استخدام الأقمار الصناعية والخرائط الجوية لدراسة وجه الأرض

الدراسات الجوية والمحيطية

(أ) إنَّ قياس لون المحيطات، مستمد من سواتل مثل VIIRS ] و] Sentinel-3 OLCI ، يتيح تتبع الكتلة الأحيائية في المحيط الأطلسي، والأعماق الطحالب الضارة، ومعايير جودة المياه (الاستعراضات في مجال الصحة العامة، والتركُّز في كلوروفيليات).

التطبيقات التشغيلية والتجارية

الاستجابة للكوارث والقدرة على التكيف معها

وقد أصبح الاستخدام التشغيلي للصور الساتلية والجوية في إدارة الكوارث موحدا. Copernicus Emergency Management Service (CEMS)] و الميثاق الدولي يوفر بسرعة مهمة وتحليل صور لمنظمات الإغاثة، وفي أعقاب الفيضانات، يجري تجهيز صور SARS-even في غضون ساعات لإنتاج خرائط تقييمية عالية للإصابة.

الهياكل الأساسية والتوائم الرقمية الحضرية

ويعتمد مخططو المدن وشركات المرافق العامة على صور ساتلية وجوية عالية الاستبانة لإدارة الأصول، وتستخدم هذه القياسات الضوئية الأرضية لتوليد 3D نماذج للمدينة، مما يتيح محاكاة لإمكانات الفريق الشمسي، وتلوث الضوضاء، وتدفق المشاة. Change detection algorithms]

الزراعة والأمن الغذائي

وتزيد الزراعة الدقيقة من التواتر الزمني للسواتل مثل Sentinel-2] لتوفير تحديثات أسبوعية عن صحة المحاصيل في المناطق الزراعية الكبيرة، مما يتيح تطبيق معدل متغير للمياه والأسمدة ومبيدات الآفات، ويقلل التكاليف والأثر البيئي.() ويمكِّن تصنيف نوع المحاصيل باستخدام التعلم الآلات في البيانات المتعلقة بأحوال الأمطار ذات المدارية العالية من الحكومات وتاجري السلع الأساسية من تقدير المحاصيل.

الدفاع والاستخبارات

وقد كان مجتمع الدفاع منذ وقت طويل محركا رئيسيا لتكنولوجيا الاستطلاع بالسواتل، إذ أن الصور الحديثة للسواتل التجارية، المتاحة بقرارات دون الثلاثين سم، تتنافس الآن على قدرات النظم العسكرية المبكرة، ويستخدم محللو الاستخبارات الصور الساتلية لرصد المرافق النووية (ضمانات الوكالة الدولية للطاقة الذرية)، ويتعقبون القوافل العسكرية، ويقيّمون الأضرار التي لحقت بالهياكل الأساسية.

نظام البيانات الإيكولوجي والثورة التحليلية

البيانات المفتوحة والحساب الإلكتروني

(أ) تحولت بيانات رصد الأرض بشكل كبير إلى الانفتاح. USGS Landsat [FLT:] archive is a globalكنز, completely free and open since 2008. The ]ESA Sentinel missions] continue this trend, generating petabytes of data.

The analysis [FLT:]Object-Based Image Analysis (OBIA) and ]Deep learning.

التحديات الحاسمة في رصد الأرض

Atmospheric and Environmental Interference

والصور البصرية السلبية محدودة أساساً بالظروف الجوية، فالكلاود هي أكثر العقبات استمراراً، حيث تحجب سطح الأرض، كما أن مشهداً واحداً من مشهد لانديستا على حوض الأمازون قد يكون فيه أقل من 5 في المائة من البكازات الخالية من السحاب، وفي حين أن السحابات المتحركة من المدار الثابت، فإن تفسيره معقد (ضوضاء على الجليد، وتشوهات التضاريسية)

حجم البيانات وقابليتها للتكرار

إن إدارة وتجهيز الحجم الهائل للبيانات المستمدة من برامج رصد الأرض المستمر يشكل تحدياً حسابياً كبيراً، إذ يمكن أن ينتج مسح واحد للطائرات بدون طيار ذو الاستبانة العالية آلاف الصور ورواسب البيانات الخام، وفي حين أن خدمات الحوسبة السحابية، فإن تكاليف التخزين وحساب وحدة GPU لمشاريع التعلم العميق الواسعة النطاق يمكن أن تكون باهظة بالنسبة للباحثين الأكاديميين.

معايرة، تقييم، عدم اليقين

إن بيانات الاستشعار عن بعد هي قياس بديل يجب التحقق منه بدقة من الحقيقة الأرضية، إذ يلزم تحديد قياسات قياسية الراديومية والجيومترية للمستشعرات لضمان اتساق البيانات مع الزمن، وبدون Cal/Val، يمكن لتحليل السلسلة الزمنية أن يكشف عن التغيرات الكاذبة الناجمة عن التحقق من الانجراف أو التباين في الغلاف الجوي.

الاتجاهات المستقبلية والتكنولوجيات الناشئة

الاختبارات الهيدروجينية والحرارية

مستقبل الاستشعار عن بعد بواسطة السواتل يكمن في ارتفاع درجة الحرارة والتغطية الحرارية، في حين أن البعثات الحالية مثل EnMAP و [النظم الإيكولوجية] توفر قدرات فطرية ممتازة، فإن فترات إعادة النظر فيها طويلة.