Remote sensing monitoring methods, applications, and challenges for surface water bodies

FENG Lian ,  

PI Xuehui ,  

摘要

En tant que ressource en eau douce la plus importante, les lacs, les rivières et autres cours d'eau subissent des changements significatifs sous l'effet combiné de facteurs tels que les changements climatiques et l'activité humaine, soulignant la nécessité d'extraire efficacement et de surveiller à long terme la dynamique spatiale et temporelle des cours d'eau. La technologie de télédétection par satellite, en raison de ses avantages tels que la couverture étendue, de longues séries temporelles et des coûts réduits, est devenue un outil important pour la surveillance de la dynamique des ressources en eau. Les plans d'eau présentent plusieurs caractéristiques uniques sur les images satellitaires; grâce à l'application d'algorithmes appropriés d'extraction des plans d'eau sur des images satellitaires de différentes origines, une analyse quantitative scientifique et approfondie de la gamme et des changements des plans d'eau peut être réalisée. Cet article passe en revue les recherches existantes sur l'extraction et la surveillance de la dynamique des plans d'eau de surface avec des données satellitaires, couvrant les sources de données de télédétection, les méthodes d'extraction des plans d'eau, l'application de la télédétection, les défis et les perspectives. Les sources de données de télédétection optique et micro-onde ont chacune leurs avantages et jouent un rôle important; de multiples sources de données peuvent être intégrées à l'aide de différents capteurs. Les méthodes d'extraction basées sur des seuils traditionnels permettent d'identifier les plans d'eau en définissant des seuils spectraux spécifiques, et les algorithmes de classification par apprentissage automatique peuvent utiliser des caractéristiques spectrales, texturales, spatiales et géométriques pour extraire les plans d'eau; d'autres méthodes dans des scénarios spécifiques peuvent également atteindre d'excellents résultats. Ces dernières décennies, les recherches sur l'extraction et la surveillance de la dynamique des plans d'eau de surface à partir de la télédétection satellitaire ont fait des progrès significatifs, créant de nombreux produits de séries temporelles de données de surface d'eau rasterisées, vectorisées et numérisées, et ont proposé des perspectives uniques sur la dynamique spatiale et temporelle des plans d'eau de surface et leurs mécanismes de mouvement. En conclusion, cet article propose des solutions potentielles pour l'extraction de la surveillance dynamique des plans d'eau face à des problèmes de résolution spatiale et temporelle, de nuages et d'occlusion végétale, et explore les perspectives et les défis de l'extraction des plans d'eau dynamiques dans la nouvelle ère des grandes données de télédétection.

关键词

remote sensing;inland water;water detection;dynamics monitoring;review

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