在本類別的挑戰中,您需要使用NASA的水圈(包含地表水和地下水)及冰圈(包含海冰和冰層)數據資料,並加以分析和描繪。
本類別中共有四個挑戰題目。
註: 挑戰題目當中提到的永續發展目標 (SDG) 均與此文件有關聯。http://spaceappstaiwan.americancorner.org.tw/uploads/2/0/7/5/20752986/sdg.pdf
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水究竟在哪裡?
Where's the Water?
挑戰
利用衛星觀測數據和其他相關資料來幫助地方上的農民、地主和土地管理人員指認並推測出周圍環境中的水資源。
背景:
農民、地主和土地管理人員必須充分掌握鄰近地區的水資源情報,並了解供水量、供水情況和供水地點會因時間而有何變化。
您的挑戰是利用衛星觀測取得的數據和其他相關資料,幫助社區中的利害關係者了解並推測附近的地景特色和水資源。
您可以利用地球觀測衛星回傳的數據資料,來測繪出地下水層的分布範圍以及地表水層的含水量,並指出各項環境條件對於水資源的影響。
對這些已知的供水來源進行長期追縱,看看含水量隨著時間(可用季節和年份來做區別)出現了哪些變化。
您要如何將衛星觀測或其他方式蒐集來的數據與在地人的知識相結合,以幫助所有利害關係者了解這些變化的成因。
永續發展目標:
聯合國大會為建立世界各國和利益關係者之間的合作夥伴關係,採納了永續發展目標(Sustainable Development Goals, SDG)決議,期盼藉此在經濟、社會和環境三個面向取得永續發展,增進全球的團結合作,為人類打造一個更美好的未來。此項挑戰呼應了以下的永續發展細項目標:
NASA Resources
兩極冰層大不同
Icy Polar Opposites
挑戰
設計一個分析或/及視覺化的工具,來為一般大眾展示南北兩極冰層在空間和時間上的變化。
背景:
南極洲和北極可說是南轅北轍的兩個極端,這並非只因為這兩地是地球南極和北極的所在地,更是因為這兩地的地形截然不同。北極算是個半開放海域,周圍被陸地包圍,南極洲則是一塊大陸,四面環海。
兩極的冰層的觀測數據,不僅有助於鑽研冰圈的科學家進行研究,對於國際貿易(例如西北航道的海冰預測)和行星科學研究(比較地球和其他星球冰層的改變)而言,更是至關重要。
NASA的研究可讓我們了解,在不斷變遷的環境中,南北極冰層的結構出現了那些變化。除了海冰的消長情形外,NASA也針對冰層進行3D立體觀測,不斷地對冰層表底層以及整體面積的改變進行測量。
分析並繪出NASA的北極與/或南極洲的冰層和海冰觀測數據,探討這些冰層隨時間影響出現的3D變化。除了海冰範圍會隨著季節改變外,冰層覆蓋情況的變動還有哪些脈絡可循?例如,同地點的冰層覆蓋面積在不同年份的同一日(例如2017年4月29日,2016年4月29日,2015年4月29日等,以此類推)中,又有何不同?
永續發展目標:
聯合國大會為建立世界各國和利益關係者之間的合作夥伴關係,採納了永續發展目標(Sustainable Development Goals, SDG)決議,期盼藉此在經濟、社會和環境三個面向取得永續發展,增進全球的團結合作,為人類打造一個更美好的未來。此項挑戰呼應了以下的永續發展細項目標:
考量重點:
您可以將兩個區域的海冰及冰層隨時間和空間出現的變化與大氣和海洋條件進行比對。
參考資料說明:
本項挑戰的相關資料有以下更詳盡的描述可供參考,您可瀏覽提供網頁「參考資料」選項下方的各項連結。
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水,無所不在!
Water, Water, Everywhere!
