Remote Sensing of the North Eastern Himalayan Ecosystem
- 2026
- Buch
- Herausgegeben von
- Shiv P. Aggarwal
- Shyam S. Kundu
- Bijoy K. Handique
- Verlag
- Springer Nature Singapore
Über dieses Buch
Dieses Buch beleuchtet die anschauliche Anwendung der Fernerkundung und verwandter fortschrittlicher Technologien zur Erforschung der vielfältigen Landschaft, natürlichen Ressourcen, Infrastruktur und Umwelt im nordöstlichen Himalaya-Ökosystem im Allgemeinen und in der nordöstlichen Region Indiens im Besonderen. Es untersucht, wie die Beobachtung der Erde mit Satelliten und Drohnen zusammen mit GNSS- und GIS-Hilfe bei der Kartierung und Überwachung von Vegetation und Landwirtschaft, Stadt- und Landplanung, Wasserressourcenmanagement, Governance Delivery usw. unterstützt wird, wobei der Schwerpunkt auf der Bewältigung der Herausforderungen liegt, vor denen Bergregionen stehen. Sie unterstreicht die Stärken von Fernerkundungstechnologien beim Verständnis der Treiber des Klimawandels und seiner Auswirkungen, unterstützt Initiativen zur Verringerung des Katastrophenrisikos, die Dynamik der Landnutzung und Bemühungen zum Schutz der Artenvielfalt in dieser ökologisch sensiblen Region. Das Buch behandelt die wesentlichen theoretischen Erkenntnisse der Nutzung unterschiedlicher Fernerkundungsdaten in hügeligen Regionen mit praktischen Anwendungen und Fallstudien, die für Studenten, Forscher, politische Entscheidungsträger und Naturschützer geeignet sind, die eine nachhaltige Entwicklung und Bewirtschaftung des Ökosystems im Nordosten des Himalaya anstreben.
Mit KI übersetzt
Über dieses Buch
This book highlights the vivid application of remote sensing and related advanced technologies to study the diverse landscape, natural resources, infrastructure, and environment in the north eastern Himalayan ecosystem in general and the north eastern region of India in particular. It explores how observation of the earth using satellites and drones along with GNSS and GIS aid in mapping and monitoring of vegetations and agriculture, urban and rural planning, water resource management, governance delivery, etc. with a focus on addressing the challenges faced in mountainous regions. It highlights the strengths of remote sensing technologies in understanding climate change drivers and its impacts, supporting disaster risk reduction initiatives, land use dynamics, and biodiversity conservation efforts in this ecologically sensitive region. The book covers the essential theoretical insights of using different remote sensing data in hilly regions with practical applications and case studies suitably chosen for students, researchers, policymakers, and conservationist striving for sustainable development and management of the north eastern Himalayan ecosystem.
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Inhaltsverzeichnis
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Frontmatter
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Chapter 1. North East Himalayan Ecosystem: Issues, Challenges and Need for Technology Interventions
K. K. SarmaDie Nordosthimalaya-Region (NEHR) ist ein Hotspot der Artenvielfalt und ein Land vielfältiger Kulturen, aber sie steht vor einem komplexen Netz von Problemen und Herausforderungen, die ihre Entwicklung behindern. Dieses Kapitel untersucht die einzigartigen Merkmale des NEHR, einschließlich seiner reichen Biodiversität, ethnischen und kulturellen Vielfalt, geologischen Einzigartigkeit, Klima- und Monsunauswirkungen und einzigartigen landwirtschaftlichen Praktiken. Es geht auch auf die Probleme und Herausforderungen ein, vor denen die Region steht, wie Umweltzerstörung, Infrastrukturdefizit, sozioökonomische Herausforderungen, landwirtschaftliche Fragen, Governance-Herausforderungen, geologische Herausforderungen und andere Herausforderungen. Das Kapitel betont die Notwendigkeit technologischer Interventionen, um diesen Herausforderungen zu begegnen und die nachhaltige Entwicklung in der Region voranzutreiben. Darin wird die Rolle fortschrittlicher Technologien bei der Verbesserung der Lebensqualität, der Förderung von sozialem Fortschritt und sozialer Inklusion und der Erreichung ökologischer Nachhaltigkeit diskutiert. Das Kapitel hebt auch das Potenzial der Geo-Raumfahrttechnologie bei der Unterstützung einer umfassenden regionalen Entwicklung hervor, einschließlich des Managements natürlicher Ressourcen, der Landwirtschaft und Ernährungssicherheit, des Katastrophenmanagements und der Klimaresistenz, der Entwicklung von Infrastruktur und Konnektivität sowie der Regierungsführung und der Bereitstellung öffentlicher Dienstleistungen. Sie endet mit einem Aufruf zum Handeln an Regierungen, den privaten Sektor und internationale Organisationen, Investitionen in geospatiale Infrastruktur und Initiativen zum Kapazitätsaufbau Priorität einzuräumen, um das Potenzial fortschrittlicher Technologien zur Förderung einer nachhaltigen und gerechten Entwicklung in der nordöstlichen Himalaya-Region Indiens voll auszuschöpfen.KI-Generiert
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AbstractThe North Eastern Himalayan Region (NEHR) of India is a unique and diverse area, recognized as a global biodiversity hotspot with nearly half of India's flowering plant species and endangered wildlife. It is a “melting pot of cultures” with over 200 distinct ethnic communities, many of whom practice animistic beliefs that promote environmental conservation. Geologically, the NEHR is highly seismic due to the convergence of three tectonic plates, resulting in rugged terrain and frequent earthquakes. The region experiences exceptional rainfall, particularly in areas like Mawsynram and Cherrapunji, which fosters lush, unique ecosystems. Additionally, the NEHR is home to distinctive sustainable agricultural practices such as Jhum, Alder-based, and Zabo farming systems, along with ingenious bamboo drip irrigation. Despite its remarkable uniqueness, the NEHR faces significant challenges including environmental degradation, infrastructure deficits, socioeconomic issues, and geological hazards. Advanced technologies, especially geospatial tools (GIS, RS, GNSS, analytics), are key to regional development. They drive economic growth, enhance productivity, attract investment, and improve healthcare, education, and urban living. Technology also promotes inclusion, transparent governance, and environmental sustainability through better resource management and clean energy. In India’s North East Region, geospatial technology is vital for managing resources, disaster response, infrastructure, and health, with NESAC playing a pivotal role. Ensuring data access and building skills is crucial for smart, sustainable, and inclusive growth. -
