نقشه برداری از میزان سیلاب برای سیلاب های فعال برای مسئولان محلی و منطقه ای و سازمان های امداد رسانی در برابر حوادث که باید مشخص کنند که کجا تلاش خود را متمرکز کنند بسیار مهم است. ناسا، قابلیت Atmosphere Near-Time نزدیک به زمان واقعی برای EOS (LANCE) را به رصدخانه سیل دارتموث و بخش نقشه برداری جهانی MODIS برای زمان واقعی (NRT) ارائه می دهد.

ورود به سامانه NRT

خلاصه پروژه

آزمایشگاه هیدرولوژی ناسا گودارد در تلاش است تا با استفاده از منابع داده های ماهواره ای موجود - در حال حاضر روگذر دوبار روزانه ابزار MODIS، در ماهواره های Terra و Aqua، نقشه برداری جهانی سیل در زمان واقعی را عملیاتی کند. ما در حال تلاش برای افزودن منابع داده اضافی مانند لندست و رادار برای بهبود پوشش و دقت هستیم.

این کار براساس تخصص و تلاش طولانی مدت رصدخانه طغیان دارتموث (DFO) برای نقشه برداری از میزان آب سیل به طور جزئی برای سیلاب فعال است. وب سایت DFO جزئیات بیشتر، محصولات اضافی و بایگانی از نقشه های تاریخی سیل را ارائه می دهد. این وب سایت ناسا پیوندها و اطلاعاتی راجع به سیل اتوماتیک و محصولات آب سطحی تولید شده در ناسا گودارد روزانه ارائه می دهد.

به طور کلی، وب سایت DFO ممکن است محصولات دقیق تری داشته باشد زیرا متخصصان در ساخت نقشه های میزان سیلاب با استفاده از داده های موجود نقش داشته اند و بنابراین می توانند خطاها را ویرایش کنند. وب سایت ناسا محصولات بروزی خواهد داشت، زیرا آنها به طور خودکار در عرض چند ساعت از گذرگاه ماهواره ای تولید می شوند و در این وب سایت قرار می گیرند، اما به طور دستی مورد بررسی یا ویرایش قرار نگرفته اند.

اگرچه نسبتاً قوی است، اما سیستم فعلی هنوز در حال توسعه فعال است. اگر می خواهید از بروزرسانی ها و پیشرفت ها مطلع شوید، لطفاً برای لیست پستی نقشه سیل ثبت نام کنید. ما از هرگونه بازخورد درباره محصولات استقبال و تشویق می کنیم تا بتوانیم دقت و کاربرد آنها را بهبود بخشیم.

سیستم پایه

با استفاده از ماهواره های Terra و Aqua ناسا، ابزار MODIS دو بار در روز پوشش تقریباً جهانی با وضوح 250 متر در دو باند نوری را فراهم می کند. اینها منبع اصلی اطلاعات برای محصولات سیل ما هستند. سیستم پردازش LANCE در ناسا گودارد محصولی را ارائه می دهد که ما معمولاً در عرض چند ساعت از روگذر ماهواره مصرف می کنیم. گذرگاه استوایی Terra در ساعت 10 و 30 دقیقه صبح به وقت خورشیدی محلی، و Aqua در ساعت 1 و 30 دقیقه بعد از ظهر است. اگرچه ابزارهای دیگر داده هایی با وضوح بالاتر ارائه می دهند، اما هیچ کدام پوشش روزانه جهانی را ارائه نمی دهند. ما در حال کار هستیم تا داده های راداری هدفمند را به سیستم وارد کنیم تا به ما امکان دیدن "ابرها" را بدهیم و محصولات به موقع تری ارائه دهیم.

الگوریتم تشخیص آب

ما آب را با استفاده از یک الگوریتم توسعه یافته توسط باب براکنریج از رصدخانه سیل دارتموث تشخیص می دهیم. این الگوریتم از نسبت MODIS باند 1 و باند 2 و آستانه باند 7 برای شناسایی موقت پیکسل ها به عنوان آب استفاده می کند.