挑戰
為災害應變管理人員設計工具,在選定的區域範圍測繪並隨時更新洪水風險地圖。
背景:
洪水是相當普遍的自然災害,不時對民眾的生命、家園和生計造成重大衝擊。對於地方和區域層級的管理人士和救災人員而言,一套精準的洪水警示範圍繪測工具是非常重要的,能夠幫助他們找出受創最為嚴重的區域,以便做出適當的人力配置。此外,也可針對較易受到波及的區域進行監控,掌握水質污染的情況和霍亂等水媒疾病的擴散情勢。
您的挑戰是設計方便操作及使用工具,顯示特定區域的即時更新洪水風險的警示地圖,讓大眾能夠隨時掌握最新的洪水訊息。最理想的解決方案是要能全世界通用,並能提供充足的相關資訊。
永續發展目標:
聯合國大會為建立世界各國和利益關係者之間的合作夥伴關係,採納了永續發展目標(Sustainable Development Goals, SDG)決議,期盼藉此在經濟、社會和環境三個面向取得永續發展,增進全球的團結合作,為人類打造一個更美好的未來。此項挑戰呼應了以下的永續發展細項目標:
考量重點:
您可以試著結合衛星觀測資料、空測資料、和各種不同的現場觀測資料或模擬資料。這些資料可包含:
NASA Resources
Other Resources
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北極遊戲
The Arctic Game
挑戰
為因紐皮雅特(Inupiaq)民眾設計一項行動裝置上的遊戲,以群眾共同參與的方式蒐集照片及資訊來詳實記載北極圈中各地的生活環境,並鼓勵跨文化和跨世代的學習。
背景:
在過去數十年,北極地區經歷了前所未有的生態和社會變遷。北極地區的阿拉斯加原住民族所面臨的艱鉅挑戰,便是維護當地的原住民文化和知識,並進行傳承。這是因為年輕的因紐皮雅特獵人鮮少有機會參與終年的生計活動。在極地的社區中,傳統文化的維護、糧食安全、和強化對於氣候事件的應變能力,皆得仰賴社區的互動聯絡、跨世代的資訊交流,和對當地環境的深入了解。
您設計的遊戲,應可幫助長者和青年進行對話溝通,並鼓勵年輕獵人透過行動裝置上的遊戲,用當地的語言記錄週遭環境。這項遊戲可將衛星觀測數據和實地觀測紀錄進行整合與比對,以增進我們對於北極這體系的認識。此外,遊戲亦應長期紀錄各項氣候條件,並協助開發因應策略。
永續發展目標:
聯合國大會為建立世界各國和利益關係者之間的合作夥伴關係,採納了永續發展目標(Sustainable Development Goals, SDG)決議,期盼藉此在經濟、社會和環境三個面向取得永續發展,增進全球的團結合作,為人類打造一個更美好的未來。此項挑戰呼應了以下的永續發展細項目標:
考量重點:
此項挑戰的目標在於遊戲的研發,以鼓勵年輕獵人利用自己的手機蒐集各項環境的資料(例如浮冰的照片),並且與長者或補鯨船船長合作,用伊努特語言將資料加以分類,最後將他們的發現分享給科學專家。
您設計的遊戲,應能夠幫助年輕獵人做出符合科學的決定,以提升他們對於環境災害的抵抗能力。
在北極地區,天氣瞬息萬變,獵人不時面臨各項風險的考驗,必須迅速且正確地辨認風險,當機立斷,以確保自己的工作可以不受干擾,繼續進行。您可以在遊戲中設計不同的功能和工具,幫助年輕獵人更正確地判讀衛星影像。
酷寒的天氣會降低肢體的靈敏度,使用手指操控的手機功能亦會受到影響。因此,您應設法簡化遊戲中關於「資料蒐集」的操作介面,讓人一目暸然,而遊戲中的互動功能,例如和長者及補鯨船船長共同將資訊分類、更新社群媒體狀態等,應具備互動和娛樂性質。
北極地區的網路連線並不穩定,在您設計遊戲的同時,請思考因應這項限制的方案。例如,您的遊戲可以允許用戶在離線狀態下進行資料蒐集,待有無線或移動式網路連線時再進行資料的同步上傳。
您的遊戲可以具備下列功能:
NASA Resources Environmental Resources
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本類別中共有四個挑戰題目。
註: 挑戰題目當中提到的永續發展目標 (SDG) 均與此文件有關聯。http://spaceappstaiwan.americancorner.org.tw/uploads/2/0/7/5/20752986/sdg.pdf
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水究竟在哪裡?
Where's the Water?