Chapter 2. Space Technology Applications for Agriculture, Horticulture and Sericulture in NE India
Bijoy K. Handique, Jonali Goswami, Chandan Goswami, Pratibha Thakuria Das, Pradesh Jena, Francis DuttaDieses Kapitel untersucht die transformativen Auswirkungen der Raumfahrttechnologie auf Landwirtschaft, Gartenbau und Sericulture in der nordöstlichen Region Indiens. Darin wird untersucht, wie Fernerkundung, GIS und KI eingesetzt werden, um die einzigartigen Herausforderungen der Region wie komplexes Gelände und vielfältige agrarklimatische Bedingungen zu bewältigen. Der Text diskutiert den Einsatz von Satellitenbildern zur Schätzung der Anbauflächen, Ertragsprognosen und Anbausystemanalyse sowie die Anwendung von Präzisionslandwirtschaftstechniken zur Optimierung der Ressourcennutzung. Sie unterstreicht auch die Rolle der Raumfahrttechnologie bei der Erfassung und Planung von Gartenressourcen und bei der Ausweitung und Überwachung von Nutztierhaltungsmaßnahmen. Das Kapitel schließt mit einer Diskussion über die Zukunft der Raumfahrttechnologie in diesen Sektoren und die Notwendigkeit fortgesetzter Innovation und Zusammenarbeit.KI-Generiert
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AbstractGeospatial tools and techniques have become critical in addressing agricultural challenges in hill agriculture system like in the north eastern region of India, a diverse agrarian region characterized by complex terrain. Despite hurdles like small landholdings, fragmented farms, and heavy cloud cover, the integration of geospatial technologies with machine learning, deep learning, and artificial intelligence offers crucial spatio-temporal insights for sustainable management of the agricultural resources. These advanced tools support crop acreage estimation using spectral signatures and phenological patterns, enable yield forecasting through vegetation indices and crop simulation models, and improve cropping system analysis and precision agriculture practices. Unmanned aerial vehicles further enhance pest and disease detection and irrigation management. In horticulture, these technologies aid in crop inventory, mapping, and GIS-based site suitability assessments for high-value crops. In sericulture, geospatial tools have been used to identify potential expansion sites. Web-based portals like SILKS have been developed to share spatial data, and GAGAN-enabled mobile apps support asset monitoring. Disease forewarning systems have also been developed using geospatial technologies. Despite challenges, geospatial technology is proving to be indispensable, significantly contributing to the sustainable growth and modernization of agriculture and allied sectors. -
Chapter 3. Remote Sensing-Based Soil Resources Assessment
Pratibha Thakuria Das, Chandan Goswami, Francis DuttaDieses Kapitel befasst sich mit der lebenswichtigen Rolle des Bodens bei der Unterstützung von Ökosystemen und menschlichen Bedürfnissen, insbesondere im Kontext der Ziele für nachhaltige Entwicklung der Vereinten Nationen. Es untersucht die verschiedenen Bodenarten und ihre Verteilung in der nordöstlichen Region Indiens (NO-Region), wobei die Herausforderungen der Bodendegradation und die Bedeutung nachhaltiger Landnutzungspraktiken hervorgehoben werden. Der Text bietet einen detaillierten Überblick über die Kartierungstechniken von Bodenressourcen, einschließlich Erkundung, semi-detaillierter und detaillierter Bodenkartierung mittels Fernerkundung und GIS-Technologien. Außerdem wird die Integration von Bodenfruchtbarkeitsdaten in digitale Plattformen zur Verbesserung des Bodenmanagements und der Entscheidungsfindung diskutiert. Das Kapitel schließt mit dem Potenzial dieser Technologien zur Förderung nachhaltiger landwirtschaftlicher Praktiken und zur langfristigen Gewährleistung der Bodengesundheit.KI-Generiert
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AbstractSoil resource assessment plays a pivotal role in sustainable land management, particularly in ecologically sensitive and topographically diverse regions such as the North Eastern Region (NER) of India. This chapter highlights the application of remote sensing (RS) and geospatial technologies in soil mapping, fertility evaluation, land degradation monitoring, and land suitability assessment. By integrating multispectral, microwave, thermal, and hyperspectral satellite data with GIS and field-based observations, soil characteristics such as texture, depth, organic carbon, nutrient status, and erosion susceptibility are effectively mapped and analyzed. The use of standard scales (1:250,000 to 1:10,000) across reconnaissance to detailed mapping initiatives enables spatially explicit planning for agriculture, watershed development, and ecological restoration. Programs such as the Soil Health Card Scheme and the National Soil Mapping Programme (NSMP) contribute significantly to data generation and standardization. Spectral indices and soil spectral libraries further enhance precision in soil property estimation. Land degradation, primarily due to erosion, acidification, and anthropogenic pressures is systematically monitored, supporting the goal of land degradation neutrality. The chapter underscores the transformative role of geospatial technologies in building resilient agroecosystems, enabling data-driven decision-making for sustainable agricultural planning and resource conservation in the NER. -
Chapter 4. Geospatial Technology for Climate Resilient Agriculture
Jonali Goswami, Chandan Goswami, Bijoy K. Handique, Pradesh JenaDieses Kapitel befasst sich mit der entscheidenden Rolle der Geo-Raumfahrttechnologie bei der Förderung einer klimaresistenten Landwirtschaft in Indien. Zunächst wird die Anfälligkeit des indischen Agrarsektors für den Klimawandel und die Bedeutung einer klimaresistenten Landwirtschaft (CRA) für die Gewährleistung von Ernährungssicherheit und nachhaltigem Wirtschaftswachstum hervorgehoben. Das Kapitel untersucht dann verschiedene geologische Technologien wie Fernerkundung und GIS, die bei der Überwachung der Klimadynamik, der Pflanzengesundheit und der Bodenbedingungen von entscheidender Bedeutung sind. Außerdem wird die Integration dieser Technologien mit traditionellen Anbaumethoden diskutiert, um die Widerstandsfähigkeit der Landwirtschaft zu verbessern. In diesem Kapitel werden auch spezifische Initiativen und Strategien untersucht, die von der indischen Regierung zur Unterstützung einer klimaresistenten Landwirtschaft umgesetzt wurden, darunter der Nationale Aktionsplan zum Klimawandel (NAPCC) und die Nationale Mission für nachhaltige Landwirtschaft (NMSA). Darüber hinaus wird der Einsatz von Geo-Raumfahrttechnologie im Hochwassermanagement und bei der Diversifizierung von Nutzpflanzen hervorgehoben, wobei praktische Beispiele und Fallstudien gegeben werden. Das Kapitel schließt mit der Betonung des transformativen Potenzials der Geo-Raumfahrttechnologie beim Aufbau widerstandsfähiger landwirtschaftlicher Systeme und der Gewährleistung der Ernährungssicherheit angesichts klimatischer Schwankungen.KI-Generiert
