SAR தரவில் இருந்து செயல்படக்கூடிய வரைபடங்கள் வரை: Python மூலம் திறந்த மூல வெள்ளக் கண்டறிதல் பைப்லைனை உருவாக்குதல்

வெள்ளம் பெரும் பாதிப்பை ஏற்படுத்தக்கூடும். அவை விரைவாக நிகழ்ந்து, சமூகங்களை மீண்டு வர முடியாமல் திணறடிக்கச் செய்யும். பருவநிலை மாற்றம் தீவிர வானிலை நிகழ்வுகளின் அதிர்வெண்ணை அதிகரிக்கும் இந்த வேளையில், திறம்பட வெள்ளத்தைக் கண்டறிவது அவசியமாவதால், இத்தலைப்பு இப்போது குறிப்பாக முக்கியமானதாகிறது.

SAR தரவு என்றால் என்ன?

Synthetic Aperture Radar (SAR) என்பது நிலப்பரப்புகளின் படங்களை உருவாக்கப் பயன்படும் ஒரு வகை ரேடார் ஆகும். தெளிவான வானத்தை நம்பியிருக்கும் ஒளியியல் செயற்கைக்கோள்களைப் போலன்றி, SAR மேகங்கள் மற்றும் மழையின் ஊடேயும் ஊடுருவிப் பார்க்க முடியும். இது வெள்ளக் கண்டறிதலுக்கு மிகவும் பயனுள்ளதாக அமைகிறது. இருப்பினும், SAR தரவு இரைச்சல் மற்றும் சிக்கலானது கொண்டதாக இருக்கலாம், இது பகுப்பாய்வைச் சிக்கலாக்கக்கூடும்.

வெள்ளக் கண்டறிதல் பைப்லைனை உருவாக்குதல்

இந்தக் கட்டுரையில், மூல SAR தரவைச் செயல்படக்கூடிய வெள்ள வரைபடங்களாக மாற்றும் பைப்லைனை உருவாக்குவதற்கான படிகளைப் பார்ப்போம். நாம் எதிர்கொள்ளும் மூன்று முக்கிய சவால்கள் இதோ:

சவால் 1: பூஜ்ஜிய-மதிப்பு எல்லைகளைக் கையாளுதல்

SAR தரவை ஏற்றுமதி செய்ய Sentinel Application Platform (SNAP) ஐப் பயன்படுத்தும் போது, படங்களில் பூஜ்ஜிய-மதிப்பு எல்லைகளை நீங்கள் காணலாம். இந்த எல்லைகள் உங்கள் தரவு பகுப்பாய்வைப் பாதிக்கக்கூடும்.

தீர்வு:

1. பூஜ்ஜிய மதிப்புகளை NaN (Not a Number) ஆகக் கருதுங்கள்.
2. தரவை டெசிபல்களாக (dB) மாற்றவும்.
3. செல்லுபடியாகும் தகவல்களை மட்டுமே சேர்க்கும் வகையில் தரவை க்ராப் செய்யுங்கள்.

தரவை க்ராப் செய்வதற்கான மாதிரி குறியீட்டுத் துண்டு இதோ:

rows = np.where(~np.all(np.isnan(dB_full), axis=1))[0]
cols = np.where(~np.all(np.isnan(dB_full), axis=0))[0]
dB = dB_full[rows.min():rows.max() + 1, cols.min():cols.max() + 1]

சவால் 2: உண்மையான வெள்ளநீரைப் பிரித்தெடுத்தல்

-17 dB என்ற எளிமையான வரம்புநிலை அனைத்து நீரையும் கண்டறிய முடியும், ஆனால் இது ஆறுகள் மற்றும் ஏரிகள் போன்ற நிரந்தர நீர்நிலைகளையும் கண்டறியும். இது வெள்ளக் கண்டறிதலில் தவறான முடிவுகளுக்கு (false positives) வழிவகுக்கும்.

தீர்வு:

1. நிரந்தர நீர்நிலைகளைப் பெற OpenStreetMap (OSM) ஐப் பயன்படுத்தவும்.
2. SAR கிரிட்டுடன் பொருந்தும் வகையில் இந்தத் தரவை ராஸ்டரைஸ் செய்யவும்.
3. வெள்ளநீரைப் பிரித்தெடுக்க, கண்டறியப்பட்ட மாஸ்க்கில் இருந்து நிரந்தர நீர்நிலையைக் கழிக்கவும்.

நிரந்தர நீர்நிலைத் தரவை எவ்வாறு பெறுவது என்பது இதோ:

osm_water = ox.features_from_bbox(bbox=bbox, tags={"natural": "water"})
flood_only = mask_clean(~binary_dilation(permanent_water, iterations=2))

சவால் 3: QGIS ரெண்டரிங் சிக்கல்களுக்குத் தீர்வு காண்பது

வெளிப்படையான GeoTIFFs ஐ ஏற்றுமதி செய்யும்போது, QGIS வெளிப்படையான பிக்சல்களை அடர் கருப்பாக ரெண்டர் செய்யலாம். இது தரவைச் சரியாகக் காட்சிப்படுத்துவதைக் கடினமாக்கும்.

