Cảm biến từ xa vệ tinh cho quản lý tài nguyên nước: Tiềm năng hỗ trợ phát triển bền vững ở các khu vực thiếu dữ liệu
Tóm tắt
Quản lý tài nguyên nước (WRM) nhằm phát triển bền vững gặp nhiều thách thức ở các khu vực có mạng lưới giám sát thực địa thưa thớt. Sự tăng trưởng theo cấp số nhân của thông tin dựa trên vệ tinh trong thập kỷ qua đã cung cấp cơ hội chưa từng thấy để hỗ trợ và cải thiện WRM. Hơn nữa, những rào cản truyền thống đối với việc tiếp cận và sử dụng dữ liệu vệ tinh đang dần giảm bớt khi những đổi mới công nghệ cung cấp cơ hội quản lý và phân phối nguồn thông tin phong phú này đến với nhiều đối tượng hơn. Chúng tôi xem xét nhu cầu dữ liệu cho WRM và vai trò mà cảm biến từ xa vệ tinh có thể đóng góp để lấp đầy khoảng trống và nâng cao WRM, tập trung vào khu vực Mỹ Latinh và Caribe làm ví dụ cho một khu vực có tiềm năng phát triển tài nguyên của mình hơn nữa và giảm thiểu tác động của các mối nguy thủy văn. Chúng tôi đánh giá công nghệ hiện tại cho các biến số liên quan, các nhiệm vụ vệ tinh hiện tại và sản phẩm, cách chúng đang được các cơ quan quốc gia trong khu vực Mỹ Latinh và Caribe sử dụng hiện nay, cũng như các thách thức trong việc cải thiện tính hữu dụng của chúng. Chúng tôi thảo luận về tiềm năng của các nhiệm vụ mới được ra mắt, sắp được triển khai và dự kiến có thể cải thiện và biến đổi việc đánh giá và giám sát tài nguyên nước. Những thách thức liên tục về độ chính xác, mẫu và tính liên tục vẫn cần được giải quyết, và những thách thức thêm về khối lượng dữ liệu khổng lồ mới cần vượt qua để tận dụng tốt nhất tiện ích của thông tin dựa trên vệ tinh trong việc cải thiện WRM.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
AGRITIEMPO(2018).Brazil Agrometeorological Monitoring System.http://www.agritempo.gov.br/agritempo/index.jsp
Akhmouch A., 2012, Water governance in Latin America and the Caribbean: A multi‐level approach
Aonashi K., 2009, GSMaP passive microwave precipitation retrievals: Algorithm description and validation, Journal of Applied Meteorology, 87, 119
Azarderakhsh M., 2011, Diagnosing water variations within the Amazon Basin using satellite data, Journal of Geophysical Research, 116
Beck H. E., 2017, Global‐scale evaluation of 23 precipitation datasets using gauge observations and hydrological modeling, Hydrology and Earth System Sciences Discussions, 10.5194/hess-21-6201-2017
Brodzik M. J., 2013, Northern Hemisphere EASE‐Grid 2.0 weekly snow cover and sea ice Extent
Buytaert W., 2014, Citizen science in hydrology and water resources: Opportunities for knowledge generation, ecosystem service management, and sustainable development, Frontiers in Earth Science, 2, 1
Chile National Agroclimatic Observatory(2018).http://www.climatedatalibrary.cl/IMP‐DGIR/maproom/
Dong X. Shi J. Zhang S. Liu H. Wang Z. Zhu D. et al. (2016).Prelminary design of water cycle observation mission (WCOM). 2016 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS) (pp. 3434–3437).
Donoso M. C., 2012, Sustainability of integrated water resources management: Water governance, climate and ecohydrology, 9
European Space Agency(2012a).Sentinel‐3: ESA's global land and ocean mission for GMES operational services. ESA SP‐1322/3.
European Space Agency, 2012, Report for mission selection: Biomass, ESA SP‐1324/1
European Space Agency, 2012, Report for mission selection: CoReH2O, ESA SP‐1324/2
EUMETSAT(2018).Satellite application facility on support to operational hydrology and water management (H‐SAF) http://hsaf.meteoam.it(last accessed May 2018).
Food and Agriculture Organization(2018).Agricultural stress index system.http://www.fao.org/giews/earthobservation/
Global Runoff Data Centre(2018):GRDC in the Bundesanstalt für Gewaesserkunde 56068 Koblenz Germany http://grdc.bafg.de
Hain C. Anderson M. C. Schull M. A. &Neale C. M. U.(2017).A Framework for Mapping Global Evapotranspiration using 375‐m VIIRS LST. Abstract H52G‐02 presented at 2017 Fall Meeting AGU New Orleans 11‐15 Dec. 2017.
Hall D. K., 2016, MODIS/Terra Snow Cover Daily L3 Global 500m Grid
Hall D. K., 2016, Modis/Terra Snow Cover 8‐Day L3 Global 0.05Deg CMG
Hering J.(2014).A virtual flood of information: Open data for sustainable water management http://www.futureearth.org/blog/2014‐aug‐27/virtual‐flood‐information‐open‐data‐sustainable‐water‐management. Accessed June 2017.