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AbstractClimate change presents significant challenges to Indian agriculture, particularly in the North Eastern Himalayan Region (NEHR), which is vulnerable to abiotic and biotic stresses affecting both crop yield and food security. This chapter explores the pivotal role of geospatial technology in advancing climate-resilient agriculture (CRA) through satellite-based realtime monitoring of crop health and growth stages, aiding in the early detection of abiotic and biotic stresses. Case studies from NEHR demonstrate applications in mapping flood inundated and resilient croplands, identifying agricultural drought hazard zones, and optimizing crop diversification through analytical models which can empower farmers to adapt and sustain productivity through localized agromet advisories and precise resource planning. The chapter highlights geospatial technology as a transformative tool for enhancing resilience, food security, and sustainability in Indian agriculture under changing climatic conditions. -
Chapter 5. Remote Sensing Based Forest Resource Assessment and Management in NE India
Rocky Pebam, Suchitra Haobam, K. K. Sarma, Kasturi ChakrabortyDieses Kapitel untersucht die transformativen Auswirkungen von Fernerkundungs- und GIS-Technologien auf die Bewertung und Bewirtschaftung von Waldressourcen in Nordostindien. Sie unterstreicht die entscheidende Rolle, die diese Instrumente für nachhaltige Forstpraktiken, den Erhalt der Artenvielfalt und die Einbeziehung der Gemeinden spielen. Der Text enthält detaillierte Fallstudien aus verschiedenen Bundesstaaten der Region, die zeigen, wie Fernerkundung und GIS eingesetzt werden, um Waldbestände zu überwachen, Biomasse zu bewerten und Waldressourcen effektiv zu bewirtschaften. Außerdem wird die Bedeutung der Integration von traditionellem Wissen mit moderner Technologie zur Verbesserung der Waldbewirtschaftungspraxis diskutiert. Das Kapitel schließt mit Einblicken in die Zukunft der Bewertung und Bewirtschaftung von Waldressourcen und betont die Notwendigkeit fortgesetzter Innovation und Zusammenarbeit, um die Nachhaltigkeit der Waldökosysteme zu gewährleisten.KI-Generiert
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AbstractForests are one of the major natural resources that support sustenance of the human population. At the same time, they are under the influence of climate change and human—induced pressures affecting sustainability. The working plan is the main instrument through which the scientific management of Forests is being achieved in India. National Working Plan Code which was first adopted in 2004 with a subsequent amendment in 2014 and 2023 brought uniformity and acted as the guiding principle for the preparation of the working plan for scientific management of different forest divisions of the country. NESAC has been supporting the different Forest Departments of the north-eastern states of India in providing geospatial inputs, supplying accurate latest forest canopy density maps and timber growing stock computations using high resolution panchromatic and multispectral satellite data. The improvement in the scale and accuracy of the forest canopy density maps prepared using geospatial technologies could reduce the intensity of sampling that was followed earlier in the older method of estimating growing stock when the remote sensing and GIS techniques were in an early stage. With the geospatial maps of various themes and computational inputs on stock estimates provided to the Forest Departments in the region, forest management plans for many of the divisions in the region have been approved for managing the forest resources. This chapter highlights the techniques and methods that have been used to generate the maps and estimates which have improved over the years following the guidelines of the National Working Plan codes. -
Chapter 6. Estimation of Forest Above Ground Biomass Using Geospatial Technology
Dhruval Bhavsar, Kasturi Chakraborty, Rocky Pebam, K. K. SarmaDieses Kapitel befasst sich mit der entscheidenden Rolle der Wälder als Kohlenstoffsenken und ihrer Bedeutung für die sozioökonomische Entwicklung. Es unterstreicht die Bedeutung von oberirdischer Biomasse (AGB) für das Verständnis von Waldökosystemen und deren Anwendung bei der Eindämmung des Klimawandels, der Bewertung der Kohlenstoffbindung und der Waldbewirtschaftung. Der Text untersucht verschiedene Komponenten des AGB, darunter Bäume, Sträucher und abgestorbene Biomasse, und deren Beiträge zur Gesundheit und Produktivität des Waldes. Außerdem werden die Herausforderungen und Fortschritte beim Einsatz von Geo-Raumfahrttechnologie zur AGB-Schätzung diskutiert, einschließlich Fernerkundungstechniken wie LiDAR, SAR und optischer Fernerkundung. Das Kapitel betont die Bedeutung der Integration von Felddaten mit Fernerkundung für die präzise Bewertung von Biomasse und hebt die Rolle der Geo-Raumfahrttechnologie bei der Überwindung der Beschränkungen traditioneller Feldmethoden hervor. Darüber hinaus wird der Einsatz fortschrittlicher Technologien wie Drohnen und künstlicher Intelligenz untersucht, um die Präzision der Biomasseabschätzung zu verbessern. Der Text schließt mit einer Diskussion über die zukünftigen Aussichten der Geo-Raumfahrttechnologie bei der Abschätzung von Waldbiomasse und ihr Potenzial zur Unterstützung nachhaltiger Waldbewirtschaftung und globaler CO2-Sequestrierungsziele.KI-Generiert
