1. El metabolismo humano utiliza carbono orgánico para producir carbono inorgánico para lograr el ciclo del carbono. 2. El efecto positivo de la producción y la vida humana es que aumentar la cobertura de plantas verdes puede aumentar el carbono inorgánico en el ciclo del carbono del ecosistema y lograr un ciclo de carbono benigno. El efecto negativo es que la destrucción de la cobertura de plantas verdes y el desarrollo depredador conducen. al deterioro del ciclo del carbono del ecosistema, lo que lleva al deterioro del mismo.
1: En los últimos años, China se encuentra en un período de desarrollo vigoroso, por lo que la extracción de carbón ha superado con creces la tasa de extracción de miles de años en la historia, por lo que los humanos han aumentado el proceso de cambio del carbón de C al dióxido de carbono;
2. La sobreexplotación humana de la tierra ha provocado que la superficie forestal se reduzca año tras año; esto ha llevado al enverdecimiento del bosque;
Por lo tanto, ha provocado un aumento del dióxido de carbono y el efecto invernadero; los icebergs polares aumentan el nivel del mar;
Con el desarrollo de la sociedad humana, especialmente el uso generalizado de combustibles fósiles, la intensidad de las fuentes de carbono humanas está aumentando. Las fuentes de carbono humano incluyen principalmente las emisiones de carbono derivadas del uso de combustibles fósiles y la producción de cemento, así como las emisiones de carbono derivadas del uso de la tierra (como el cultivo de arroz), la extracción de minerales y la extracción de aguas subterráneas, de las cuales la combustión de combustibles fósiles desempeña el papel más importante. Los aumentos en las emisiones de carbono debido al cambio de uso de la tierra son comparables.
Desde que el ser humano se dio cuenta de que el aumento de la concentración de gases de efecto invernadero (especialmente dióxido de carbono) calentaría las temperaturas globales, provocando así una serie de graves problemas ecológicos y ambientales, comenzaron a estudiar el ciclo del carbono.
Por supuesto, si bien las actividades humanas aumentan el dióxido de carbono atmosférico, es completamente posible aumentar la absorción de dióxido de carbono atmosférico a través de acciones positivas, como la plantación de árboles.
2. Investigación del ciclo del carbono
El ciclo global del carbono es el flujo de carbono entre los tres principales reservorios de la atmósfera, los océanos y los ecosistemas terrestres, y es un símbolo importante del desarrollo. de la biosfera. Los trabajos de investigación sobre el ciclo del carbono incluyen la estimación de la biomasa terrestre, el impacto de los cambios de uso del suelo sobre el carbono terrestre, la estimación de la producción de los ecosistemas terrestres, la simulación del ciclo del carbono, etc. Los modelos tradicionales del ciclo del carbono terrestre se basan en observaciones y mediciones terrestres, y muchos modelos sólo se han probado con datos de observación puntuales muy limitados. La tecnología de teledetección proporciona capacidades de observación a gran escala y es un medio eficaz para probar modelos de ecosistemas regionales.
La teledetección tiene las características de ciclo corto, alta resolución espacial y temporal, amplia cobertura y conveniente adquisición de datos, y se ha convertido en un medio técnico indispensable en el estudio del cambio global. La tecnología de teledetección tiene ventajas únicas en la obtención de parámetros de la superficie terrestre, especialmente parámetros de la superficie terrestre a gran escala que se pueden obtener directamente a partir de imágenes de teledetección. Además de parámetros macroscópicos como área de vegetación, productividad primaria neta (PNP) y productividad neta del ecosistema (PNE), índice de área foliar (LAI), composición química del dosel, temperatura del dosel, conductancia estomática y radiación fotosintéticamente activa (APAR). Estos parámetros físicos obtenidos por inversión de teledetección se utilizan directamente como variables impulsoras o parámetros del modelo de ecosistema terrestre, y el ciclo del carbono se estudia en combinación con la información dinámica de la cobertura del suelo o el estado de la vegetación obtenida a partir de imágenes de teledetección.
3. Aplicación del SAR en la evaluación del carbono
El SAR es una detección remota por microondas activa que no está limitada por el tiempo ni el clima y puede penetrar interferencias atmosféricas como nubes y capas de tormentas. En comparación con el disparo vertical de los sensores ópticos, el SAR es un sensor de visión lateral, lo que significa que el terreno y los objetos objetivo tienen respuestas únicas a las señales del radar, y los datos del SAR y los datos ópticos se complementan entre sí.