挑戰
利用衛星觀測數據和其他相關資料來幫助地方上的農民、地主和土地管理人員指認並推測出周圍環境中的水資源。
背景:
農民、地主和土地管理人員必須充分掌握鄰近地區的水資源情報,並了解供水量、供水情況和供水地點會因時間而有何變化。
您的挑戰是利用衛星觀測取得的數據和其他相關資料,幫助社區中的利害關係者了解並推測附近的地景特色和水資源。
您可以利用地球觀測衛星回傳的數據資料,來測繪出地下水層的分布範圍以及地表水層的含水量,並指出各項環境條件對於水資源的影響。
對這些已知的供水來源進行長期追縱,看看含水量隨著時間(可用季節和年份來做區別)出現了哪些變化。
您要如何將衛星觀測或其他方式蒐集來的數據與在地人的知識相結合,以幫助所有利害關係者了解這些變化的成因。
永續發展目標:
聯合國大會為建立世界各國和利益關係者之間的合作夥伴關係,採納了永續發展目標(Sustainable Development Goals, SDG)決議,期盼藉此在經濟、社會和環境三個面向取得永續發展,增進全球的團結合作,為人類打造一個更美好的未來。此項挑戰呼應了以下的永續發展細項目標:
- 目標6.5: 在2030年前,在所有層級全面執行整合式的水資源管理,適時進行跨國界的合作。
- 目標6.6: 在2020年前,保護並復育與水相關的生態系統,包含山脈、森林、溼地、溪流、含水層和湖泊。
NASA Resources
- NASA’s Energy and Water Cycle Study (NEWS)MODISGRACE: GroundwaterGPMNASA-University Study Finds 11 Percent of Disappearing Groundwater Used to Grow Internationally Traded FoodLandsat ApplicationsSMAP data productsOther Resources
- USGS groundwater daily dataUSGS groundwater dataUSGS Maps and GIS DataDrought.govSDGs
兩極冰層大不同
Icy Polar Opposites
挑戰
設計一個分析或/及視覺化的工具,來為一般大眾展示南北兩極冰層在空間和時間上的變化。
背景:
南極洲和北極可說是南轅北轍的兩個極端,這並非只因為這兩地是地球南極和北極的所在地,更是因為這兩地的地形截然不同。北極算是個半開放海域,周圍被陸地包圍,南極洲則是一塊大陸,四面環海。
兩極的冰層的觀測數據,不僅有助於鑽研冰圈的科學家進行研究,對於國際貿易(例如西北航道的海冰預測)和行星科學研究(比較地球和其他星球冰層的改變)而言,更是至關重要。
NASA的研究可讓我們了解,在不斷變遷的環境中,南北極冰層的結構出現了那些變化。除了海冰的消長情形外,NASA也針對冰層進行3D立體觀測,不斷地對冰層表底層以及整體面積的改變進行測量。
分析並繪出NASA的北極與/或南極洲的冰層和海冰觀測數據,探討這些冰層隨時間影響出現的3D變化。除了海冰範圍會隨著季節改變外,冰層覆蓋情況的變動還有哪些脈絡可循?例如,同地點的冰層覆蓋面積在不同年份的同一日(例如2017年4月29日,2016年4月29日,2015年4月29日等,以此類推)中,又有何不同?
永續發展目標:
聯合國大會為建立世界各國和利益關係者之間的合作夥伴關係,採納了永續發展目標(Sustainable Development Goals, SDG)決議,期盼藉此在經濟、社會和環境三個面向取得永續發展,增進全球的團結合作,為人類打造一個更美好的未來。此項挑戰呼應了以下的永續發展細項目標:
- 目標13.1: 強化世界各國對於氣候災難和天然災害的災後復原能力與調適能力。
- 目標13.3: 在氣候變遷的減緩、適應、降低衝擊和早期預警工作上,加強教育、提升意識、增進人類以及各組織機構的能力。
考量重點:
您可以將兩個區域的海冰及冰層隨時間和空間出現的變化與大氣和海洋條件進行比對。
參考資料說明:
本項挑戰的相關資料有以下更詳盡的描述可供參考,您可瀏覽提供網頁「參考資料」選項下方的各項連結。
- Airborne Topographic Mapper, ATM- 是個測量冰層高度的雷射高度計(格林蘭/南極冰層;北極/南極海冰)。在不同時間點,會針對冰層和海冰,蒐集不同種類的資訊,例如點雲特徵圖(dense point clouds)、外觀通測形狀(general surface shape),或海冰上升或下沈的時序。
- CReSIS 雷達– 不同頻率的雷達會穿透冰層最頂層進行測量 (積雪層; 最上方的數公尺處; 幾千公尺深處) 並且回傳冰層內部的影像,甚至可以向下穿透直至冰層底下的岩石層。
- Digital Mapping System (DMS) – 向下俯瞰拍攝的攝影機,可以捕捉到細小的景緻。 CAMBOT 光學感應器是這系統的原型,可讓您回顧過往的資料。
- ArcticDEM (digital elevation model) – 這裡有整個北極的陸地海拔高度地圖,以即時快照的方式呈現。
- IceBridge DEM – 這是陸地海拔高度地圖,同時捕捉不同地點的即時快照。
- Land, Vegetation, and Ice Sensor (LVIS) – 測量極圈內植被的生長高度。
- AIRGrav 的重力異常資料– 測量當地不同區域的重力差異(這多半是由土地值量多寡所導致,例如高山)
- ATM Dense point clouds
- ATM General surface shape
- ATM Time series
- ATM Sea ice
- CReSIS radar: Snow layer only
- CReSIS radar: Upper few meters
- CReSIS radar: Thousands of meters
- Digital Mapping System
- CAMBOT optical sensor
- ArcticDEM
- IceBridge DEM
- Land, Vegetation, and Ice Sensor
- Gravity anomalies from AIRGrav
- See page bottom for detailed resources and instructions
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水,無所不在!
