scholarly journals Leveraging Google Earth Engine platform to characterize and map small seasonal wetlands in the semi-arid environments of South Africa

2022 ◽  
Vol 803 ◽  
pp. 150139
Author(s):  
Siyamthanda Gxokwe ◽  
Timothy Dube ◽  
Dominic Mazvimavi
2020 ◽  
Vol 12 (9) ◽  
pp. 1466 ◽  
Author(s):  
Hitesh Supe ◽  
Ram Avtar ◽  
Deepak Singh ◽  
Ankita Gupta ◽  
Ali P. Yunus ◽  
...  

The soiling of solar panels from dry deposition affects the overall efficiency of power output from solar power plants. This study focuses on the detection and monitoring of sand deposition (wind-blown dust) on photovoltaic (PV) solar panels in arid regions using multitemporal remote sensing data. The study area is located in Bhadla solar park of Rajasthan, India which receives numerous sandstorms every year, carried by westerly and north-westerly winds. This study aims to use Google Earth Engine (GEE) in monitoring the soiling phenomenon on PV panels. Optical imageries archived in the GEE platform were processed for the generation of various sand indices such as the normalized differential sand index (NDSI), the ratio normalized differential soil index (RNDSI), and the dry bare soil index (DBSI). Land surface temperature (LST) derived from Landsat 8 thermal bands were also used to correlate with sand indices and to observe the pattern of sand accumulation in the target region. Additionally, high-resolution PlanetScope images were used to quantitatively validate the sand indices. Our study suggests that the use of freely available satellite data with semiautomated processing on GEE can be a useful alternative to manual methods. The developed method can provide near real-time monitoring of soiling on PV panels cost-effectively. This study concludes that the DBSI method has a comparatively higher potential (89.6% Accuracy, 0.77 Kappa) in the detection of sand deposition on PV panels as compared to other indices. The findings of this study can be useful to solar energy companies in the development of an operational plan for the cleaning of PV panels regularly.


Land ◽  
2021 ◽  
Vol 10 (7) ◽  
pp. 760
Author(s):  
Sifiso Xulu ◽  
Philani T. Phungula ◽  
Nkanyiso Mbatha ◽  
Inocent Moyo

This study was devised to examine the pattern of disturbance and reclamation by Tronox, which instigated a closure process for its Hillendale mine site in South Africa, where they recovered zirconium- and titanium-bearing minerals from 2001 to 2013. Restoring mined-out areas is of great importance in South Africa, with its ominous record of almost 6000 abandoned mines since the 1860s. In 2002, the government enacted the Mineral and Petroleum Resources Development Act (No. 28 of 2002) to enforce extracting companies to restore mined-out areas before pursuing closure permits. Thus, the trajectory of the Hillendale mine remains unstudied despite advances in the satellite remote sensing technology that is widely used in this field. Here, we retrieved a collection of Landsat-derived normalized difference vegetation index (NDVI) within the Google Earth Engine and applied the Detecting Breakpoints and Estimating Segments in Trend (DBEST) algorithm to examine the progress of vegetation transformation over the Hillendale mine between 2001 and 2019. Our results showed key breakpoints in NDVI, a drop from 2001, reaching the lowest point in 2009–2011, with a marked recovery pattern after 2013 when the restoration program started. We also validated our results using a random forests strategy that separated vegetated and non-vegetated areas with an accuracy exceeding 78%. Overall, our findings are expected to encourage users to replicate this affordable application, particularly in emerging countries with similar cases.


