Teledetecție

Teledetecția se referă la obținerea de date și informații despre un fenomen și un teritoriu, fără un contact direct cu acesta. Este o alternativă la observarea in situ. Tehnicile de teledetecție sunt utilizate în numeroase domenii, inclusiv geografie, hidrologie, ecologie, meteorologie, oceanografie, glaciologie, geologie, precum și pentru aplicații militare, de informații, comerciale, economice, de planificare și umanitare.

Tehnologiile de teledetecție pot fi bazate pe sateliți sau aeronave și sunt capabile să detecteze și să clasifice obiectele și caracteristicile sistemului terestru prin semnale propagate (de exemplu, radiații electromagnetice). În plus, utilizarea dronelor este în curs de dezvoltare datorită datelor de înaltă rezoluție care pot fi colectate într-un timp scurt pentru monitorizarea în timp real. Tehnicile de teledetecție „activă” se referă la un semnal emis direct de un satelit sau de o aeronavă, care este reflectat de un obiect și este, la rândul său, detectat de senzor (de exemplu, RADAR și LiDAR), în timp ce teledetecția „pasivă” se referă la senzori capabili să detecteze radiațiile emise sau reflectate de un obiect sau de zonele înconjurătoare (de exemplu, fotografierea filmelor, infraroșu, dispozitive cuplate la sarcină și radiometre).

Recent, teledetecția a fost utilizată pentru a îmbunătăți înțelegerea sistemului climatic și a schimbărilor acestuia. Aceasta permite monitorizarea suprafeței Pământului, a oceanului și a atmosferei la mai multe scări spațio-temporale, permițând astfel observarea sistemului climatic, precum și investigarea proceselor legate de climă sau a fenomenelor pe termen lung și scurt, cum ar fi, de exemplu, defrișările sau tendințele El Niño. În plus, teledetecția este utilă pentru colectarea de informații și date în zone periculoase (de exemplu, în timpul incendiilor) sau inaccesibile (de exemplu, zone impermeabile). Printre exemplele specifice de utilizări ale teledetecției legate, de asemenea, de practicile de adaptare la schimbările climatice se numără: (i) gestionarea resurselor naturale, (ii) gestionarea practicilor agricole, de exemplu în ceea ce privește utilizarea terenurilor, conservarea terenurilor și stocul de carbon din sol, (iii) operațiunile tactice de combatere a incendiilor forestiere în cadrul sistemelor de sprijin decizional în timp real, (iv) monitorizarea acoperirii terenurilor și a modificărilor acesteia la diferite scări temporale și spațiale, chiar și după un eveniment de dezastru, (v) gestionarea mai bine informată a pădurilor și a apei, (vi) evaluarea stocurilor de carbon și a dinamicii aferente, (vii) simularea dinamicii sistemului climatic, (viii) îmbunătățirea proiecțiilor climatice și a produselor de reanaliză meteorologică, utilizate pe scară largă pentru studiile de cercetare privind schimbările climatice.

În cele din urmă, teledetecția poate fi utilizată pentru îmbunătățirea avertizării și a pregătirii, fiind, prin urmare, utilă și în gestionarea riscurilor de dezastre. Sistemele de informații geografice (GIS) care utilizează tehnologia prin satelit pot fi utilizate pentru dezvoltarea unor sisteme de alertă timpurie și de prognoză pentru a reduce și a gestiona riscul de dezastre legate de climă (și anume, pregătirea unei mai bune predicții a pistelor ciclice și de inundații, a evenimentelor de secetă, a apariției incendiilor), precum și pentru a contribui la pregătirea pentru acțiuni. Tehnologia de teledetecție poate fi, de asemenea, utilă pentru detectarea daunelor post-dezastru, pe baza analizei comparative a imaginilor înainte și după dezastru. Datele și informațiile obținute prin teledetecție sunt, de asemenea, utile pentru lucrătorii în situații de urgență.

În Europa și în întreaga lume există diverse programe și inițiative pentru a stimula utilizarea și schimbul de date la distanță. Copernicus este programul UE de observare a Pământului coordonat și gestionat de Comisia Europeană. Acesta constă într-un set complex de sisteme care colectează date din surse multiple: sateliți de observare a Pământului și senzori in situ, cum ar fi stațiile terestre, senzorii aeropurtați și cei transportați pe mare. Copernicus prelucrează aceste date și oferă utilizatorilor informații prin intermediul unui set de servicii care abordează șase domenii tematice: terenurile, mediul marin, atmosfera, schimbările climatice, gestionarea situațiilor de urgență și securitatea. Serviciul Copernicus privind schimbările climatice (C3S) furnizează servicii privind schimbările climatice care sprijină politicile și acțiunile europene în domeniul climei, contribuind la construirea unei societăți europene mai reziliente într-un climat în schimbare indus de om. Sistemul global de sisteme de observare a Pământului (GEOSS) este un set de sisteme coordonate și independente de observare a Pământului, de informare și de prelucrare, care oferă acces la informații pentru sectoarele public și privat. „Portalul GEOSS” oferă un punct unic de acces la internet pentru utilizatorii care caută date, imagini și pachete software analitice relevante pentru toate părțile globului.

