Luftbilleder giver indsigt i vandtrends

Med en stadigt voksende menneskelig befolkning og dens iboende efterspørgsel efter vand, der er et kritisk behov for at overvåge vandressourcer. Ny teknologi kunne gøre det mere gennemførligt end nogensinde at måle ændringer i vandløb i floder.

Tyler King og Bethany Neilson, forskere ved Utah State University, har udviklet en ny metode til at estimere flodudledning ved hjælp af luftfotos, der er indsamlet fra helikoptere og droner. Deres nye undersøgelse, udgivet 7. februar i Forskning i vandressourcer , fandt ud af, at luftfotografering kan være lige så præcis som ældre, dyrere feltmetoder i nogle tilfælde.

Disse alternative metoder til overvågning af vandressourcer er nødvendige for fortsat at opfylde de globale vandkrav og samtidig lette virkningerne af oversvømmelser og tørke.

"Vi er på vej ind i ukendt område, da klimaændringer ændrer vandforsyningen, og befolkningstilvæksten øger efterspørgslen, "sagde Tyler King, en ph.d.-kandidat og medforfatter af undersøgelsen. "I lyset af disse udfordringer, forskere, ingeniører og ledere over hele verden bliver bedt om at udføre den stadig vanskeligere opgave med at forvalte vandressourcer med mindre og mindre information. "

Der er et begrænset og svindende antal steder, hvor flodudledning måles direkte ved måleinstationer. Etablering og vedligeholdelse af disse stationer er dyrt og tidskrævende. Som resultat, man foretrækker ofte store floder af betydelig økonomisk og social betydning. Derudover andre fjernmåling metoder er blevet udviklet, men stole på relativt grove data indsamlet af satellitter og, som sådan, også fokusere på de større floder i verden. Som resultat, forskere mangler et fuldstændigt overblik over, hvad der sker i mindre vandløb, efterlader begrænset forståelse for de processer, der kontrollerer mængden og kvaliteten af ​​flodvand.

King og Neilsons tilgang sigter mod at udfylde dette datagab ved hjælp af højopløselige luftfotos til at estimere strømninger mange steder langs mindre floder og vandløb. Dette supplerer både traditionelle målerstationsnetværk, der er bundet til et begrænset antal specifikke steder langs flodnetværk og satellitbaserede fjernmålingsmetoder, der bruges til at estimere strømme i større floder.

Deres grundlæggende tilgang anvender en unik kombination af billedbehandlingsteknikker og hydraulisk modellering, der begrænser mængden af ​​data, der kræves for at estimere flodudledning. Deres metode overlapper luftbilleder for at producere tredimensionelle digitale elevationsmodeller af flodkanalerne. Disse oplysninger bruges derefter inden for en hydraulisk model til at tilnærme forholdet mellem flodudledning og flodbredde. Når disse modeller er bygget, eventuelle følgende observationer af flodbredde - herunder satellitbilleder, luftfotos eller jordobservationer - kan bruges til at estimere flodudledning.

"Fjernmetingsmetoder som disse kan forbedre vores evne til at forstå hydrologiske reaktioner på et skiftende klima i små, ungeuged vandskel rundt om i verden, "sagde Neilson, en lektor ved USU og medforfatter af undersøgelsen.