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AbstractForests play a vital role in global carbon sequestration, with Above Ground Biomass (AGB) serving as a key indicator of forest health and carbon storage capacity. Accurate estimation of AGB is essential, particularly in ecologically sensitive and topographically complex regions like the North Eastern Himalayas of India. In this study, various methods have been presented that integrate field inventory and advanced geospatial technologies for robust AGB estimation. Advanced techniques such as Terrestrial Laser Scanning (TLS), UAV-based LiDAR, and multi-sensor satellite data offer high-resolution measurements of forest structure. Various empirical, nonparametric, and physical modelling approaches enhance AGB prediction using variables like vegetation indices, SAR backscatter coefficients, and canopy metrics. Integrating multisource data significantly improves prediction accuracy, overcoming the limitations of individual sensors. Case studies from Tripura and Meghalaya demonstrate the enhanced accuracy of AGB mapping using dual-polarised SAR and vegetation indices, achieving accuracies above 80%. Robust sampling designs, error metrics (e.g., RMSE, R2), and uncertainty analyses ensure reliability and compliance with IPCC guidelines. Despite technological advances, challenges remain due to terrain, cloud cover, and data availability. The study recommends harmonising advanced remote sensing with localised models for effective forest carbon monitoring and management in India's northeastern region. -
Chapter 7. Forest Fire Characterization Using Remote Sensing and GIS: A Case Study from North East Region of India
Kasturi Chakraborty, Dhruval Bhavsar, Suraj Kr. Swain, K. K. SarmaDieses Kapitel befasst sich mit der Charakterisierung von Waldbränden in der nordöstlichen Region Indiens unter Einsatz von Fernerkundungs- und GIS-Technologien. Es untersucht die ökologischen Rollen von Bränden, die verschiedenen Arten von Waldbränden und die Faktoren, die die Brandregime beeinflussen. Der Text unterstreicht die Auswirkungen von Klimavariablen auf das Auftreten von Bränden und die Bedeutung von Vulnerabilitätskartierungen für effektives Brandmanagement. Anhand detaillierter Fallstudien, wie etwa der Brände im Dzuko-Tal und am Lunglei, zeigt das Kapitel die Anwendung moderner Fernerkundungstechniken wie MODIS und VIIRS bei der Überwachung und Bewertung von Waldbränden. Die Analyse zeigt die bedeutende Rolle anthropogener Faktoren bei Brandereignissen auf und unterstreicht die Notwendigkeit integrierter Brandmanagementstrategien. Das Kapitel schließt mit Einblicken in die Zukunft des Waldbrandmanagements und betont die Bedeutung von Frühwarnsystemen und organisierten Präventionsansätzen.KI-Generiert
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AbstractThe availability of information on long term forest fire incidents has paved the way for spatial analysis. This chapter presents the characterization of forest fires in the region using historical forest fire incidents from 2003 to 2024. The forest fire incidents have been used to generate the forest fire vulnerability map and the fire prone map. Using spectral index-based analysis, the forest fire burned area map has been prepared. The forest fires in the region show a decrease in the number of fire counts. The Aizawl district of Mizoram has the highest count in NER. The forest fire occurrence in the region spans from the month of January to May, with peak in the number of incidents during the month of March. In this region, the evergreen open forest witness more fire incidents. The forest fire in this region is closely linked to the shifting cultivation practice throughout the region. Remote sensing-based forest fire information has played an important role in the fire assessment. Analysis of the two forest fire incidents in the recent past are presented as case study of major forest fire in this region. The Land use transformation and other ecological implications due to forest fire needs a sustainable outlook to balance the age-old traditional practices of the local communities, integration of local knowledge and framing of strategies based on scientific evidences. -
Chapter 8. Geospatial Techniques and Applications for Mineral Mapping in the NE Region of India
Rahul Pratap, Gopal Sharma, M. Somorjit Singh, Golfinstar Kharbani, K. K. SarmaDieses Kapitel vertieft die entscheidende Rolle geologischer Raumfahrttechniken bei der Kartierung von Bodenschätzen, wobei der Schwerpunkt auf den reichen Bodenschätzen Nordostindiens liegt. Es untersucht den Einsatz von Fernerkundungs- und GIS-Technologien zur Identifizierung und Bewertung von Mineralvorkommen und hebt die wirtschaftlichen und ökologischen Vorteile eines präzisen Managements mineralischer Ressourcen hervor. Das Kapitel enthält detaillierte Fallstudien aus Meghalaya, in denen die Anwendung von Bandverhältnistechniken und spektraler Signaturanalyse zur Kartierung von Kalzit und ultramafischen Gesteinen dargestellt wird. Darüber hinaus wird der Einsatz hyperspektraler Fernerkundung zur Identifizierung von Kaolinit und die Bedeutung thermischer Fernerkundung bei der Kartierung ultramafischer Gesteine diskutiert. Das Kapitel schließt mit der Bedeutung der Integration geologischer Raumfahrttechnologien für effiziente und nachhaltige Exploration und Verwaltung von Mineralien.KI-Generiert
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AbstractThe Northeast Region (NER) of India is endowed with significant mineral resources that are fundamental to its economic development. However, the comprehensive assessment and sustainable management of these resources are impeded by persistent research gaps and the inherent limitations of conventional field surveys in a region characterized by rugged, often inaccessible terrain. This chapter presents a review of modern geospatial technologies, including RS and GIS, as a robust and efficient solution for mineral exploration in the NER. This chapter details a suite of analytical techniques that leverage the diagnostic spectral signatures of minerals for their identification and mapping. It systematically covers multispectral methods, such as band ratioing and Principal Component Analysis, and advanced hyperspectral analyses, including the Spectral Angle Mapper, Matched Filtering, and Linear Spectral Unmixing. The discussion is augmented by an examination of the utility of thermal and microwave remote sensing for geological applications. The practical efficacy and validation of these methodologies are demonstrated through a series of case studies conducted in Meghalaya. These include the successful identification and mapping of calcite, limestone, kaolinite, and ultramafic rock formations utilizing multispectral and hyperspectral satellite data. Collectively, these applications illustrate how integrated geospatial workflows offer a precise, efficient, and scalable approach to identifying unexplored deposits and assessing their economic viability, thereby addressing critical challenges in regional mineral resource management. -
Chapter 9. Geodynamics of Northeast Region of India: A Geospatial Technology Perspective
