题
目：
Performance of water indices for large‑scale water resources
monitoring using Se
ntinel‑2 data in Ethiopia
期刊：Environmental Monitoring and Assessment
第一作者：Mathias Tesfaye · Lutz Breuer
发表单位：Justus Liebig University Giessen
发表日期：2024年
评估水指数和与水相关的生态系统的性能对埃塞俄比亚至关重要。这是因为尽管水资源在
可持续水资源管理
、
生物多样性保护和生态系统恢复
中发挥关键作用，但在国家范围内水资源的可用性和分布信息有限。
拟解决的科学问题
本研究旨在解决以下科学问题：1. Sentinel-2数据在埃塞俄比亚大规模水资源监测中的适用性如何？2.
不同水体指数
在监测水资源方面的表现如何？并选择在国家范围内检测地表水的
最佳指数
。3. 如何提高水资源监测的准确性和效率？
创新点
研究通过使用高空间和多时间分辨率的Sentinel-2数据，在埃塞俄比亚国家范围内评估了各种水指数的性能，确认了WI和AWEIshadow指数在各种环境条件和水体类型下，使用大规模Sentinel-2数据提取表面水的优越性能。
研究方法
使用高空间和多时间分辨率的大规模
Sentinel-2数据
，并通过Google Earth Engine云计算系统进行处理。评估了
七种指数
，包括
水指数（WI）和自动水提取指数（AWEI）（包括阴影和无阴影）、归一化差异水指数（NDWI）、修正归一化差异水指数（MNDWI）、Sentinel水指数（SWI）和地表水指数（LSWI）
。使用总体准确性、生产者准确性、用户准确性和Kappa系数进行评估。
研究结果
这篇论文展示了水指数方法的潜力，并利用Google Earth Engine和Sentinel-2数据在埃塞俄比亚进行了大规模地表水检测，选择了表现最佳的指数。在Google Earth Engine内处理的Sentinel-2数据具有巨大的潜力，可以以
非常高的效率、准确性和时间频率
提供大规模地表水检测
，从而支持水资源监测和管理。结果显示，
WI和AWEIsh在整体精度、生产者精度和用户精度等准确性指标方面表现最佳
，范围从
0.94到0.97不等
。应用这两个指数，WI和AWEI分别提取了
82650平方公里和86530平方公里的地表水区域
。结果证实了使用Sentinel-2数据的WI和AWEIsh指数提供了地表水覆盖的可靠评估。利用这些指数可以大大改善该国水库的监测，这对于该国的能源和经济发展至关重要。这些表现最佳的指数在水资源规划者和决策者的地表水监测中起着至关重要的作用。它们提供准确、及时和可靠的空间信息，支持明智的决策制定、规划和发展、风险管理以及与地表水资源相关的政策制定。水指数的应用还可以成功地为实现SDG 6在区域层面做出贡献，因为它们对于指导保护工作和地表水资源的可持续利用和管理非常有用。
埃塞俄比亚的主要水体及其流域
巴西尔达尔地区塔纳湖区域的特定地图部分，用于对水指数输出进行可视化评估和比较
阿法尔阿瓦什河河段的特定地图部分，用于对水指数输出进行可视化评估和比较
利用表现最佳的水指数制作的埃塞俄比亚地表水覆盖地图
GSW数据集中提取的地表水地图
讨论
研究结果显示，利用Sentinel-2数据进行大规模水资源监测是可行的，不同水体指数在监测水资源方面具有一定的效果。通过比较不同水体指数的表现，可以选择合适的指数用于水资源监测，提高监测的准确性和效率。
Communications Earth & Environment, 2024, 5(1): 1-12.Tesfaye M, Breuer L. Performance of water indices for large-scale water resources monitoring using Sentinel-2 data in Ethiopia[J]. Environmental Monitoring and Assessment, 2024, 196(5): 467.
