查看原文
其他

国际资讯|利用卫星数据和机器学习进行水资源管理

ESA 慧天地 2021-09-20

点击图片上方蓝色字体“慧天地”即可订阅

英文原文来源:www.esa.int

中文编译整理:慧天地国际站一鸣

转载需经【慧天地】许可。



(点击图片即可查看详细信息)

淡水对于生命来说至关重要,但全球不断增长的人口、经济发展和气候变化所带来的影响正在给这一宝贵的资源带来越来越大的压力。在全球范围内,农业用水占淡水消耗总量的70%,因此有效的水资源管理至关重要。欧空局的一个项目侧重于融合来自两个不同哥白尼哨兵(Copernicus Sentinel)任务的数据,该项目正在提供蒸散量的估算数据。蒸散量不仅是可持续农业的关键,而且对水资源管理和联合国的一些可持续发展目标也很重要。

 

蒸散是指水分通过土壤和其他表面的蒸发以及植物的蒸腾作用从陆地转移到大气中的过程。适当的灌溉量是保持作物健康的主要因素。通过监测蒸散量,可以在作物出现明显的损害迹象之前,识别出水分不够的那部分作物。同时,蒸散量也可以用来监测灌溉用水量,以确保用水量的可持续性。

来自哥白尼计划Sentinel-2和Sentinel-3卫星任务的数据已经被广泛用于一系列农业应用,但是要获得单个区域尺度上的蒸散量,这两个任务的光学和热学数据必须结合起来。

 

这两颗卫星都携带了类似于相机的仪器,但它们传送的图像分辨率不同,而且它们重访地球上同一地点所需的时间也不同。例如,Sentinel-2的多光谱仪器每三到五天获取10-20米分辨率的图像,而Sentinel-3的海洋和陆地表面温度辐射计每天获取大约1千米分辨率的热图像。为了使这些不同分辨率的数据协同工作(以便种植者获得相关信息以优化田间灌溉方式),需要创新的机器学习数据融合方法。

 

为了欧空局哨兵项目的蒸散量研究(简称Sen-ET),丹麦的DHI GRAS、西班牙农业食品研究与技术研究所(IRTA)以及丹麦的Sandholt三家机构正在合作开发一个开源工具,将两个任务的数据合并在一起,以20米分辨率绘制蒸散量地图。



图1:灌溉季节的蒸散量图表

(图片来源:ESA)

 

DHI-GRAS的拉多斯瓦夫·古津斯基(Radoslaw Guzinski)说道:“通过结合机器学习方法和地表过程的物理模型,我们能够最佳地融合哥白尼计划Sentinel-2和Sentinel-3卫星数据的独特特性。由此产生的蒸散量图,不能仅依靠一种卫星类型来绘制。结果表明,两个卫星任务数据相结合的效果大于其各部分之和。”

 

联合国粮食及农业组织总干事屈冬玉先生在世界节水日的致辞中强调了卫星和遥感技术在监测农业用水方面的作用。欧空局正在与粮农组织合作开发Sen-ET等工具,以便充分利用哥白尼哨兵任务,在国家和全球范围内响应粮农组织的信息需求。

 

根据最近发表的《联合国世界水资源报告》称,在过去100年中,全球水资源使用量增加了6倍,而且由于人口增长、经济发展和消费模式的转变,全球水资源使用量继续以每年约1%的速度增长。再加上气候变化的影响,不仅会使已经缺水的地区的情况变得更糟,而且还可能导致目前水源充足的地方出现问题。报告中还提到,地球观测卫星可以帮助人们了解降水、蒸散、冰雪覆盖、融化以及径流和蓄水(包括地下水位)的趋势。

 


图2:高分辨率的陆地表面温度图

(图片来源:ESA)

 

虽然Sen-ET项目的重点是蒸散量研究,但欧空局的许多卫星任务也可用于研究和监测地球水循环方面的问题,并提供有助于解决当今一些重大的环境和社会挑战的关键信息。此外,欧空局将继续开发和建造卫星(例如即将进行的哥白尼高优先候选任务系列),以满足社会需要。

 

欧空局的本杰明·科茨(Benjamin Koetz)指出:“例如,我们正在开发的六项任务之一就是哥白尼地表温度监测任务。我们正在设计这个任务,以便携带一个高时空分辨率的热红外传感器,在野外尺度上提供前所未有的地表温度观测,这将进一步改善蒸散量监测。这些测量数据对于人们了解和应对气候变化、管理农业生产用水资源、预测干旱以及应对热浪的都至关重要。”

点击文末“阅读原文”即可查看原文章。


(点击图片即可查看详细信息)




内容转载、商务活动、投稿等合作请联系

微信号:huitiandi321

邮箱:geomaticshtd@163.com

欢迎关注慧天地同名新浪微博:

ID:慧天地_geomaticser

往期精彩推荐
国际资讯|使用位置数据绘制人们的活动方式、社交距离与COVID-19的传播情况
国际资讯|用于评估和映射COVID-19危害风险的开源程序国际资讯|欧空局发射计划最新消息:看看卫星如何帮助人类抗击疫情



《慧天地》敬告

《慧天地》公众号聚焦国内外时空信息科技前沿、行业发展动态、跨界融合趋势,探索企业核心竞争力,传播测绘地理信息文化,为测绘、地信、遥感等相关专业的同学提供日常学习、考研就业一站式服务,旨在打造政产学研用精准对接的平台。《慧天地》高度重视版权,对于原创、委托发布的稿件,会烦请作者、委托方亲自审核通过后才正式推发;对于来自网站、期刊、书籍、微博、微信公众号等媒介的稿件,会在作者栏或者文章开头显著标明出处,以表达对作者和推文引用平台版权的充分尊重和感谢;对于来源于网络作者不明的优质作品,转载时如出现侵权,请后台留言,我们会及时删除。感谢大家一直以来对《慧天地》的关注和支持!


——《慧天地》运营团队

编辑:马冉冉 审核:杜一鸣 李允琛
指导:万剑华教授
: . Video Mini Program Like ,轻点两下取消赞 Wow ,轻点两下取消在看

您可能也对以下帖子感兴趣

文章有问题?点此查看未经处理的缓存