هماهنگ سازی

سپس ما تشخیص آب را از پنجره محصول ترکیب می کنیم (به طور معمول 2 روز). اگر یک پیکسل در طول پنجره محصول بر روی چندین مشاهده (2 یا بیشتر) به عنوان آب شناسایی شود، پس از آن به طور قطعی به عنوان آب علامت گذاری می شود و خروجی آن در محصول MSW یا "MODIS Surface Water" است. 2 (یا بیشتر) مشاهدات لازم است زیرا سایه ابر می تواند از نظر طیفی کاملاً شبیه آب باشد. در مواردی که سایه ابر در 2 مشاهده در همان نقطه رخ می دهد، ممکن است محصول نادرست مناطقی مانند آب را پرچم گذاری کند. 3 مورد مشاهده بیشتر به شما کمک می کند، اما تأخیر محصول را نیز افزایش می دهد. در حال حاضر، ما از 2 نیاز مشاهده به عنوان تعادل بین دقت و به موقع استفاده می کنیم.

شناسایی سیل

سرانجام، آب شناسایی شده با یک لایه مرجع آب مقایسه می شود که میزان آب "نرمال" را نشان می دهد و هر پیکسلی که در خارج از حد طبیعی آب یافت شود، به عنوان سیل مشخص شده و خروجی در محصولات MFW ("MODIS Flood Water") است.

مشکلات شناخته شده

• وضوح تصویر: داده های MODIS که ما از آن استفاده می کنیم در وضوح 250 متر است، بنابراین ویژگی های غرقاب کوچکتر از این اندازه به طور قابل اعتماد شناسایی نمی شوند.
• ارجاع جغرافیایی: بررسی اولیه ارجاع جغرافیایی الگوریتم شناسایی آب برای این محصول نشانگر عدم تطابق با سایر داده ها از جمله لندست و همچنین افزایش تاخیر محصولات علوم MODIS است. این مسئله مهمی است که در دست بررسی است.
• آب مرجع: ما در حال حاضر از محصول MOD44W به عنوان یک لایه آب مرجع جهانی ثابت استفاده می کنیم. این نیز از داده های MODIS مشتق شده است، اما تفاوت های سازگار در مکان هایی را که الگوریتم ما به عنوان آب در شرایط غیر سیلاب تشخیص می دهد، نشان می دهد. این مسئله ممکن است مربوط به موضوع ارجاع جغرافیایی ذکر شده در بالا باشد. به عنوان بخشی از این پروژه، ما لایه آب مرجع خود را با استفاده از محصول MSW خواهیم ساخت و تغییرات فصلی را در میزان آب طبیعی مجاز خواهیم کرد.
• ابرها: MODIS نمی تواند از در شرایط ابری زمین را ببیند، بنابراین ما نمی توانیم میزان آب سطحی را در هنگام ابری بودن منطقه تعیین کنیم. محصولات استاندارد ما با استفاده از 2 (یا بیشتر) روز داده ساخته می شوند، بنابراین چندین فرصت (2 در روز) برای مشاهده یک منطقه وجود دارد. محصولات نقشه گرافیکی (MFM، MODIS Flood Map) مناطقی را نشان می دهد که تصاویر واضح کافی برای تشخیص آب وجود ندارد.
• سایه ابر: اینها اغلب از نظر طیفی شبیه آب هستند و بنابراین می توانند با الگوریتم ما به عنوان آب پرچم گذاری شوند. در حال حاضر، با نیاز به شناسایی آب در مشاهدات متعدد (حداقل 2)، از سایه ابرها جلوگیری می کنیم. وقتی شرایط نیمه ابری حاکم است و به سایه های ابر اجازه می دهد زمین را در یک یا دو روز بپوشانند، این محلول خراب می شود. همچنین حساسیت به زمان محصولات را محدود می کند، زیرا برای علامت گذاری پیکسل ها به عنوان آب (و احتمالاً طغیان) حداقل 2 مشاهده آب لازم است.

