जर्नल ऑफ हाइड्रोजियोलॉजी एंड हाइड्रोलॉजिकल इंजीनियरिंग

मल्टी कोपरनिकस मिशनों के संयोजन से झील की निगरानी: सेंटिनल-1 ए और बी तथा सेंटिनल-3ए

शिरज़ाद रूही, अराश अमिनी, बेहज़ाद वूसोगी और डगलस बैटल

किसी झील के जल आयतन में होने वाले परिवर्तनों की निगरानी के लिए जल स्तर और जल सतह में होने वाले बदलावों का सटीक अनुमान लगाना आवश्यक है। रडार पदचिह्न के अंदर प्रकाशित क्षेत्र से बहु-प्रतिबिंबों, जिन्हें बहु-शिखर तरंगरूप कहा जाता है, के कारण झील का जल स्तर गलत हो सकता है। पूर्ण जल आयतन भंडारण को मापने के लिए बाथिमेट्री डेटा भी हर जगह उपलब्ध नहीं है।

अनुकूलित रेंज प्राप्त करने और परिणामस्वरूप अधिक सटीक जल स्तर प्राप्त करने के लिए, दूषित तरंगों का विश्लेषण करने की आवश्यकता है। हमने थ्रेशोल्ड रीट्रैकर के साथ रीट्रैक किए जाने वाले दिए गए तरंग में एक इष्टतम शिखर का चयन करने के लिए एक नया दृष्टिकोण विकसित किया। हमने एक शिखर का चयन किया, जो इन सीटू गेज के सबसे करीब जल स्तर प्रदान करता है। दूसरे परिदृश्य में, हमने दिए गए तरंग में सभी सार्थक चोटियों को शामिल किया और सभी उप-तरंगों/चोटियों से प्राप्त रीट्रैकिंग सुधारों के औसत पर विचार किया।

झील की जल सतह का अनुमान SAR छवियों के विश्लेषण से लगाया गया। पानी को गैर-पानी वाली सतहों से अलग करने के लिए, हिस्टोग्राम पर आधारित थ्रेशोल्ड एल्गोरिदम का उपयोग किया गया है। सतही समय श्रृंखला को बाहरी डेटा के विरुद्ध मान्य किया गया। अंत में, हेरॉन विधि के अनुसार जल स्तर और सतही विविधताओं से सापेक्ष जल मात्रा परिवर्तनों का अनुमान लगाया गया।

इस अध्ययन में, हमने स्वीडन में लेक वेनर्न की निगरानी के लिए जून 2016 से मई 2018 तक सेंटिनल-3 ए एसआरएएल के एल2 और एल1बी डेटा और सेंटिनल-1 ए और बी से एसएआर छवियों का इस्तेमाल किया। जल स्तर निर्धारण में हमारा विश्लेषण इन-सीटू गेज माप के सामने एल2 डेटा की तुलना में हमारी नई अनुकूलित चोटी चयन पद्धति के लिए 50% का सुधार दिखाता है। हमने यह भी पाया कि 90% से अधिक तरंगों के लिए, पहली चोटी, जिसे पहली उप-तरंग कहा जाता है, बेहतर परिणाम की ओर ले जाती है। दूसरा परिदृश्य, यानी सभी सार्थक चोटियों को शामिल करना, जिसे माध्य-सभी उप-तरंग कहा जाता है, का प्रदर्शन लगभग अनुकूलित उप-तरंग के समान ही होता है

हमने जल स्तर के लिए जल आयतन और सतह भिन्नताओं के संबंध में क्रमशः 97% और 71% का सहसंबंध पाया। जल सतह-आयतन भिन्नताओं के लिए 78% सहसंबंध प्राप्त किया गया। हाइड्रोवेब डेटाबेस के संबंध में हमारे जल सतह और आयतन भिन्नताओं के लिए क्रमशः 83% और 88% का सहसंबंध भी है। अंतर्देशीय जल, यानी लेक वेनर्न पर सेंटिनल-3 एसएआर अल्टीमीटर के लिए जल स्तर भिन्नता में 5 सेमी का आरएमएसई एक महत्वपूर्ण उपलब्धि है।