⑴Antecedentes
En las últimas décadas, muchos países del mundo han comenzado a abordar los problemas ambientales globales. Uno de los principales objetivos es reducir los gases de efecto invernadero y resolver fundamentalmente el problema del calentamiento global. Una forma es limitar la deforestación y la degradación forestal.
La Organización de Observación de la Tierra FCT (Forest Carbon Cycle Earth Observation Group) se creó para monitorear los cambios en los ecosistemas y el uso de la tierra. El objetivo es demostrar la viabilidad de utilizar tecnología de teledetección para el seguimiento forestal y recopilar información para futuros sistemas nacionales de seguimiento del carbono y los insumos forestales.
La Dra. Anthea Mitchell, académica visitante en el Centro de Colaboración de Información Espacial de la Universidad de Nueva Gales del Sur en Australia, es una de varios investigadores globales enviados por GEO FCT.
Su trabajo se centra en métodos estándar para el procesamiento de datos e imágenes y en la generación de productos de información forestal para la estimación de carbono. Finalmente, Mitchell desarrolló un método general de análisis de imágenes que puede usarse ampliamente para medir, monitorear e informar sobre cambios forestales.
(2) Soluciones de búsqueda y rescate
El método del Dr. Mitchell para monitorear el cambio forestal es utilizar imágenes de radar de apertura óptica y sintética para estimar la cantidad de cambio forestal.
El SAR puede obtener datos completamente diferentes a los ópticos, mostrando a los investigadores información única sobre el área geográfica de interés. El Dr. Mitchell cree que el SAR proporciona información tridimensional única sobre la estructura y el contenido de agua en la superficie, lo cual es muy útil para identificar y mapear diferentes tipos de bosques y estimar la biomasa.
Para poder aplicar eficazmente los datos SAR, el Dr. Mitchell necesitaba una solución que no solo pudiera procesar y analizar eficazmente los datos SAR, sino también combinarlos con imágenes ópticas. Después de mucha comparación y selección, se seleccionó SARscape, la herramienta avanzada de procesamiento de imágenes de radar de ENVI. El software tiene la capacidad única de leer, procesar, analizar y exportar datos SAR. SARscape transforma datos abstractos de radar en información significativa. Al mismo tiempo, dado que SARscape está integrado en el software de análisis y procesamiento de imágenes ENVI, los usuarios pueden utilizar varios tipos de imágenes para extraer información importante contenida en las imágenes.
Para poder extraer información valiosa de los datos SAR, primero se deben leer y procesar los datos. El Dr. Mitchell utiliza muchas fuentes de datos SAR y requiere software para leer los distintos datos correctamente. SARscape tiene herramientas fáciles de usar para importar y leer datos SAR de una variedad de fuentes de datos.
Después de leer los datos SAR en SARscape, el Dr. Mitchell realizó un extenso procesamiento automatizado de las imágenes para visualizar y analizar los datos, incluyendo vista múltiple, registro, eliminación de ruido moteado, geocodificación, calibración radiométrica y mosaico de imágenes. . Debido a que las imágenes de radar contienen mucho ruido, el filtrado puede minimizar el ruido. Para comparar datos de diferentes fases o sensores, las imágenes se registran, se corrigen geométricamente y radiométricamente automáticamente.
Figura: Datos de ALOS PALSAR de Tasmania, resultados después de la ortorrectificación, calibración radiométrica y mosaico en SARscape.
Después del preprocesamiento de los datos, los datos SAR se analizan en el entorno ENVI. Debido a que SARscape está integrado en ENVI, los investigadores pueden analizar datos SAR sin cambiar de plataforma de software. El Dr. Mitchell utilizó la herramienta de monitoreo de cambios de ENVI para detectar las áreas cambiadas de las dos imágenes. La herramienta de monitoreo de cambios basada en procesos bajo ENVI puede identificar automáticamente el tipo y alcance del cambio. Utilizando herramientas de monitoreo de cambios, es posible obtener áreas de mayor y menor brillo que indican deforestación o regeneración, ya que los aumentos de brillo a menudo son causados por aumentos en la humedad del suelo o del dosel, y los resultados finales se pueden verificar a través de imágenes ópticas.
(3) Éxito de la búsqueda y rescate
El Dr. Mitchell ha logrado muchos logros. El procesamiento y análisis de imágenes ópticas y SAR en SARscape y ENVI pueden mapear la cobertura terrestre y forestal y no forestal, y reflejar la deforestación y la regeneración a lo largo del tiempo. El Dr. Mitchell desarrolló un método estándar para procesar y analizar datos de radar de diferentes fuentes de datos y utilizó estos datos para generar productos de información forestal para la estimación de carbono. En general, los datos del SAR proporcionaron al Dr. Mitchell información clave.