Báo cáo

ỨNG DỤNG VIỄN THÁM TRONG ĐỊA CHẤT, ĐỊA MẠO VÀ THỦY VĂN

04/11/2021 GeoLink Thu Giang 0 Nhận xét

(English below)
Báo cáo: Dữ liệu lớn và nhiều phương pháp lập bản đồ các hồ chứa nhỏ: so sánh độ chính xác cho các ứng dụng trong cảnh quan nông nghiệp

Tác giả: Jones, S.K .; Fremier, A.K .; DeClerck, F.A .; Smedley, D. Ortega Pieck, A. .; Mulligan, M.
Tóm tắt
Việc các hồ chứa có chứa nước trong suốt mùa khô hay không là rất quan trọng để tránh mất mùa muộn trong các cảnh quan nông nghiệp khô cằn theo mùa. Vị trí, thể tích và động thái thời gian, đặc biệt của các hồ chứa nhỏ (<1 Mm3) được ghi chép trên toàn cầu rất ít, do đó khó xác định khoảng cách địa lý và trong năm về nguồn nước hồ chứa. Tuy nhiên, các hồ chứa nhỏ là nơi dễ bị cạn kiệt nhất và thường phục vụ những người nông dân nghèo nhất. Sử dụng lưu vực sông Volta xuyên biên giới (~ 413.000 km vuông) ở Tây Phi làm nghiên cứu điển hình, chúng tôi trình bày một phương pháp mới để lập bản đồ các hồ chứa và định lượng độ không đảm bảo của các ước tính diện tích hồ chứa có nguồn gốc từ Landsat, có thể dễ dàng áp dụng ở mọi nơi trên thế giới.

Chúng tôi đã áp dụng phương pháp của mình để so sánh độ chính xác của các khu vực hồ chứa được lấy từ bộ dữ liệu Lịch sử nước hàng tháng của nước mặt toàn cầu (GSW) với các khu vực có nguồn gốc khi nước bề mặt được phân loại trên hình ảnh Landsat 8 OLI bằng cách sử dụng Chỉ số nước chênh lệch chuẩn hóa (NDWI) , NDWI đã sửa đổi với băng tần 6 (MNDWI1) và NDWI đã sửa đổi với băng tần 7 (MNDWI2). Chúng tôi đã định lượng mức độ chính xác thực tế của các ước tính kích thước hồ chứa thay đổi như thế nào với phương pháp phân loại nước, đặc tính hồ chứa và bối cảnh môi trường, đồng thời đánh giá các lựa chọn và hạn chế của việc sử dụng ước tính diện tích hồ chứa không chắc chắn để theo dõi động lực của hồ chứa trong bối cảnh nông nghiệp.

Kết quả cho thấy rằng ước tính diện tích hồ chứa lấy từ dữ liệu GSW cho địa điểm nghiên cứu của chúng tôi kém chính xác hơn 19% so với ước tính thu được từ MNDWI1, đối với một mẫu gồm 272 hồ chứa có diện tích từ 0,09 đến 72 ha. Độ chính xác của các ước tính dựa trên Landsat được cải thiện với kích thước hồ chứa và tỷ lệ diện tích chu vi, trong khi độ chính xác có thể giảm khi thảm thực vật trên bề mặt tăng lên. Chúng tôi cho thấy rằng ước tính diện tích hồ chứa theo GSW có thể cung cấp giới hạn trên cho dung tích hồ chứa hiện tại và động thái theo mùa của các hồ chứa lớn hơn. Khoảng trống dữ liệu và sự không chắc chắn làm cho phạm vi hồ chứa có nguồn gốc GSW không phù hợp để theo dõi các hồ chứa nhỏ hơn 5,1 ha (chứa ~ 49.759 m3), tạo thành 674 (56%) hồ chứa trong lưu vực Volta, hoặc theo dõi biến động theo mùa của hầu hết các hồ chứa nhỏ, hạn chế tiện ích cho quy hoạch nông nghiệp.

Nghiên cứu này là một trong những nghiên cứu đầu tiên nhằm kiểm tra tính tiện ích và hạn chế của bộ dữ liệu GSW mới có sẵn và cung cấp hướng dẫn về các điều kiện mà bộ dữ liệu này, và các bản đồ nước mặt dựa trên Landsat khác, có thể được sử dụng một cách đáng tin cậy để giám sát tài nguyên hồ chứa

Link download: 

https://drive.google.com/file/d/1MMDGF-esH77zXkj9-wpBHWA2HFGJw-aR/view?usp=sharing

-----

REMOTE SENSING APPLICATION IN GEOLOGY, GEOMORPHOLOGY 
 AND HYDROLOGY 
The report: Big data and multiple methods for mapping small reservoirs: comparing accuracies for applications in agricultural landscapes

Authors: Jones, S.K.; Fremier, A.K.; DeClerck, F.A.; Smedley, D. Ortega Pieck, A.; Mulligan, M.
Abstract: 
Whether or not reservoirs contain water throughout the dry season is critical to avoiding late season crop failure in seasonally-arid agricultural landscapes. Locations, volumes, and temporal dynamics, particularly of small (<1 Mm3) reservoirs are poorly documented globally, thus making it difficult to identify geographic and intra-annual gaps in reservoir water availability. Yet, small reservoirs are the most vulnerable to drying out and often service the poorest of farmers. Using the transboundary Volta River Basin (~413,000 sq km) in West Africa as a case study, we present a novel method to map reservoirs and quantify the uncertainty of Landsat derived reservoir area estimates, which can be readily applied anywhere in the globe.

We applied our method to compare the accuracy of reservoir areas that are derived from the Global Surface Water Monthly Water History (GSW) dataset to those that are derived when surface water is classified on Landsat 8 OLI imagery using the Normalised Difference Water Index (NDWI), Modified NDWI with band 6 (MNDWI1), and Modified NDWI with band 7 (MNDWI2). We quantified how the areal accuracies of reservoir size estimates vary with the water classification method, reservoir properties, and environmental context, and assessed the options and limitations of using uncertain reservoir area estimates to monitor reservoir dynamics in an agricultural context.

Results show that reservoir area estimates that are derived from the GSW data are 19% less accurate for our study site than MNDWI1 derived estimates, for a sample of 272 reservoir extents of 0.09 to 72 ha. The accuracy of Landsat-derived estimates improves with reservoir size and perimeter-area ratio, while accuracy may decline as surface vegetation increases. We show that GSW derived reservoir area estimates can provide an upper limit for current reservoir capacity and seasonal dynamics of larger reservoirs. Data gaps and uncertainties make GSW derived reservoir extents unsuitable for monitoring reservoirs that are smaller than 5.1 ha (holding ~49,759 m3), which constitute 674 (56%) reservoirs in the Volta basin, or monitoring seasonal fluctuations of most small reservoirs, limiting its utility for agricultural planning.

This study is one of the first to test the utility and limitations of the newly available GSW dataset and provides guidance on the conditions under which this, and other Landsat-based surface water maps, can be reliably used to monitor reservoir resources

Link download: 

https://drive.google.com/file/d/1MMDGF-esH77zXkj9-wpBHWA2HFGJw-aR/view?usp=sharing

Geolink tổng hợp từ CGspace

popup

Số lượng:

Tổng tiền: