Onze aarde heeft snelle veranderingen in het milieu doorgemaakt die nauw verbonden zijn met antropogene activiteiten. Teledetectie via satelliet biedt een kwantitatief middel om dergelijke veranderingen te volgen, maar is vaak beperkt tot grove ruimtelijke of temporele resoluties. Pas heel recent, met de komst van Planet's Dove-satellieten, een constellatie van CubeSats gemaakt van meer dan 190 satellietsensoren om dagelijkse en wereldwijde dekking te produceren met een resolutie van 3 meter, hebben we de kans gehad om het aardoppervlak op kleine schaal te monitoren.

Echter, Er blijven verschillende problemen met CubeSat-waarnemingen die de bredere toepassingen ervan verder belemmeren:1) Frequente wolken en wolkenschaduwen vervuilen vaak het satellietsignaal, 2) CubeSat-waarnemingsbron van 190+ satellietsensoren met variërende zonnehoeken, het veroorzaken van inconsistentie van gegevens tussen verschillende sensoren, en 3) nauwkeurige biofysische interpretatie van satellietsignaal blijft ontbreken.

Dr. Jin Wu en Dr. Jing Wang van het Global Ecology and Remote Sensing (GEARS) Lab van de School of Biological Sciences, De Universiteit van Hong Kong (HKU), heeft onderzoek gedaan om deze problemen aan te pakken door nieuwe observatiemethoden te ontwikkelen die een betere nauwkeurigheid bieden bij het volgen van fijnschalige veranderingen vanuit de ruimte.

Bijvoorbeeld, het team heeft onlangs een automatische cloud- en cloudschaduwscreeningmethode ontwikkeld voor CubeSats, die gebruikmaakt van de ruimtelijke en temporele informatie van satellietreflectiebanden, en het is aangetoond dat het wolken- en schaduwscreening mogelijk maakt met de hoogste nauwkeurigheid en de minste gevoeligheid voor het type landbedekking. Het onderzoeksresultaat bevordert dus de monitoring van atmosferische bewolking, terwijl de gegevenskwaliteitsbeoordelingen voor landoppervlakmonitoring en biofysische extractie worden verbeterd. Dit onderzoek is onlangs gepubliceerd in wetenschappelijk tijdschrift Remote sensing van de omgeving (RSE) .

Het team heeft de afgelopen jaren veel energie gestoken in het verbeteren van de verwerking en interpretatie van CubeSats. Bijvoorbeeld, om de gegevensconsistentie in ruimte en tijd te verbeteren, het team ontwikkelde een rigoureuze methode om CubeSats kruiselings te kalibreren tot hetzelfde niveau als een stabielere satelliet met één sensor:Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS), dat rigoureus is gekalibreerd met problemen met de geometrie van de zonsensor en een consistent hoge gegevenskwaliteit heeft laten zien. Om een ​​directe en nauwkeurige biofysische interpretatie vanuit de ruimte uit te voeren, het team stelde een spectrale ontmengingsaanpak voor die het bladerdak effectief classificeerde in bladachtige versus bladloze fenofasen, van waaruit het nauwkeurige fenologische monitoring van tropische bossen op fijne schaal mogelijk zou maken. evenzo, door nabije drone-onderzoeken te integreren met CubeSats, het team toonde de haalbaarheid aan om plantenfenologie op boomkroonschaal te monitoren.

"Ons onderzoek heeft aanzienlijke vooruitgang geboekt op het gebied van observatie om volledig gebruik te maken van satellietgegevens van de nieuwe generatie, en uiteindelijk de monitoring van de veranderingen in het milieu op aarde te vergemakkelijken, vooral voor die snelle en fijne veranderingen, " zei dr. Jing Wang, de hoofdauteur van de twee tijdschriftartikelen gepubliceerd in RSE .

"Er zijn een reeks papieren in RSE over vergelijkbare onderwerpen. Ons werk is niet een ander, maar een nieuwe poging om de mogelijkheid te onderzoeken om satelliettechnieken mogelijk te maken voor monitoring van fenologie op kroonschaal, die dus de grensverleggende onderzoeksgrens vertegenwoordigt en ook een wereld van mogelijkheden opent voor individueel gebaseerde ecologiestudies met behulp van satelliettechnieken, " voegde Dr. Jin Wu toe, Hoofdonderzoeker van Global Ecology and Remote Sensing (GEARS) Lab bij HKU.

Met deze vorderingen het GEARS-lab streeft ernaar om CubeSats en andere geospatiale technologieën te gebruiken om de relevante onderzoeksgebieden te vergemakkelijken, die omvatten, maar zijn niet beperkt tot ecologische schalingsprincipes, biodiversiteitsonderzoek, bos groei, Gezondheid, en managementpraktijken, effectbeoordelingen en mitigatiestrategieën voor klimaatverandering, en uiteindelijk de op de natuur gebaseerde oplossingen om CO2-neutrale doelen te bereiken.