Hulley G. Hook S. Fisher J. &Lee C.(2017).ECOSTRESS a NASA earth‐ventures instrument for studying links between the water cycle and plant health over the diurnal cycle. International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS) 8128248.5494–5496.
Instituto Nacional de Investigacion Agropecuaria(2018).GRAS monitoring system.http://www.inia.uy/gras/
Inter‐American Development Bank(2005).Water and the millennium development goals investments needs in Latin America and the Caribbean Washington DC.http://idbdocs.iadb.org/wsdocs/getdocument.aspx?docnum1/4959175
Jones J. A. Vardanian T. Hakopian C.(2009).Threats to global water security. Springer Science & Business Media 17 Jun 2009 ‐ Technology & Engineering 400pp.
Klein Tank A. M. G. Zwiers F. W. Zhang X.(2009).Guidelines on analysis of extremes in a changing climate in support of informed decisions for adaptation. Climate data and monitoring WCDMP‐No. 72 WMO‐TD No. 1500 pp. 56.
Koike T.(2013).Description of the GCOM‐W1 AMSR2 Soil Moisture Algorithm. Technical Report NDX‐120015A: Chapter 8. Japan Aerospace Exploration Agency Earth Observation Research Center Bulletin.
Latin American and Caribbean Flood and Drought Monitor (2017).Latin American and Caribbean flood and drought monitor.http://stream.princeton.edu/lacfdm
Lavado W. Fernandez C. Aybar C. Caycho T. Endara S. Vega F. et al. (2016) PISCO: Peruvian interpolated data of the SENAMHIs climatological and hydrological observations. Precipitation v1.1Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología.
Mell P., 2011, The NIST definition of cloud computing, National Institute of Standards and Technology Special Publication, 53, 1
NASA/METI/AIST/Japan Spacesystems andU.S./Japan ASTER Science Team(2001).ASTER level 2 surface temperature product. NASA EOSDIS land processes DAAC.https://doi.org/10.5067/ASTER/AST_08.003
National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine, 2018, Thriving on our changing planet: A decadal strategy for Earth observation from space
National Ice Center(2008).Updated daily. IMS Daily Northern Hemisphere Snow and Ice Analysis at 1 km 4 km and 24 km Resolutions Version 1. [Indicate subset used]. Boulder Colorado USA. NSIDC: National Snow and Ice Data Center.https://doi.org/10.7265/N52R3PMC
National Research Council, 2007, Earth science and applications from space: National imperatives for the next decade and beyond
Nicolai S., 2016, Projecting progress: The SDGs in Latin America and the Caribbean
Njoku E. G., 2004, AMSR‐E/Aqua Daily L3 surface soil moisture, interpretive parameters, & QC EASE‐Grids
Reichle R., 2016, SMAP L4 9 km EASE‐grid surface and root zone soil moisture geophysical data
Resti A., 1999, The Envisat radar altimeter system (RA‐2), ESA Bulletin, 98, 94
Reyer C. P. O., 2017, Climate change impacts in Latin America and the Caribbean and their implications for development, Regional Environmental Change, 1
SENAMHI(2018a).Peru National Drought Observatory National Weather Service and Hydrology of Peru http://ons.snirh.gob.pe/Peru/maproom/Monitoring/Meteorological/SPI.html
SENAMHI(2018b).Daily Hydrological Information National Weather Service and Hydrology of Peru http://www.senamhi.gob.pe/?p=informacion‐hidrologica‐diaria
Serinaldi F., 2016, A blueprint for full collective flood risk estimation: Demonstration for European river flooding, Risk Analysis
Smith E. A., 2004, Measuring Precipitation from Space: EURAINSAT and the Future
Stackhouse P. W., 2011, 24.5‐year SRB data set released, GEWEX News, 21, 10
Stefano P. Angelo P. Simone P. Filomena R. Federico S. Tiziana S. Umberto A. Vincenzo C. Acito N. &Marco D.(2013).The PRISMA hyperspectral mission: Science activities and opportunities for agriculture and land monitoring Proceedings of the 2013 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS) Melbourne Australia 21–26 July 2013; pp. 4558–4561.
Sugumaran R., 2015, Remote Sensing Handbook, 553
Tedesco M., 2004, AMSR‐E/Aqua daily L3 global snow water equivalent EASE‐grids
United Nations, 2015, Transforming our world: The 2030 Agenda for sustainable development
U.S. Department of Agriculture's Foreign Agricultural Service/National Aeronautics and Space Administration(2017).G‐REALM lake level products.https://www.pecad.fas.usda.gov/cropexplorer/global_reservoir/
Wagner W. Doubkova M. Sabel D. Bartsch A. Hornacek M. Klein J.‐P. &Schlaffer S.(2009).Global land surface hydrology monitoring using Sentinel‐1: Opportunities and challenges. Geophysical Research Abstracts Vol. 13 EGU2011–3425 2011 EGU General Assembly 2011
World Meteorological Organization and Global Water Partnership, 2016, Integrated Drought Management Programme (IDMP)