Gopal Sharma, M. Somorjit Singh, Prakash Biswakarma, K. K. SarmaDas Kapitel vertieft sich in die komplexe Geodynamik Nordostindiens, einer Region, die durch die Konvergenz des Himalaja und des indo-burmesischen Bogens gekennzeichnet ist, was zu einem komplexen tektonischen Umfeld und beträchtlicher seismischer Aktivität führt. Es untersucht den Einsatz fortschrittlicher Raumfahrttechnologien wie Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR), Global Navigation Satellite System (GNSS) und thermischer Fernerkundung zur Überwachung der Krustenverformung und zur Erkennung von Erdbebenvorstufen. Der Text diskutiert die Anwendung dieser Technologien bei der Untersuchung der Kopili-Verwerfung und anderer aktiver Störungssysteme und bietet Einblicke in die Dehnungsanhäufung und seismische Gefährdungsbeurteilung. Außerdem wird die Rolle ionosphärischer Anomalien des Gesamtelektronengehalts (TEC) als potenzielle Erdbebenvorstufen und die Integration dieser Technologien mit traditionellen geodätischen und seismologischen Methoden hervorgehoben. Das Kapitel schließt mit der Betonung der Bedeutung einer kontinuierlichen Überwachung und von Frühwarnsystemen für ein effektives seismisches Gefahrenmanagement in der Region.KI-Generiert
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AbstractNortheastern India lies at the junction of major tectonic regimes, making it one of the most seismically active regions in the Indian subcontinent. This chapter presents an overview of the region’s seismotectonic regime and explores the role of advanced geospatial technologies in geodynamic study. Emphasis is placed on Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) and its advanced variants, such as Differential InSAR (DInSAR), Persistent Scatterer InSAR (PSInSAR), and Small Baseline Subset (SBAS), which are instrumental in detecting precise ground deformation. The utility of Global Navigation Satellite System (GNSS) technique is discussed for assessing crustal motion, estimating both linear and localised strain, and evaluating regional convergence. A dedicated section addresses the analysis of ionospheric Total Electron Content (TEC) anomalies derived from GNSS observations, highlighting their potential as earthquake precursors. Additionally, the application of satellite-derived Land Surface Temperature (LST) data as a complementary tool for identifying tectonically driven thermal anomalies is discussed. The chapter includes selected case studies such as deformation analysis along the Kopili Fault, detection of pre-earthquake TEC anomalies, and convergence mapping across the Eastern Himalayas. These case studies further highlight the critical value of integrating diverse geospatial datasets for advancing the understanding of geodynamic processes in the region. -
Chapter 10. Understanding the Landslide Hazard Prevailing in North East India
Kuntala Bhusan, Prakash Biswakarma, Aniket Chakravorty, Praveen Kumar, M. Somorjit Singh, K. K. SarmaDieses Kapitel vertieft die vorherrschenden Erdrutschgefahren in Nordostindien und konzentriert sich auf ihre Art, Auswirkungen und Managementstrategien. Es beginnt mit einer Einführung in Erdrutsche, ihre Klassifizierung und die verschiedenen Faktoren, die sie auslösen, wie Niederschläge, Erdbeben und menschliche Aktivitäten. Anschließend untersucht der Text die erheblichen Auswirkungen von Erdrutschen auf Menschenleben, Infrastruktur und Umwelt, wobei ein besonderer Schwerpunkt auf der nordöstlichen Region Indiens liegt. Das Kapitel behandelt auch den Einsatz weltraumgestützter Ansätze, einschließlich Fernerkundung und GIS-Technologien, für das Management von Erdrutschen. Es werden Fallstudien vorgestellt, die die Anwendung dieser Technologien in Erdrutschinventarkartierungen, Suszeptibilitätskartierungen und Frühwarnsystemen veranschaulichen. Das Kapitel schließt mit einer Diskussion über die Herausforderungen und zukünftigen Richtungen im Erdrutschmanagement, wobei die Bedeutung der Integration von Fernerkundungsdaten mit bodengestützten Überwachungssystemen für eine effektive Verringerung des Erdrutschrisikos hervorgehoben wird.KI-Generiert
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AbstractLandslide is one of the widespread and challenging geo-hazards which occur in the mountainous terrains due to collective effect of several geological factors. All types of landslides of various magnitudes and dimensions either triggered by rainfall, earthquakes or by their combined effect are prevailing in this tectonically active region. Deep seated landslides usually, disrupt transportation network for longer duration while shallow slides, mostly affect the urban life for a short duration. The reported causalities associated to landslide hazards are much high in the North Eastern Region (NER) compared to other parts of India. Fragile, soft and weathered rock formations along the steep slope make the terrain of NER much susceptible to landslides. Further, NER is one of the most seismically active regions in the world, and the region also receives much rainfall compared to other parts of the Country. Geospatial data and tools are extensively being used to study landslide right from inventory mapping to susceptibility-hazard assessment, landslide monitoring and estimating rainfall threshold for development of early warning model. However, in most of the cases selection of Earth Observation (EO) data and technique is governed by the scale and purpose of study apart from location, size, age and exposure condition of existing or fresh landslide. While selecting data emphasis is given on resolution (spatial and temporal), accuracy, swath and revisit time of the sensor. Since it is not possible to avoid developmental activities in the hilly states so proper planning is prerequisite to reduce risk due to impending landslides by understanding the genesis of landslide. Geospatial technology is useful in all the three (pre-, during, post-disaster) phases of Landslide Disaster Management. -
Chapter 11. Urban Planning in North Eastern Hill Towns of India Through Space Technology
B. C. Sumanth, Santanu Das, Jenita M. Nongkynrih, Surajit Sutradhar, K. K. SarmaDieses Kapitel geht auf die rasche und ungeplante Urbanisierung in den Bergstädten Nordostindiens ein und beleuchtet schwerwiegende Probleme wie Verkehrsstaus, Wasserknappheit und Umweltzerstörung. Es untersucht den historischen Kontext der Urbanisierung in der Region und die einzigartigen Herausforderungen, die Topographie und Klima mit sich bringen. Der Text betont die Bedeutung von Stadtplanung und -management bei der Lösung dieser Probleme und führt Raumfahrttechnologien, einschließlich Fernerkundung und GIS, als leistungsstarke Werkzeuge für eine nachhaltige Stadtentwicklung ein. Das Kapitel behandelt verschiedene Anwendungen der Raumfahrttechnologie in der Stadtplanung, wie etwa Geländeanalyse, Landnutzungsplanung, Infrastrukturentwicklung, Verkehrsmanagement und Gefahrenzoneneinteilung. Außerdem werden Fallstudien von GIS-basierten Masterplänen für Shillong und Itanagar vorgestellt, die die praktische Umsetzung dieser Technologien demonstrieren. Der Text schließt mit der Betonung der Notwendigkeit integrierter Stadtplanung, Bebauungsgesetze und Raumfahrttechnologie, um in den Bergstädten Nordostindiens eine ganzheitliche und nachhaltige Entwicklung zu erreichen.KI-Generiert
