Un cadre conçu pour fournir des informations détaillées sur l'utilisation agricole des eaux souterraines dans les régions arides a été développé par les chercheurs de la KAUST en collaboration avec le ministère saoudien de l'Environnement, de l'Eau et de l'Agriculture (MEWA).

« L'eau souterraine est une ressource précieuse, mais nous ne le payons pas pour faire pousser notre nourriture, nous venons de le pomper, " dit Oliver Lopez, qui a travaillé sur le projet avec Matthew McCabe de KAUST et ses collègues. "Quand quelque chose est gratuit, nous sommes moins susceptibles d'en garder une trace, mais il est essentiel que nous mesurions l'extraction des eaux souterraines car elle a un impact à la fois sur la sécurité alimentaire et hydrique, pas seulement au niveau régional, mais globalement."

Les terres agricoles de l'Arabie saoudite sont souvent irriguées via des pivots centraux qui exploitent des sources aquifères souterraines. L'équipe a construit un outil puissant qui capture les détails de l'utilisation de l'eau à l'échelle régionale jusqu'aux champs individuels. Il s'agit du premier système opérationnel au monde pour le suivi et la modélisation de l'utilisation de l'eau agricole à des échelles spatiales et temporelles aussi fines, note Lopez.

Le cadre combine des données provenant de plusieurs sources, dont le satellite Landsat 8, des modèles de prévision météorologique et un modèle hydrologique de surface terrestre, pour améliorer la résolution du système et la précision des prédictions.

"Les images satellites montrent des motifs distincts de champs actifs sur le fond désertique nu, nous permettant d'identifier les champs de pivot central individuels, même s'ils sont de forme et de taille irrégulières, " dit Lopez.

L'équipe a calculé les taux d'évaporation des cultures, température de surface et albédo, et les schémas de croissance des cultures à partir des données satellitaires. Ils ont combiné ces informations avec un modèle hydrologique de surface régional pour estimer la quantité d'eau fournie à chaque champ par les pivots centraux.

Ils ont évalué le cadre dans une installation expérimentale à petite échelle de 40 champs à Al Kharj, avant de l'expérimenter à grande échelle dans la province d'Al Jawf, où il a réussi à estimer l'utilisation de l'eau dans plus de 5000 champs individuels. L'approche a depuis été appliquée à l'échelle nationale dans plus de 35, 000 champs.

« Notre cadre a fourni des estimations détaillées à l'échelle du terrain pour 2015 qui serviront de référence pour les comparaisons futures, " dit López. "Nous espérons que notre modèle offre un outil cohérent et fiable qui démontre l'impact des politiques de gestion de l'eau et guide les décisions futures."

L'équipe prévoit d'intégrer plusieurs sources de données satellitaires pour améliorer la fréquence et la résolution de la collecte de données, améliorant ainsi la précision du cadre.

« Un objectif clé de notre groupe de recherche est de surveiller « chaque domaine, partout, tout le temps'-un vrai problème d'analyse de Big Data, " dit McCabe. " Pour répondre aux préoccupations nationales et mondiales en matière de sécurité alimentaire et hydrique, nous avons besoin de connaissances au niveau local, livré à l'échelle planétaire."