Ученые по обработке данных используют новые методы для идентификации озер и водохранилищ по всему миру

Междисциплинарная исследовательская группа под руководством специалистов по обработке данных из Университета Миннесоты представила первый в своем роде комплексный глобальный набор данных об озерах и водохранилищах Земли, показывающий, как они менялись за последние 30+ лет.

Эти данные предоставят экологам новую информацию об использовании земель и пресной воды, а также о том, как озера и водохранилища подвергаются воздействию человека и изменению климата. Исследование также представляет собой серьезный прорыв в методах машинного обучения.

Статья, посвященная набору данных Reservoir and Lake Surface Area Timeseries (ReaLSAT), недавно была опубликована в журнале Scientific Data.

Основные моменты исследования включают:

• Набор данных ReaLSAT содержит информацию о местоположении и изменениях площади поверхности 681 137 озер и водохранилищ размером более 0.1 квадратного километра (к югу от 50 градусов северной широты). Предыдущая самая полная база данных, HydroLAKES, идентифицировала только 245 420 озер и водохранилищ для рассматриваемой части мира и минимального размера.
• ReaLSAT предоставляет данные о площади поверхности каждого водоема для каждого месяца с 1984 по 2015 год. Это позволяет количественно оценивать изменения площади озер и водохранилищ с течением времени, что является ключом к пониманию того, как меняющийся климат и землепользование изменяют пресноводные объекты. Данные HydroLAKES содержат только статичную форму для каждого водоема.
• Набор данных ReaLSAT — результат восьми лет исследований. Он представляет собой важную веху в применении нового машинного обучения, управляемого знаниями, для использования в науках об окружающей среде. В отличие от других существующих разработок, этот набор данных теперь можно расширять почти автоматически с помощью машинного обучения и быстро воспроизводить для самых разнообразных данных дистанционного зондирования Земли, которые становятся доступными во все более высоком разрешении.

«По всему миру мы наблюдаем, как озера и водохранилища быстро меняются под влиянием сезонных режимов осадков, долгосрочных изменений климата и решений по управлению человеком», — заявил Випин Кумар, старший автор исследования, профессор и заведующий кафедрой Уильяма Норриса на факультете компьютерных наук и инженерии Университета Миннесоты. — «Этот новый набор данных значительно улучшает способность ученых понимать влияние меняющегося климата и действий человека на наши пресноводные ресурсы по всему земному шару».

Создание глобального набора данных об озерах, водохранилищах и их изменениях потребовало нового типа алгоритмов машинного обучения, которые объединяют знания о физической динамике водоемов со спутниковыми снимками.