Con una popolazione umana in continua crescita e la sua domanda intrinseca di acqua, c'è un bisogno critico di monitorare le risorse idriche. La nuova tecnologia potrebbe rendere più fattibile che mai misurare i cambiamenti nel flusso d'acqua dei fiumi.

Tyler King e Bethany Neilson, ricercatori della Utah State University, hanno sviluppato un nuovo metodo per stimare la portata fluviale utilizzando immagini aeree raccolte da elicotteri e droni. Il loro nuovo studio, pubblicato il 7 febbraio in Ricerca sulle risorse idriche , scoperto che l'imaging aereo può essere accurato tanto quanto i vecchi, metodi sul campo più costosi in alcuni casi.

Questi metodi alternativi per monitorare le risorse idriche sono necessari per continuare a soddisfare la domanda idrica globale e allo stesso tempo alleviare gli impatti di inondazioni e siccità.

"Ci stiamo dirigendo verso un territorio inesplorato poiché i cambiamenti climatici alterano l'approvvigionamento idrico e la crescita della popolazione aumenta la domanda, "ha detto Tyler King, un dottorando e co-autore dello studio. "Di fronte a queste sfide, scienziati, ingegneri e manager di tutto il mondo sono chiamati a svolgere il compito sempre più difficile di gestire le risorse idriche con sempre meno informazioni".

C'è un numero limitato e in diminuzione di luoghi in cui la portata fluviale viene misurata direttamente nelle stazioni di misura. La creazione e la manutenzione di queste stazioni è costosa e richiede tempo. Di conseguenza, la preferenza è spesso data a grandi fiumi di notevole importanza economica e sociale. Inoltre, sono stati sviluppati altri metodi di telerilevamento, ma si basano su dati relativamente grossolani raccolti dai satelliti e, come tale, concentrarsi anche sui fiumi più grandi del mondo. Di conseguenza, gli scienziati non hanno una visione completa di ciò che sta accadendo nei bacini fluviali più piccoli, lasciando una comprensione limitata dei processi che controllano la quantità e la qualità dell'acqua del fiume.

L'approccio di King e Neilson mira a colmare questa lacuna di dati utilizzando immagini aeree ad alta risoluzione per stimare i flussi in molte località lungo fiumi e torrenti più piccoli. Ciò integra sia le tradizionali reti di stazioni di misurazione che sono legate a un numero limitato di posizioni specifiche lungo le reti fluviali, sia i metodi di telerilevamento satellitare utilizzati per stimare i flussi nei fiumi più grandi.

Il loro approccio di base utilizza una combinazione unica di tecniche di elaborazione delle immagini e modellazione idraulica che limita la quantità di dati necessari per stimare la portata del fiume. Il loro metodo sovrappone immagini aeree per produrre modelli digitali tridimensionali di elevazione dei canali fluviali. Queste informazioni vengono quindi utilizzate all'interno di un modello idraulico per approssimare la relazione tra portata del fiume e larghezza del fiume. Una volta realizzati questi modelli, qualsiasi successiva osservazione della larghezza del fiume, comprese le immagini satellitari, immagini aeree o osservazioni a terra:possono essere utilizzate per stimare la portata del fiume.

"Metodi di telerilevamento come questi possono migliorare significativamente la nostra capacità di comprendere le risposte idrologiche a un clima che cambia in piccoli, bacini idrografici non calibrati in tutto il mondo, " ha detto Neilson, professore associato all'USU e coautore dello studio.