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AbstractThe North Eastern Hill Towns of India are experiencing rapid, often unplanned urbanisation, compounded by complex topography and extreme climatic conditions, leading to severe issues such as overcrowding, traffic congestion, and environmental degradation. This paper explores the crucial role of urban planning and the transformative potential of space technology, particularly Remote Sensing and Geographic Information Systems (GIS), in addressing these challenges. These geospatial tools provide data-driven insights for comprehensive urban management, including terrain analysis (slope, aspect, viewshed), urban land use planning and change detection, strategic infrastructure development (water, energy, social services), enhancing traffic management and road safety, facilitating industrial zonation, and accurately identifying hazard-vulnerable zones like landslide and flood-prone areas. Case studies of the Shillong and Itanagar Master Plans highlight the practical application of GIS for sustainable development. The integration of urban planning, zoning, and space technology is vital for fostering resilient urban growth and improving the quality of life in these regions. -
Chapter 12. Geospatial Technology for Greenfield and Rural Development
Santanu Das, Jenita M. Nongkynrih, B. C. Sumanth, K. K. SarmaDieses Kapitel befasst sich mit den komplexen Herausforderungen und vielversprechenden Chancen, die die grüne und ländliche Entwicklung in der vielfältigen und komplexen Region Nordostindien mit sich bringt. Es untersucht den einzigartigen geografischen, demografischen und soziokulturellen Kontext, der maßgeschneiderte Entwicklungsstrategien erfordert, und betont die Rolle der Geo-Raumfahrttechnologie bei der Bewältigung dieser Herausforderungen. Das Kapitel beleuchtet das vielfältige Terrain der Region, vom Himalaya bis hin zu Flusstälern, und den reichen Teppich ethnischer Gruppen und Stammesgemeinschaften, von denen jede unterschiedliche kulturelle Praktiken und Landbesitzsysteme aufweist. Er diskutiert die Anfälligkeiten für die Umwelt, Infrastrukturdefizite und Sicherheitsbedenken, die die Entwicklung behindern, sowie die Chancen in den Bereichen Rohstoffreichtum, Tourismuspotenzial, ökologische Landwirtschaft und erneuerbare Energien. Das Kapitel schließt mit der Betonung der transformativen Rolle der Geo-Raumfahrttechnologie bei der Landnutzungsplanung, der Infrastrukturentwicklung und der Verringerung des Katastrophenrisikos, was sie zu einem wesentlichen Instrument für nachhaltiges und gerechtes Wachstum in der Region macht.KI-Generiert
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AbstractThis chapter explores the unique context of Northeast India and its implications for greenfield and rural development, emphasizing the region’s diverse geography, demographic complexity, and socio-cultural richness. It details the significant challenges faced, including infrastructure deficits, environmental vulnerabilities, land tenure complexities, and security concerns. The narrative highlights the transformative role of geospatial technology-encompassing Geographic Information Systems (GIS), remote sensing, and Global Navigation Satellite Systems (GNSS) in overcoming these obstacles. The chapter discusses the use of high-resolution satellite imagery and Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) for precise mapping, site suitability analysis, and disaster risk management. It underscores the integration of socio-economic data with spatial information for more effective, targeted interventions and participatory mapping, ensuring inclusivity and accuracy in planning. Case studies from the region illustrate successful community-based greenfield development, sustainable infrastructure design, and socio-economic empowerment. The chapter advocates for leveraging advanced geospatial tools to optimize connectivity, renewable energy site selection, and environmental conservation, thereby fostering inclusive and resilient rural development. It concludes by stressing the importance of collaborative efforts among stakeholders to achieve sustainable growth, cultural preservation, and improved quality of life in the rural landscapes of Northeast India. -
Chapter 13. Multi-hazard Risk Assessment Using Geospatial Technology
Jenita M. Nongkynrih, B. C. Sumanth, Santanu Das, K. K. SarmaDieses Kapitel vertieft sich in die Risikobewertung der nordöstlichen Region Indiens (NO) mit Schwerpunkt auf Überschwemmungen, Erdrutschen und Blitzschlag. Es betont den Einsatz geopolitischer Technologien wie Fernerkundung, GIS und hochauflösender Satellitenbilder, um gefährdete Gebiete zu kartieren und Schwachstellen zu bewerten. Der Text diskutiert die Integration digitaler Höhenmodelle (DEM), sozioökonomischer Daten und mobiler Werkzeuge, um den Analyseprozess zu bereichern. Darüber hinaus wird die Anwendung multikriterieller Entscheidungsanalysen (MCDA) zur Synthese von Anfälligkeits- und Risikoindizes hervorgehoben, wodurch ein umfassender Rahmen für Katastrophenvorsorge und nachhaltige Entwicklung geschaffen wird. Das Kapitel schließt mit der Betonung der Bedeutung evidenzbasierter Planung und der Rolle geospatialer Instrumente bei der Stärkung der Katastrophenresistenz im NERS.KI-Generiert