Forests ◽  
2020 ◽  
Vol 11 (12) ◽  
pp. 1283
Author(s):  
Sifiso Xulu ◽  
Nkanyiso Mbatha ◽  
Kabir Peerbhay ◽  
Michael Gebreslasie

South Africa is reported to experience timber shortages as a result of growing timber demands and pulp production, coupled with the government’s reluctance to grant new forestry permits. Rampant timber theft in the country makes these circumstances worse. The emergence of cloud-based platforms, such as Google Earth Engine (GEE), has greatly improved the accessibility and usability of high spatial and temporal Sentinel-1 and -2 data, especially in data-poor countries that lack high-performance computing systems for forest monitoring. Here, we demonstrate the potential of these resources for forest harvest detection. The results showed that Sentinel-1 data are efficient in detecting clear-cut events; both VH and VV backscatter signals decline sharply in accordance with clear-cutting and increase again when forest biomass increases. When correlated with highly responsive NDII, the VH and VV signals reached the best accuracies of 0.79 and 0.83, whereas the SWIR1 achieved –0.91. A Random Forest (RF) algorithm based on Sentinel-2 data also achieved over 90% accuracies for classifying harvested and forested areas. Overall, our study presents a cost-effective method for mapping clear-cut events in an economically important forestry area of South Africa while using GEE resources.


Author(s):  
Mauricio Vega-Araya

La Tierra y su biosfera están cambiando constantemente, por lo tanto, es fundamental detectar los cambios con el fin de entender su impacto en los ecosistemas terrestres. Los esquemas de monitoreo de ecosistemas han evolucionado rápidamente en las ultimas décadas. En el caso del monitoreo forestal, los métodos y herramientas que facilitan la utilización de imágenes satelitales permiten realizar este monitoreo con el cual se puede detectar donde y cuando un bosque es eliminado o afectado debido a un evento de deforestación o bien de fuego, lo anterior casi en tiempo real. Estas nuevas herramientas están disponibles para su implementación, sin embargo, ningún paı́s de la región centroamericana y el Caribe ha implementado un sistema como herramienta de decisión dentro de una estructura de gobierno central o federal debido a la ausencia de programas de transferencia de tecnologı́a o programas de capacitación de talento local. Los sensores remotos proporcionan mediciones consistentes y repetibles que permiten la captura de los efectos de muchos procesos que causan el cambio, incluyendo, por ejemplo, incendios, ataques de insectos, agentes de cambio naturales y antropogénicas como por ejemplo, la deforestación, la urbanización, la agricultura, etc. Las series temporales de imágenes de satélite proporcionan maneras para detectar y vigilar cambios en el tiempo y en el espacio, esto consistentemente durante los últimos 30 años a nivel mundial. Los incendios forestales afectan el proceso de sucesión del bosque, no obstante, es muy limitada la existencia de estudios locales que relacionen el efecto de los incendios forestales con las diferencias en la información espectral a partir de sensoramiento remoto. En el presente estudio se plantea y propone la utilización y aprovechamiento de lo que se ha denominado grandes datos, especialmente con el advenimiento muchas plataformas de sensores remotos como Landsat, MODIS y recientemente Sentinel, para identificar cuál es el efecto de los incendios forestales en la sucesión y sus elementos perturbadores, como por ejemplo, la presencia de lianas. Se procesaron las series temporales se usó la plataforma digital Google Earth Engine, que permitió la selección y reducción de la información espacial de los ı́ndices de vegetación en tendencia, estacionalidad y residuos. Se analizó la respuesta de estos ı́ndices en sitios con diferente afectación por incendios forestales. Con estos índices se pretende desarrollar modelos de clasificación de series espaciales de tiempo de los ı́ndices y poder ası́ comprender los cambios en el tiempo y el espacio de los ecosistemas afectados por incendios forestales. Preliminarmente, se encontró una relación entre la incidencia de los incendios forestales y el fenómeno del Niño-Oscilación del Sur para el índice de vegetación denominado índice de área foliar. Además, la evidencia indica que el índice normalizado de vegetación si presenta diferencias respecto a los sitios que tienen un historial de fuegos diferente. El establecer esta relación implica estudiar también los regı́menes de precipitación y temperatura. El descomponer las series de tiempo facilitó la correlación con otras series de tiempo, permitiendo establecer las bases de un monitoreo y a su vez, relacionar las índices de vegetación y su variación con otros elementos climáticos, como por ejemplo, el efecto ENOS.


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