رادار الفيضانات: الفيضان من خلال الغيوم
رادار سنتينل-1 يرى من خلال الغيوم وفي الليل: خرّط الأرض التي غمرتها مياه جديدة بعد أي فيضان منذ 2014، مع مساحتها بالكيلومتر المربع.
تأتي الفيضانات مع الغيوم، فنادراً ما تراها الأقمار البصرية. أما الرادار فيراها: إذ يرسل إشارته الميكروية الخاصة التي تخترق الغيوم وتعمل في الليل، وتعكسها المياه الهادئة بعيداً فتبدو داكنة. اختر مكاناً في أي مكان على الأرض ويوم الفيضان؛ فتأخذ الأداة أول مرور لسنتينل-1 بعده ومرجعاً جافاً من حتى ثلاثة مرورات سابقة من المدار نفسه، وتحدد المياه في كليهما بحد تلقائي، وتؤكد المياه الجديدة بانخفاض الإشارة الراجعة، وتستبعد المنحدرات الشديدة بنموذج الارتفاع، وتخرّط الأرض المغمورة والمياه الدائمة والمياه التي انحسرت بمساحاتها الحقيقية. ويمكنها تتبّع الفيضان عبر كل مرور رادار من شهر قبله إلى ستة أسابيع بعده، وتصدّر الخرائط ومضلعات الفيضان والأرقام.
نظرة عامة
في العراق تأتي فيضانات دجلة والأهوار الربيعية، والسيول الخاطفة في الشمال والصحراء الغربية، مع غيوم منخفضة وأمطار تخفيها عن الصور البصرية أياماً. والرادار يعطي امتداد المياه في اليوم الذي يهم: للإنقاذ، ولتقدير الضرر بالمحاصيل والطرق، وللتخطيط.
وتستعمل خدمات الخرائط الطارئة في العالم الطريقة نفسها؛ وهنا تعمل في المتصفح، على أي مكان، ولأي فيضان منذ تشرين الأول 2014.
المدخلات · المخرجات
المدخلات
- مكان من القائمة أو يُبحث عنه باسمه أو يُرسم على الخريطة (حتى نحو 120 × 120 كم)
- تاريخ الفيضان ومدة البحث بعده
- المدة المرجعية الجافة قبله
- حد الماء (تلقائي أو محدد)، واختبار التغير، وقناع المنحدرات، ومرشح التبقع
المخرجات
- خريطة الفيضان: الأرض المغمورة والمياه الدائمة والمياه المنحسرة
- المساحات بالكيلومتر المربع ونسبتها من المنطقة
- الرادار قبل وبعد والتركيب اللوني للتغير
- مدرج تكراري للإشارة الراجعة مع الحد
- مساحة المياه عبر كل مرور حول الفيضان
- مضلعات الفيضان (GeoJSON) والجدول (CSV)
طريقة العمل في الحقل
المنهجية والمعادلات
صور الرادار
صور سنتينل-1 بالنطاق C (5.4 غيغاهرتز) بنمط المسح العريض، مصححة راديومترياً وطبوغرافياً إلى غاما-صفر بدقة 10 م، باستقطاب VV، ومحوّلة إلى الديسيبل. وتُجمع المرورات بحسب المدار النسبي والاتجاه واليوم، وتُضم حيث لا يغطي إطار واحد المنطقة.
المياه والفيضان
تُحدد المياه المكشوفة دون حد يُختار بطريقة أقل خطأ لكيتلر وإلينغورث على المدرج التكراري لصورة ما بعد الفيضان (محصوراً بين −24 و−14 ديسيبل، و−18 ديسيبل حين تكون المياه أقل من أن تشكل قمة). والأرض المغمورة ماء بعد لا قبل، ويجب افتراضياً أن تكون أدكن بـ3 ديسيبل على الأقل من المرجع الجاف، وهو متوسط حتى ثلاثة مرورات من المدار نفسه. ويقلل مرشح وسيط 3 × 3 التبقع.
التضاريس والمساحة
تُستبعد المنحدرات الأشد من 5°، المحسوبة من نموذج الارتفاع، لأن ظل الرادار يبدو كالماء. ويُعطى كل بكسل مساحته الأرضية الحقيقية من خط عرضه.
الدقة وحدود الخطأ
- تُخرّط مياه الفيضان المكشوفة على الأرض المستوية بتوافق 85–95 % مع الخرائط المرجعية في الاختبارات المنشورة، ويُحدد حدها ضمن بكسل أو بكسلين (10–20 م). فالمساحات ضمن نحو 5–10 % للفيضانات الكبيرة وأقل يقيناً للصغيرة.
- ما لا يغطيه: المياه بين المباني وتحت الغابات وتحت المحاصيل القائمة (كثيراً لا تبدو داكنة، فتُقدَّر بأقل)؛ والسيول الخاطفة التي تنصرف قبل المرور التالي (بين المرورات 6–12 يوماً)؛ والمياه المتموجة بالرياح (تفوت) والسطوح الملساء الجافة كالرمل والإسفلت والمطارات (ماء زائف)؛ والتضاريس الشديدة التي تُستبعد.
- لتقليل الخطأ: استعمل مرجعاً من المدار نفسه، وأبقِ اختبار التغير 3 ديسيبل، وحدد الحد يدوياً حين يُظهر المدرج قمتين واضحتين، وافحص التركيب اللوني للتغير، وقارن مع الصور البصرية أو التقارير الميدانية حين تصفو السماء.
لمن هذه الأداة
المعايير والمراجع العلمية
- Torres, R. et al. (2012). GMES Sentinel-1 mission. Remote Sensing of Environment, 120, 9–24.
- Small, D. (2011). Flattening gamma: radiometric terrain correction for SAR imagery. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 49(8), 3081–3093.
- Kittler, J. & Illingworth, J. (1986). Minimum error thresholding. Pattern Recognition, 19(1), 41–47.
- Martinis, S., Twele, A. & Voigt, S. (2009). Towards operational near real-time flood detection using a split-based automatic thresholding procedure on high resolution TerraSAR-X data. Natural Hazards and Earth System Sciences, 9, 303–314.
- Twele, A., Cao, W., Plank, S. & Martinis, S. (2016). Sentinel-1-based flood mapping: a fully automated processing chain. International Journal of Remote Sensing, 37(13), 2990–3004.
- UN-SPIDER (2019). Recommended Practice: Flood Mapping and Damage Assessment Using Sentinel-1 SAR Data. United Nations Office for Outer Space Affairs.
لمحة سريعة
- التصنيف
- المخاطر الطبيعية
- يعمل على
- متصفح الهاتف والجهاز اللوحي والحاسوب
- التصدير
- خريطة الفيضان وصور الرادار بصيغ PNG وJPG وPDF؛ ومضلعات الفيضان بصيغة GeoJSON؛ والمساحات بصيغة CSV؛ والمخططات بصيغ PNG وJPG وPDF؛ وتقرير PDF كامل
- الوصول
- مجاني
نفّذ هذا المسح في موقعك القادم
جميع الأدوات (64 أداة) وتصدير التقارير والمساعد الذكي ضمن اشتراك واحد.