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AbstractThe North Eastern Region (NER) of India is highly vulnerable to multiple natural hazards, including floods, landslides, and lightning, due to its complex topography, climatic variability, and socio-economic conditions. This chapter presents a comprehensive multi-hazard risk assessment framework utilising geospatial technologies such as remote sensing (RS), geographical information system (GIS), and digital elevation models (DEMs). High-resolution satellite imagery and field-based data collection were employed to map hazard-prone areas, identify vulnerable populations and infrastructure, and assess risks. The study focused on urban centres in Meghalaya and Tripura, considering three key hazards, floods, landslides, and lightning. Vulnerability was analyzed through socio-economic indicators, physical infrastructure assessments, and environmental degradation patterns using Multi-Criteria Decision Analysis (MCDA). Risk indices were developed by integrating hazard zonation and vulnerability layers through GIS-based spatial modelling. The results provide critical inputs for disaster preparedness, urban planning, and risk reduction strategies in the NER. The chapter highlights how an integrated geospatial approach enables better understanding of spatial patterns of risk and supports targeted policy interventions. The findings underscore the importance of multi-hazard assessments for sustainable development and effective implementation of the Sendai Framework for Disaster Risk Reduction. -
Chapter 14. Geospatial Technology Support for Water Resources Management in NE India
Ranjit Das, Shanbor Kurbah, B. M. Arjun, Diganta BarmanIn diesem Kapitel wird die entscheidende Rolle der Geo-Raumfahrttechnologie beim Management der Wasserressourcen in Nordostindien untersucht, einer Region, die durch bergiges Gelände, ergiebige Niederschläge und einzigartige hydrologische Herausforderungen gekennzeichnet ist. Der Text deckt mehrere Schlüsselbereiche ab, einschließlich Oberflächenwasserkartierung, Grundwasserprospektkartierung, Hochwassermanagement und Wassereinzugsmanagement. Es hebt den Einsatz von Satellitendaten aus verschiedenen Quellen wie der Landsat-Serie der NASA, der Copernicus-Sentinel-Serie der ESA und der ISRO-Resourcesat-2A LISS IV hervor, um Wasserressourcen zu kartieren und ihren Zustand zu bewerten. Das Kapitel untersucht auch die Anwendung von geospatialen Instrumenten bei der Zonierung von Überschwemmungsgebieten, der Überwachung der Erosion von Flussufern und der Umsetzung von Wassereinzugsgebietsmanagementprogrammen. Darüber hinaus wird der Einsatz von Geo-Raumfahrttechnologie bei der Überwachung und Bewertung von Infrastrukturprojekten wie der Schaffung von Bewässerungspotenzial diskutiert. Die Schlussfolgerung betont die Bedeutung der Integration fortgeschrittener geospatialer Techniken in Strategien zur Bewirtschaftung von Wasserressourcen, um eine nachhaltige Entwicklung und eine wirksame Abmilderung wasserbezogener Herausforderungen in der Region zu gewährleisten.KI-Generiert
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AbstractWater resource management in Northeast India presents complex challenges due to its diverse topography, intense monsoonal rainfall, frequent floods, and seasonal water scarcity. This chapter highlights the application of geospatial technologies, such as remote sensing (RS), geographic information systems (GIS), and digital elevation models (DEM) in managing water resources across the region. It provides a comprehensive overview of geospatial approaches for mapping and assessment of water resources. Case studies from Assam, Meghalaya, and other northeastern states demonstrate the successful use of satellite data (e.g., Landsat, Sentinel, IRS, Cartosat) for large-scale inventory, monitoring, and planning of water conservation structures like Jalkunds and multipurpose reservoirs. Advanced methods such as multi-criteria decision analysis (MCDA), normalized difference indices (NDWI, NDSI), and hydrological modeling are discussed for identifying suitable sites for interventions. The chapter also covers real-time flood monitoring using SAR data, riverbank erosion tracking through NDWI and DSAS tools, and impact assessments under IWMP. The integration of space-based and field-level data facilitates evidence-based decision-making and sustainable development of water resources. This geospatial framework serves as a model for climate-resilient water management in hilly and flood-prone regions. -
Chapter 15. GIS Based Hydrological Flood Early Warning System (FLEWS) in North Eastern Region
Diganta Barman, Shanbor Kurbah, Manbhalang Dakermi Shylla, B. M. Arjun, Ranjit DasDieses Kapitel befasst sich mit der entscheidenden Rolle von Hochwasserfrühwarnsystemen bei der Abmilderung der Auswirkungen von Überschwemmungen, die zu den häufigsten und tödlichsten Naturkatastrophen gehören. Es konzentriert sich auf das GIS-basierte Flutfrühwarnsystem (FLEWS), das in der nordöstlichen Region Indiens, insbesondere rund um den Brahmaputra-Fluss und seine Zuflüsse, eingeführt wurde. Der Text untersucht den historischen Kontext von Überschwemmungen in der Region, die technologischen Fortschritte bei der Vorhersage von Überschwemmungen und die Integration verschiedener Datenquellen wie Satellitenbilder, Wettervorhersagen und hydrologische Daten. Außerdem werden der institutionelle Rahmen zur Unterstützung des Hochwassermanagements und die Herausforderungen bei der Einführung wirksamer Frühwarnsysteme diskutiert. Das Kapitel schließt mit einem detaillierten Überblick über den FLEWS-Mechanismus, seinen politischen Rahmen, die Erfolgsquoten und das Feedback der Nutzer, der ein umfassendes Verständnis der Effektivität des Systems und seiner Verbesserungsmöglichkeiten vermittelt.KI-Generiert
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AbstractFloods are among the most common and deadly natural disasters, especially in Northeast India, where heavy monsoon rains and complicated river systems such as the Brahmaputra and Barak frequently create widespread flooding. Due to the region’s difficult geography and the paucity of hydro-meteorological data, traditional forecasting techniques have had difficulty. On the request from Government of Assam, The Flood Early Warning System (FLEWS) has been developed since 2009 by the North Eastern Space Applications Centre (NESAC) integrating semi-distributed hydrological models, remote sensing, GIS, and atmospheric numerical rainfall forecasting. This system leverages geospatial technologies to forecast flood in a real time with a parallel decision support input from the synoptic weather monitoring system. Initially focused on the highly dynamic and sediment-laden valley of Assam, FLEWS have proven effective even in remote and high-altitude areas. With support from the North Eastern Council, NESAC is now expanding FLEWS to other North Eastern Region. Despite infrastructure and data limitations, the ongoing refinement of FLEWS-driven by technological advancement and improved resource allocation-marks a major leap in flood preparedness. Integrating GIS and remote sensing has enhanced predictive capabilities, making FLEWS a cornerstone of modern flood resilience, protecting lives, infrastructure, and ecosystems across Northeast India. -
Chapter 16. Integrated Spatio-Hydrological Modeling for Hydro-Power Management in North East India
