NASA领导的项目追踪水、生态系统、地表的变化
2014年，陆地卫星8号在这里拍摄到了美国第二大水库、受干旱影响的鲍威尔湖。边缘的漂白岩石显示了水库在蓄水时的湖岸线。NASA的OPERA项目汇集了多个太空任务，以跟踪这种水和土地的变化。
影像来源：NASA Earth Observatory image by Robert Simmon using Landsat data from USGS
OPERA可以整合来自多颗卫星的数据，帮助政府机构、灾难应急人员和公众获取关于自然和人类对土地影响的数据。
大风暴后洪水流向何处？干旱、野火、森林砍伐或采矿后，树木和植物覆盖的变化在哪里？地震或火山爆发时，陆地移动了多少？科学家们通常依靠大量数据分析和卫星观测的可视化来跟踪地球不断变化的表面。一个新项目将使任何有互联网连接的人都有可能开始回答这些问题，并更多地了解我们这个充满活力的星球的变化。
OPERA（遥感分析终端用户观测产品）项目由NASA喷气推进实验室管理，合作伙伴包括NASA戈达德太空飞行中心、美国地质调查局、马里兰大学、阿拉斯加大学费尔班克斯分校和南卫理公会大学。科学家们在2020年构想了OPERA，以满足不同联邦机构的卫星数据需求，并使人们能够更好地获取从水管理到野火监测的所有信息。该项目目标是为用户提供免费和及时的特定卫星观测。首批产品将于2023年4月推出，后续还会推出更多产品。
今年冬天，由于一系列的大气河流事件淹没了加州的部分地区，OPERA的地表水地图记录了数百万人居住地区的几座水坝可能溢流的情况。
影像来源：NASA/JPL-Caltech
“卫星任务通常是由科学、应用或技术演示驱动。在OPERA中，我们专注于满足依赖我们工作的联邦机构确定的操作需求。”JPL的OPERA项目经理大卫·贝卡尔特说。“我们利用云计算将大量卫星观测数据转化为与联邦利益相关方相关的分析产品。缩短从卫星观测到利益相关者决策的路径是OPERA全面实施和执行背后的关键驱动因素。”
美国地质勘探局科学家、OPERA项目合作伙伴约翰·琼斯指出，OPERA汇集了关于地球动态地表水和陆地的用户友好数据的独特组合。
“OPERA的神奇之处在于它超越了任何一项太空任务。”NASA华盛顿总部的项目科学家杰拉德·鲍登说，他帮助将该项目设想为跨机构卫星需求工作组的一部分。由管理和预算办公室和美国地球观测小组创建的卫星需求工作组旨在确定美国联邦机构的卫星需求，并开发新的遥感产品来填补他们的观测空白。
OPERA的第一轮产品将欧洲航天局（ESA）哨兵2号A/B卫星和NASA建造并由美国地质勘探局（USGS）运营的陆地卫星8号的可见光和红外测量数据结合在一起。这些仪器不久将得到ESA的哨兵1号A/B卫星和最近发射的地表水和海洋地形（SWOT）卫星上透云雷达的数据的补充，SWOT卫星是美国宇航局和法国航天局CNES（国家太空研究中心）之间的合作项目。OPERA最终将从计划于2024年发射的NASA-印度太空研究组织合成孔径雷达（NISAR）卫星获取卫星雷达数据。
OPERA陆地表面扰动警报临时产品显示，在加州2022年最大的火灾之后，太浩湖以西的植被损失。红色和紫色表示损失严重。
影像来源：NASA/JPL-Caltech
测绘地表水
OPERA的动态地表水范围产品套件为监测湖泊、河流、水库和溪流提供了可能是最全面的数据源。第一阶段依赖于协调陆地卫星和哨兵2号卫星（HLS）的光学数据，每隔几天生成30米空间分辨率的近全球地表水地图。后续阶段将使用哨兵1号、SWOT和NISAR雷达观测更频繁地绘制地表水地图（因为雷达可以穿透云层）。
例如，在2022-23年冬季，当一系列九次大气河流事件给加州带来大雨和大雪时，几座防洪大坝面临着泛滥的风险。OPERA的地表水地图记录了这些水库的大量蓄水过程。
监测表面扰动
OPERA的产品提供了对地球表面发生的环境和地质过程的新见解。OPERA的地表扰动产品补充了其水产品套件，使用HLS数据绘制植被覆盖变化图。它可以用来观察野火后的疤痕和再生情况，跟踪发展中的城市，甚至发现森林中的虫害。
“我们很高兴能够使用陆地卫星和哨兵2号的综合数据。”马里兰大学教授、OPERA项目合作伙伴马特·汉森表示。“综合观测提供了前所未有的能力，我们预计，这将是全球土地变化的前所未有的记录。”
例如，蚊火于2022年9月6日被发现，主要在太浩和埃尔多拉多国家森林中燃烧。OPERA的地表扰动数据产品显示了加州一年中最大的火灾造成的植被损失，火灾覆盖了76,788英亩，持续了50天。
测量北美地表位移
OPERA的第三个产品计划于2024年底发布，将提供北美有多少地表因地质和人类活动而移动或变形的历史。表面位移产品将绘制出在没有庞大的GPS仪器网络的情况下无法察觉的表面运动。
“这是一个革命性的产品，可以探测滑坡、地陷、地震、火山——任何改变陆地表面的东西。”鲍顿说。“使用这些卫星，我们能够测量不到一英寸的地面运动。我们可以开始探索这些运动是如何影响那里的一切生物。”
所有OPERA产品都可以公开访问。地表水和地表扰动产品目前分别可通过NASA分布式活跃档案中心、物理海洋学分布式活跃档案中心和陆地过程分布式活跃档案中心获得。
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