbæra stjórnun vatns í komandi kynslóðum.