Analysis of Rainfall Variability and Water Extent of Selected Hydropower Reservoir Using Google Earth Engine (GEE): A Case Study from Two Tropical Countries, Sri Lanka and Vietnam

要約

この研究は、ベトナムとスリランカの 2 つの熱帯モンスーン国における降雨パターンと選択された水力発電所の貯水池の水域の広範なリモートセンシング分析を示しています。
その目的は、遠隔で感知された降雨データと貯水池の水域の動的変化(毎月)との関係を理解することです。
この分析では、高解像度の光学画像と Sentinel-1 合成開口レーダー (SAR) データを利用して、さまざまな気象条件、特にモンスーン期に水域を観察および監視します。
両国の平均年間降水量が決定され、1981 年から 2022 年までの気候ハザード グループのステーション付き赤外線降水量 (CHIRPS) データセットを使用して、月平均降水量の時空間変動が地域および貯水池流域レベルで検査されます。水域の範囲は、選択された貯水池について導出されます。
2017 年から 2022 年までのベトナムとスリランカの Sentinel-1 SAR Ground Range Detected (GRD) 画像を使用しました。画像は、地形補正と洗練された Lee フィルターを使用して前処理および補正されています。
自動閾値アルゴリズムである OTSU は、VV と VH の両方の偏光データを利用して水と陸を区別します。
接続ピクセル数のしきい値は、結果の精度を高めるために適用されます。
この結果は、モンスーン期に降水量が増加すると、その後の月に水量が増加するという、降雨パターンと貯水池の水量の間に明確な関係があることを示しています。
この研究は、降雨の変動が熱帯モンスーン地域の貯水池の水資源にどのような影響を与えるかを理解するのに貢献します。
予備的な調査結果は、水資源管理戦略に情報を提供し、水力発電、洪水管理、灌漑に関するこれらの国の意思決定プロセスをサポートすることができます。

要約(オリジナル)

This study presents a comprehensive remote sensing analysis of rainfall patterns and selected hydropower reservoir water extent in two tropical monsoon countries, Vietnam and Sri Lanka. The aim is to understand the relationship between remotely sensed rainfall data and the dynamic changes (monthly) in reservoir water extent. The analysis utilizes high-resolution optical imagery and Sentinel-1 Synthetic Aperture Radar (SAR) data to observe and monitor water bodies during different weather conditions, especially during the monsoon season. The average annual rainfall for both countries is determined, and spatiotemporal variations in monthly average rainfall are examined at regional and reservoir basin levels using the Climate Hazards Group InfraRed Precipitation with Station (CHIRPS) dataset from 1981 to 2022. Water extents are derived for selected reservoirs using Sentinel-1 SAR Ground Range Detected (GRD) images in Vietnam and Sri Lanka from 2017 to 2022. The images are pre-processed and corrected using terrain correction and refined Lee filter. An automated thresholding algorithm, OTSU, distinguishes water and land, taking advantage of both VV and VH polarization data. The connected pixel count threshold is applied to enhance result accuracy. The results indicate a clear relationship between rainfall patterns and reservoir water extent, with increased precipitation during the monsoon season leading to higher water extents in the later months. This study contributes to understanding how rainfall variability impacts reservoir water resources in tropical monsoon regions. The preliminary findings can inform water resource management strategies and support these countries’ decision-making processes related to hydropower generation, flood management, and irrigation.

arxiv情報

著者 Punsisi Rajakaruna,Surajit Ghosh,Bunyod Holmatov
発行日 2023-10-09 12:51:46+00:00
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