Water, Water, Everywhere!
挑戰
為災害應變管理人員設計工具,在選定的區域範圍測繪並隨時更新洪水風險地圖。
背景:
洪水是相當普遍的自然災害,不時對民眾的生命、家園和生計造成重大衝擊。對於地方和區域層級的管理人士和救災人員而言,一套精準的洪水警示範圍繪測工具是非常重要的,能夠幫助他們找出受創最為嚴重的區域,以便做出適當的人力配置。此外,也可針對較易受到波及的區域進行監控,掌握水質污染的情況和霍亂等水媒疾病的擴散情勢。
您的挑戰是設計方便操作及使用工具,顯示特定區域的即時更新洪水風險的警示地圖,讓大眾能夠隨時掌握最新的洪水訊息。最理想的解決方案是要能全世界通用,並能提供充足的相關資訊。
永續發展目標:
聯合國大會為建立世界各國和利益關係者之間的合作夥伴關係,採納了永續發展目標(Sustainable Development Goals, SDG)決議,期盼藉此在經濟、社會和環境三個面向取得永續發展,增進全球的團結合作,為人類打造一個更美好的未來。此項挑戰呼應了以下的永續發展細項目標:
- 目標1.5:在2030年前,增進貧窮及弱勢族群災後的復原能力,並減少極端氣候事件和其他經濟、社會、環境災難事件對這些族群的影響和衝擊。
- 目標11.5:在2030年前,大幅降低重大災難(例如:水患)所造成的死亡人數和受災人數,並大幅減少這些災害造成的與GDP有關的直接經濟損失,將重點放置在保護貧窮與弱勢族群上。
- 目標13.1:強化世界各國對於氣候災難和天然災害的災後復原能力與調適能力。
考量重點:
您可以試著結合衛星觀測資料、空測資料、和各種不同的現場觀測資料或模擬資料。這些資料可包含:
- 天氣/降雨預測
- 該地形的地質與幾何特徵
- 土壤含水量
- 與河流和/或水壩的距離,以及該河流/水壩的飽和程度
- 河床條件
- 是否有橋墩或其他阻礙水流的建築結構
- 市區的排水和下水道系統
- 洪水模擬結果
- 該地區的洪水歷史
- 人口密度
- 地區性的疾病,尤其是水媒傳染疾病和病媒傳播疾病
- 該區域是否存有有害化學物質或其他危險物品
NASA Resources
- NASA's Earthdata site
- Socio Economic Data and Applications Center (SEDAC) datasets: Flood Hazard Frequency and Distribution, Flood Hazard-Mortality Risk and Flood Hazard Economic Risk
- Land, Atmosphere Near real-time Capability for EOS (LANCE)
- The NASA Near Real Time Global Flood Mapping System
- NASA SERVIR's ClimateSERV
- Global Flood Mapping
Other Resources
- Global Flood Monitoring System
- Centers for Disease Control and Prevention (CDC) – Natural Disasters and Severe Weather
- Streamflow Forecasting in African Basins
- OU Near Real Time Flood Modeling
- Satellite-derived CHIRPS rainfall, global-5km-daily since 1981
- African Drought Monitor
- The flood observatory
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北極遊戲
The Arctic Game
挑戰
為因紐皮雅特(Inupiaq)民眾設計一項行動裝置上的遊戲,以群眾共同參與的方式蒐集照片及資訊來詳實記載北極圈中各地的生活環境,並鼓勵跨文化和跨世代的學習。
背景:
在過去數十年,北極地區經歷了前所未有的生態和社會變遷。北極地區的阿拉斯加原住民族所面臨的艱鉅挑戰,便是維護當地的原住民文化和知識,並進行傳承。這是因為年輕的因紐皮雅特獵人鮮少有機會參與終年的生計活動。在極地的社區中,傳統文化的維護、糧食安全、和強化對於氣候事件的應變能力,皆得仰賴社區的互動聯絡、跨世代的資訊交流,和對當地環境的深入了解。
您設計的遊戲,應可幫助長者和青年進行對話溝通,並鼓勵年輕獵人透過行動裝置上的遊戲,用當地的語言記錄週遭環境。這項遊戲可將衛星觀測數據和實地觀測紀錄進行整合與比對,以增進我們對於北極這體系的認識。此外,遊戲亦應長期紀錄各項氣候條件,並協助開發因應策略。
永續發展目標:
聯合國大會為建立世界各國和利益關係者之間的合作夥伴關係,採納了永續發展目標(Sustainable Development Goals, SDG)決議,期盼藉此在經濟、社會和環境三個面向取得永續發展,增進全球的團結合作,為人類打造一個更美好的未來。此項挑戰呼應了以下的永續發展細項目標:
- 目標11.4:增強保護和保存世界文化和自然遺產的努力。
- 目標13.3:在氣候變遷的減緩、適應、降低衝擊和早期預警工作上,加強教育、提升意識、增進人類以及各組織機構的能力。
考量重點:
此項挑戰的目標在於遊戲的研發,以鼓勵年輕獵人利用自己的手機蒐集各項環境的資料(例如浮冰的照片),並且與長者或補鯨船船長合作,用伊努特語言將資料加以分類,最後將他們的發現分享給科學專家。
您設計的遊戲,應能夠幫助年輕獵人做出符合科學的決定,以提升他們對於環境災害的抵抗能力。
