Met een steeds groeiende menselijke bevolking en de inherente vraag naar water, het is van cruciaal belang om de watervoorraden te bewaken. Nieuwe technologie zou het meer dan ooit mogelijk maken om veranderingen in de waterstroom van rivieren te meten.

Tyler King en Bethany Neilson, onderzoekers van de Utah State University, hebben een nieuwe methode ontwikkeld om rivierafvoeren te schatten met behulp van luchtbeelden verzameld door helikopters en drones. Hun nieuwe studie, gepubliceerd op 7 februari in Onderzoek naar waterbronnen , ontdekte dat beeldvorming vanuit de lucht net zo nauwkeurig kan zijn als oudere, in sommige gevallen duurdere veldmethoden.

Deze alternatieve methoden voor het monitoren van watervoorraden zijn nodig om te blijven voldoen aan de wereldwijde vraag naar water en tegelijkertijd de gevolgen van overstromingen en droogtes te verminderen.

"We begeven ons op onbekend terrein nu klimaatverandering de watervoorziening verandert en de bevolkingsgroei de vraag doet toenemen. " zei Tyler King, een promovendus en co-auteur van de studie. "In het licht van deze uitdagingen, wetenschappers, ingenieurs en managers over de hele wereld wordt gevraagd om de steeds moeilijkere taak van het beheer van watervoorraden uit te voeren met steeds minder informatie."

Er is een beperkt en afnemend aantal locaties waar rivierafvoer direct op meetstations wordt gemeten. Het opzetten en onderhouden van deze stations is duur en tijdrovend. Als resultaat, de voorkeur wordt vaak gegeven aan grote rivieren van aanzienlijk economisch en sociaal belang. Aanvullend, er zijn andere teledetectiemethoden ontwikkeld, maar vertrouwen op relatief grove gegevens verzameld door satellieten en, als zodanig, ook richten op de grotere rivieren van de wereld. Als resultaat, wetenschappers hebben geen volledig beeld van wat er gebeurt in kleinere stroomgebieden, waardoor er een beperkt begrip is van de processen die de kwantiteit en kwaliteit van het rivierwater beheersen.

De benadering van King en Neilson is bedoeld om deze lacune in de gegevens op te vullen door luchtbeelden met een hoge resolutie te gebruiken om de stroming op veel locaties langs kleinere rivieren en beken te schatten. Dit vormt een aanvulling op zowel traditionele netwerken van meetstations die zijn gekoppeld aan een beperkt aantal specifieke locaties langs riviernetwerken, als op satellieten gebaseerde teledetectiemethoden die worden gebruikt om stromen in grotere rivieren te schatten.

Hun basisaanpak maakt gebruik van een unieke combinatie van beeldverwerkingstechnieken en hydraulische modellering die de hoeveelheid gegevens beperkt die nodig zijn om rivierafvoeren te schatten. Hun methode overlapt luchtfoto's om driedimensionale digitale hoogtemodellen van de rivierkanalen te produceren. Deze informatie wordt vervolgens binnen een hydraulisch model gebruikt om de relatie tussen rivierafvoer en rivierbreedte te benaderen. Zodra deze modellen zijn gebouwd, alle volgende waarnemingen van rivierbreedte, inclusief satellietbeelden, luchtfoto's of grondobservaties—kan worden gebruikt om rivierafvoer te schatten.

"Remote sensing-methoden zoals deze kunnen ons vermogen om hydrologische reacties op een veranderend klimaat in kleine, ongeschonden stroomgebieden over de hele wereld, " zei Neilson, een universitair hoofddocent aan de USU en co-auteur van de studie.