Доступ к обильной чистой воде для питья, отдыха и охраны окружающей среды - одна из самых насущных проблем 21 века. Непосредственный мониторинг угроз качеству пресной воды имеет решающее значение, но поскольку современные методы являются дорогостоящими и не стандартизированными, исчерпывающие наборы данных о качестве воды встречаются редко. В Соединенных Штатах одним из наиболее объясненных Росс. «Однако архив Landsat меньше используется для понимания изменений качества внутренних вод».
Одной из проблем использования изображений Landsat для оценки качества воды является отсутствие централизованного набора данных, который сочетает спутниковые снимки с наземными наблюдениями. Эти совпадения - например, когда спутники делают снимки в тот же день, когда кто-то берет образец водорослей - можно использовать для создания алгоритмов, которые используют только изображения для прогнозирования качества воды из космоса.
В настоящее время существует менее 1000 таких совпадений, в основном созданных для индивидуальных исследований, что замедляет способность исследователей создавать, тестировать и применять крупномасштабные модели для прогнозирования качества воды для каждого безоблачного изображения на Landsat. архив.
'Симфония данных'
Исследователи CSU создали новый набор данных из более чем 600 000 совпадений между полевыми измерениями качества воды и изображениями Landsat, создав то, что Росс называет «симфонией данных».
Данные о качестве воды поступили из двух общедоступных источников: Портал качества воды, федеральный информационный центр данных из более чем 400 различных государственных, местных и федеральных агентств; и LAGOS-NE, открытый набор данных измерений качества озерной воды для северо-востока США. В совокупности эти наборы данных содержат более 6 миллионов наблюдений за качеством воды.
Используя программное обеспечение с открытым исходным кодом и Google Earth Engine, авторы объединили данные о качестве воды с архивом Landsat за 1984-2019 годы. И необработанные наборы данных, и объединенный набор данных соответствия, который они называют AquaSat, теперь доступны вместе с базовым кодом, поэтому будущие пользователи могут обновлять, изменять и улучшать его.
Авторы ожидают, что этот набор данных откроет новые мощные приложения для дистанционного зондирования качества воды.
«Мы надеемся, что эти инструменты помогут получить оценки качества воды в крупных реках и озерах в национальном масштабе», - сказал Росс. «Эти данные значительно улучшат наше понимание изменения качества воды в макромасштабе и позволят сообществу дистанционного зондирования сравнить методы и коллективно улучшить наш подход».
В будущем команда Росса рассчитывает выйти за пределы США, чтобы использовать те же самые методы для улучшения мониторинга качества воды в других местах с небольшими полевыми наблюдениями или вообще без них.