在北極地區,天氣瞬息萬變,獵人不時面臨各項風險的考驗,必須迅速且正確地辨認風險,當機立斷,以確保自己的工作可以不受干擾,繼續進行。您可以在遊戲中設計不同的功能和工具,幫助年輕獵人更正確地判讀衛星影像。
酷寒的天氣會降低肢體的靈敏度,使用手指操控的手機功能亦會受到影響。因此,您應設法簡化遊戲中關於「資料蒐集」的操作介面,讓人一目暸然,而遊戲中的互動功能,例如和長者及補鯨船船長共同將資訊分類、更新社群媒體狀態等,應具備互動和娛樂性質。
北極地區的網路連線並不穩定,在您設計遊戲的同時,請思考因應這項限制的方案。例如,您的遊戲可以允許用戶在離線狀態下進行資料蒐集,待有無線或移動式網路連線時再進行資料的同步上傳。
您的遊戲可以具備下列功能:
- 社群媒體登入和狀態更新
- 分享遊戲積分排行榜
- 友人挑戰
- 遊戲中的聊天室
- 開啟GPS定位+照片上傳+錄音
- 個人化地圖的製作和預覽
- 下載觀察紀錄
- 放大和縮小的簡易操作
- 簡單明瞭的介面
- (在離線或網路不穩的狀態下)資料儲存
NASA Resources Environmental Resources
- NASA Global Imagery Browse Services (GIBS)
- Sea-ice surface character from Ku-band radar
- Sea-ice thickness product (from a combination of sensors)
- Sea-surface temperature from AIRS
- Sea-Ice Fraction, National Snow and Ice Data Center
- Sea-ice fraction from passive microwave data
- First day of snow melt over sea ice from brightness temperature
- Wind speed/direction from MERRA-2
- Wind speed/direction, Integrated Surface Database, NOAA
- Velocity of currents, Ocean Currents, NOAA
- Sea-ice drift (due to ocean currents)
- Sea-Ice Radar
- Sea-Ice Radar, Operation Ice Bridge Data Portal
- Sea-surface temperature
- Sea-Surface temperature, Physical Oceanography Distributed Active Archive Center, NASA JPL
- Sea ice extent
- NASA Climate Change portal
- Geographic Information Network of Alaska (GINA)
- Sea Ice API
- GINA Puffin Feeder
- Android implementation of Gina Puffin Feeder on GitHub
- National Snow and Ice Data Center (NSIDC)
- Alaska SAR Facility (ASF)
- Inupiaq Sea Ice Language Resource
- Local Environmental Observers (LEO) network
- Sea Ice terms
- Inupiat Eskimo dictionary
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Use satellite and other data to allow farmers, landowners, and land managers in your locale to identify and visualize water resources in their surroundings.
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Design a data analysis and/or visualization tool to show the spatial and temporal changes in Arctic and Antarctic ice to a general audience.
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Develop a tool that provides emergency management personnel with an up-to-date flood-risk map for an area of interest.
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Design a mobile game that helps document the local Arctic environment by crowdsourcing photos and information, while enhancing intercultural and intergenerational learning in the Inupiaq communities.
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