Teledetecția este utilizată pentru a produce cunoștințe sau chiar sisteme de sprijin decizional pentru utilizatorii vizați (de exemplu, practicieni implicați în gestionarea riscului de dezastre, urbaniști, planificatori de terenuri, fermieri etc.). Implicarea utilizatorilor finali în calitate de părți interesate de-a lungul întregului proces de proiectare și creare a cunoștințelor și a produselor este esențială pentru a produce rezultate care sunt cu adevărat utilizate și utile, în conformitate cu paradigma coproducției.

Tehnicile de teledetecție, în special imaginile prin satelit, au fost deja utilizate cu succes într-o gamă largă de domenii ale schimbărilor climatice, cum ar fi: (i) investigarea tendințelor temperaturii globale, atât la suprafața oceanului, cât și în atmosferă, (ii) detectarea modificărilor radiațiilor solare care afectează încălzirea globală, (iii) monitorizarea aerosolilor, a concentrației de vapori de apă și a modificărilor regimului precipitațiilor, (iv) studierea dinamicii extinderii zăpezii și a stratului de gheață, (v) monitorizarea schimbărilor nivelului mării și a modificărilor costiere, (vi) monitorizarea stării și a schimbărilor vegetației, (vii) monitorizarea resurselor de apă și a impactului datorat secetelor și perioadelor uscate, (viii) monitorizarea evenimentelor de incendiu și a emisiilor de incendiu, (ix) anticiparea riscului de dezastre, cum ar fi ciclonul, inundațiile și seceta, (x) orientarea proceselor decizionale privind adaptarea la schimbările climatice. Utilizarea datelor prin teledetecție evoluează rapid, atât în ceea ce privește tehnicile disponibile, cât și rezoluția, și se preconizează că în viitorul apropiat vor apărea alte utilizări relevante pentru adaptarea la schimbările climatice.

Cu toate acestea, au fost exprimate unele preocupări cu privire la utilizarea teledetecției. Studierea și monitorizarea schimbărilor climatice necesită serii cronologice de observații pe termen lung, în timp ce datele satelitare sunt adesea disponibile pe termen scurt. În plus, unele incertitudini și distorsiuni ale cadrelor de imagine primite din cauza vibrațiilor și a turbulențelor pot rezulta din erorile senzorilor și ale algoritmilor de recuperare, astfel încât utilizarea observațiilor prin satelit în studiile privind schimbările climatice necesită o identificare clară a acestor limitări. Alte limitări posibile includ: (i) costul ridicat pentru achiziționarea de date de înaltă rezoluție privind aeronavele și dronele; (ii) în unele cazuri, accesul limitat la tehnologiile necesare din cauza costurilor sau a constrângerilor în materie de competențe; (iii) discontinuitatea temporală a datelor privind aeronavele și sateliții; în timp ce prima poate fi deosebit de costisitoare și, prin urmare, disponibilă pentru un număr limitat de anchete, a doua este colectată la intervale fixe, în funcție de timpul de întoarcere al satelitului.

Observațiile directe asupra terenului sunt, de regulă, limitate în ceea ce privește acoperirea spațială, în timp ce tehnicile de teledetecție permit monitorizarea la o scară mai mare. Datele prin satelit au o acoperire largă, capacități multitemporale și multispectrale, oferind date și informații legate de schimbările climatice pentru domenii extinse. Acest lucru permite îmbunătățirea înțelegerii sistemului climatic, studierea și anticiparea efectului schimbărilor climatice asupra ecosistemelor și monitorizarea eficacității măsurilor de adaptare puse în aplicare.

De asemenea, teledetecția permite colectarea datelor în zone periculoase sau inaccesibile, fără perturbări pentru site, și oferă actualizări frecvente. Achiziționarea de date este adesea mai puțin costisitoare și mai rapidă decât colectarea directă a datelor de la sol. În plus, utilizarea dronelor adaugă flexibilitate în monitorizarea timpului și a spațiului și avantajul de a nu exista riscuri umane.

Prețul imaginilor din satelit variază în funcție de rezoluția spațială. Imaginile de arhivă cu rezoluție redusă (> 10 m) sunt, de obicei, gratuite, în timp ce prețurile cresc de la 1 la 8 $ pe km ^2, trecând de la rezoluția de 5-10 m la rezoluția de 0,3-1 m (prețurile din 2019; a se vedea, de exemplu, Geocento). Costurile sunt ușor mai mari pentru imaginile realizate de avioane și drone; aceasta din urmă poate ajunge la o rezoluție < 0,05 m. Desigur, prețurile cresc dacă sunt necesare imagini personalizate. De asemenea, sunt necesare resurse pentru prelucrarea datelor și dezvoltarea aplicațiilor. În cele din urmă, sunt necesare suficiente competențe și capacități pentru utilizarea datelor obținute prin teledetecție.

Termenul de implementare se referă la prelucrarea datelor și furnizarea de cunoștințe sau produse finale. Aceasta depinde în mare măsură de domeniul de aplicare specific și de utilizarea tehnicilor de teledetecție, de nivelul competențelor disponibile, de disponibilitatea instrumentelor necesare și de colaborarea dintre diferitele părți interesate implicate.

Utilizarea tehnicilor de teledetecție pentru studierea schimbărilor climatice și sprijinirea definirii acțiunilor de atenuare a schimbărilor climatice și de adaptare la acestea poate fi realizată atât pe termen scurt, cât și pe termen lung.