از ژوئیه 2012، ما نسخه اولیه پوشش سایه زمین را برای کاهش تعداد تشخیص آب های کاذب در زیر سایه زمین اجرا کرده ایم.

ارتقا و پیشرفت های آینده

آب مرجع سفارشی

در حال حاضر، ما از محصول MOD44W برای تهیه یک لایه آب "مرجع" استفاده می کنیم. این برای شناسایی سیلاب از سطح آب شناسایی شده حذف می شود. با این حال، مناطقی وجود دارد که MOD44W به دلیل فصلی یا مسائل دیگر دقیق نیست، یا شاید به سادگی منسوخ شده باشد. ما یک لایه آب مرجع سفارشی بر اساس خروجی الگوریتم خود خواهیم ساخت. این ممکن است حداقل برای بعضی از مناطق وابسته به فصلی باشد، بنابراین آب زیاد فصلی به صورت سیل گزارش نشود.

تصحیح ابر

ما در حال کار بر روی اجرای یک ماسک سایه ابری هستیم، که به ما کمک می کند تا از شناسایی غلط آب (و طغیان) در مناطق مداوم نیمه ابری جلوگیری کنیم و همچنین به ما امکان می دهد محصولات را از یک تصویر واحد ارزیابی کنیم. در حال حاضر، ما نیاز به چندین (حداقل 2) مشاهده آب از یک پیکسل داریم تا به عنوان آب مشخص شود. با استفاده از ماسک سایه ابری موثر، ممکن است بتوانیم از مشاهدات MODIS، آب سطحی و طغیان مناسب تولید کنیم.

مشکل در ثبت تصاویر MODIS

تصاویر تقریباً به موقع پردازش شده MODIS دارای برخی اوقات موارد نامناسب ثبت نام است که ممکن است بر خروجی محصول تأثیر بگذارد، خصوصاً در امتداد محیط ویژگی های آب شناسایی شده. به نظر می رسد اصلاحاتی که در خط لوله ما وجود دارد این مسئله را برطرف کرده است.

ماسک سایه Terrain

در حال حاضر، آب اغلب به اشتباه در مناطق سایه زمین تشخیص داده می شود، زیرا سایه ها اغلب از نظر طیفی شبیه آب هستند. این امر به عنوان پراکندگی پیکسل سیل در مناطق کوهستانی به نظر می رسد. ما یک ماسک برش اول برای این کار اجرا کرده ایم که 70-90٪ از این موارد مثبت کاذب را از بین می برد و با استفاده از ماسک مبتنی بر HAND (ارتفاع بالاتر از نزدیکترین زهکشی) در حال رفع مشکل دیگری هستیم.

گزارش هشدار سیل

ما گزارش کرده ایم که منطقه سیلاب را به ازای هر کاشی شناسایی کرده است، بنابراین مناطق مورد نگرانی فعلی به سرعت قابل شناسایی هستند. این اطلاعات در صفحه کاشی نقشه سیل در صفحه اصلی وب سایت گنجانده می شود. همچنین می تواند به طور خودکار برای اشخاص علاقه مند از طریق ایمیل ارسال شود، یا در اتم یا خوراک دیگری منتشر شود.

مدیر سایت: بهزاد سرهادی

شماره تلفن: 09190622992

شناسه تلگرام مدیر سایت: SubBasin@

نشانی ایمیل: behzadsarhadi@gmail.com

(سوالات تخصصی را در گروه تلگرام ارسال کنید)

_______________________________________________________

×

 براي پيوستن به بزرگترين گروه تلگرام علوم و مهندسي آب با امکان تبادل نظر بين اعضاء کليک کنيد

کتاب کاربرد مدل QUAL2KW

کتاب کاربرد GIS در منابع آب

کتاب محاسبه سيل طرح