தீர்வு:

1. RGBA (சிவப்பு, பச்சை, நீலம் மற்றும் வெளிப்படைத்தன்மைக்கான ஆல்பா ஆகியவற்றைக் கொண்டது) ஐப் பயன்படுத்துவதற்குப் பதிலாக, ஒரு சிங்கிள்-பேண்ட் ராஸ்டரை உருவாக்கவும்.
2. QGIS வெளிப்படையானதாகக் கருதும் பிரத்யேக NoData மதிப்பை (255) பயன்படுத்தவும்.

இதை எவ்வாறு அமைப்பது என்பதற்கான ஓர் எடுத்துக்காட்டு இதோ:

overlay = np.where(final_flood_raster == 1, 1, 255).astype(np.uint8)

முடிவு

இந்த நடவடிக்கைகளைப் பின்பற்றுவதன் மூலம், பைப்லைன் பின்வருவனவற்றை வெளியீடாக அளிக்கிறது:

• வெக்டார் தரவு: துல்லியமான பரப்பளவு கணக்கீடுகளுடன் கூடிய GeoJSON அல்லது Shapefiles.
• ஊடாடும் வரைபடங்கள்: செயற்கைக்கோள் மற்றும் தெருக் காட்சிகளுக்கு இடையே மாற அனுமதிக்கும் ஒரு Folium HTML வரைபடம்.
• QGIS-தயார் ராஸ்டர்கள்: இறக்குமதி செய்த உடனேயே செயல்படும் சுத்தமான ஓவர்லேக்கள்.

முடிவுரை

SAR தரவைப் பயன்படுத்தி வெள்ளக் கண்டறிதல் பைப்லைனை உருவாக்குவது ஒரு மதிப்புமிக்க திறமையாகும். இது பேரிடர் மீட்பு மற்றும் திட்டமிடலுக்கு உதவும் வகையில் சிக்கலான தரவை பயனுள்ள தகவலாக மாற்ற உதவுகிறது.

நன்மைகள்

• துல்லியமான வெள்ளக் கண்டறிதலை வழங்குகிறது.
• திறந்த மூலக் கருவிகளைப் பயன்படுத்துவதால், இதை எளிதில் அணுக முடியும்.
• பேரிடர் மேலாண்மை முயற்சிகளை மேம்படுத்துகிறது.

குறைபாடுகள்

• Python மற்றும் GIS கருவிகள் பற்றிய பரிச்சயம் தேவை.
• செயலாக்கத்திற்கு அதிக வளங்கள் தேவைப்படலாம்.
• தொடக்க அமைவு ஆரம்பநிலையாளர்களுக்குச் சிக்கலானதாக இருக்கலாம்.

எச்சரிக்கை

இந்தக் கட்டுரை கல்வி நோக்கங்களுக்காக மட்டுமே. குறியீட்டில் உள்ள பிளேஸ்ஹோல்டர் மதிப்புகளை உங்களின் உண்மையான தரவைக் கொண்டு மாற்றுவதை உறுதிசெய்யவும். எந்தவொரு கூற்றையும் நம்புவதற்கு முன், அதை எப்போதும் மூல ஆதாரத்துடன் சரிபார்க்கவும்.

அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

• SAR தரவு என்றால் என்ன? — SAR தரவு என்பது நிலப்பரப்புகளின் படங்களை உருவாக்கப் பயன்படும் ரேடார் தரவு ஆகும், இது மேகமூட்டமான சூழ்நிலைகளிலும் திறம்பட செயல்படும்.
• வெள்ளத்தின் போது ஒளியியல் செயற்கைக்கோள் தரவு ஏன் பயனுள்ளதாக இருப்பதில்லை? — ஒளியியல் செயற்கைக்கோள்கள் தெளிவான வானத்தை நம்பியிருக்கின்றன, இது வெள்ளத்தின் போது பெரும்பாலும் இருப்பதில்லை.
• வெள்ளக் கண்டறிதல் பைப்லைனின் நோக்கம் என்ன? — இந்த பைப்லைன் மூல SAR தரவைச் செயல்படக்கூடிய வெள்ள வரைபடங்களாக மாற்றுகிறது.
• பைப்லைனுக்கு எந்த நிரலாக்க மொழி பயன்படுத்தப்படுகிறது? — வெள்ளக் கண்டறிதல் பைப்லைனை உருவாக்க Python பயன்படுத்தப்படுகிறது.
• இந்த பைப்லைனில் OpenStreetMap இன் பங்கு என்ன? — வெள்ளநீரைப் பிரித்தெடுக்க உதவும் வகையில் நிரந்தர நீர்நிலைகள் பற்றிய தரவை OSM வழங்குகிறது.
• QGIS என்றால் என்ன? — QGIS என்பது இடஞ்சார்ந்த தரவை வரைபடமாக்கவும் பகுப்பாய்வு செய்யவும் பயன்படும் ஒரு இலவச மற்றும் திறந்த மூல புவியியல் தகவல் அமைப்பு ஆகும்.

குறிச்சொற்கள்

#python #opensouce #flooddetection #SAR #GIS #QGIS #OpenStreetMap #climatechange #floodmapping #dataanalysis