Shanbor Kurbah, Diganta Barman, B. M. Arjun, Ranjit DasDieses Kapitel befasst sich mit den komplexen Herausforderungen und innovativen Lösungen für das Wasserkraftmanagement in Nordostindien, einer Region, die reich an Wasserressourcen ist, aber erheblichen klimatischen und anthropogenen Belastungen ausgesetzt ist. Der Text untersucht die Auswirkungen des Klimawandels, einschließlich des Rückzugs der Himalaya-Gletscher und sich verändernder Monsunmuster, auf Flussläufe und Wasserkraftwerke. Außerdem werden die Auswirkungen von Entwaldung, Straßenbau und veränderter Bewirtschaftung auf Wasserverfügbarkeit und -qualität untersucht. Ein zentraler Schwerpunkt ist die Integration räumlich-hydrologischer Modellierung mit in-situ-Messungen zur Optimierung des Wasserkraftmanagements, demonstriert durch eine detaillierte Fallstudie des Panyor Lower Hydro-Electric Project. In diesem Kapitel wird der Einsatz moderner Satellitendaten wie CartoDEM und KOMPSAT-3 zur präzisen hydrologischen Modellierung und Entscheidungsunterstützung hervorgehoben. Er schließt mit der Forderung nach einem ganzheitlichen Ansatz für das Wasserressourcenmanagement und betont die Notwendigkeit nachhaltiger Vorgehensweisen, um eine zuverlässige Stromerzeugung zu gewährleisten und das Überschwemmungsrisiko in der östlichen Himalaya-Region zu verringern.KI-Generiert
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AbstractNorth East India, a part of Eastern Himalaya, despite holding an estimated 40% of India's total hydro-power potential (62,000 MW), struggles with electricity shortages and complex water management. The region faces significant climatic shifts, including decreasing summer monsoon rainfall, rising temperatures, and Himalayan glacier retreat, which affect river flows and hydro-power generation. Anthropogenic activities like deforestation and road construction exacerbate issues such as increased peak discharge and reservoir siltation, further complicating management. This chapter advocates for a holistic, integrated spatio-hydrological modeling approach to optimize hydro-power management. A case study at the Panyor Lower Hydro-Electric Project (HEP) demonstrates this by combining in-situ measurements from Automatic Weather Stations (AWS) and Doppler Water Level Recorders (DWLR) with advanced geospatial data from satellites (e.g., CartoDEM, KOMPSAT-3, GPM IMERG, MODIS, SMAP). The HEC-HMS hydrological model was used to simulate rainfall-runoff processes, rigorously calibrated and validated. This integration establishes a decision support system that provides crucial insights for optimal dam gate operations, mitigating sudden flood releases, and enhancing reservoir management, including water balance assessment periodically for the upstream reservoir catchment. This approach is vital for addressing data scarcity, improving flood mitigation, and ensuring sustainable hydro-power generation in the Eastern Himalayan region. -
Chapter 17. Emerging Geospatial Technology for Empowering Governance Activities in NER
Dibyajyoti Chutia, Nilay Nishant, Puyam S. Singh, Victor Saikhom, Siddhartha Bhuyan, Avinash Chouhan, Ritu Anilkumar, Md Abu Sahin, K. K. SarmaDieses Kapitel untersucht die transformative Rolle, die neu entstehende geospatiale Technologien bei der Stärkung von Governance-Aktivitäten in der nordöstlichen Region Indiens spielen. Sie vertieft die Kernkomponenten der Geo-Raumfahrttechnologie, darunter Geografische Informationssysteme (GIS), Fernerkundung und Globale Positionsbestimmungssysteme (GPS), und beleuchtet die Integration fortschrittlicher Technologien wie Drohnen, das Internet der Dinge (IoT) und künstliche Intelligenz (KI). Der Text diskutiert die treibenden Kräfte hinter der technologischen Entwicklung im öffentlichen Sektor, einschließlich Kostensenkung, Leistungsverbesserung, Transparenz und Krisenmanagement. Sie untersucht auch die einzigartigen geografischen Merkmale, die reiche Biodiversität und die soziokulturelle Landschaft des NERS und stellt bedeutende Chancen und Herausforderungen für die Regierungsführung dar. Das Kapitel skizziert verschiedene Geodatenquellen und Managementplattformen, die für den NER- Kontext relevant sind, und betont die Bedeutung von Open-Source-Daten und -Werkzeugen. Es untersucht praktische Anwendungen von Geo-Raumfahrttechnologien in der Regierungsführung und deckt kritische Bereiche wie Katastrophenschutz, Landmanagement, Infrastrukturplanung, Umweltaufsicht, Landwirtschaft und öffentliche Gesundheit ab. Anhand von Fallstudien aus der realen Welt erfolgreicher geospatialer Projekte im NERS werden bewährte Verfahren und wichtige Imbissmöglichkeiten aufgezeigt. Das Kapitel schließt mit der Erforschung der Herausforderungen und Zukunftsaussichten der Geo- und Raumfahrttechnologie in der Region, wobei politische Empfehlungen abgegeben werden, um eine breitere Akzeptanz zu fördern und ihre Auswirkungen auf die Regierungsführung zu optimieren.KI-Generiert
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AbstractThe North Eastern Region (NER) of India, with its distinct geographical, and socio-cultural dynamics, poses considerable governance challenges due to its rugged terrain, remote location, and infrastructural limitations. Geospatial technologies including geographic information systems (GIS), remote sensing, Global Navigation Satellite Systems (GNSS), and AI-driven spatial analytics hold transformative potential for enhancing governance in the region. These technologies facilitate efficient land-use planning, disaster management, infrastructure development, and resource allocation while improving transparency and decision-making processes. This chapter examines the complete geospatial data ecosystem, spanning open satellite constellations, IoT edge devices, and advanced cloud-based analytics. Key technological advancements include GeoAI, big data frameworks, scalable cloud GIS, IoT edge architectures, and Digital Twins, which collectively enable near-real-time decision-making and governance. Case studies illustrate practical applications, such as the e-ATLAS system optimizing election logistics through spatial planning, the project monitoring portal improving monitoring capability, and GeoTourism platforms promoting sustainable travel by mapping cultural and ecological assets. Additionally, SMART AXOM delivers geofenced disaster alerts for floods and lightning, while IoT-enabled edge devices monitor road conditions for real-time pothole detection. Public health initiatives like Fever Tracker and Geo-Health DSS enable targeted interventions, and the Transboundary Animal Disease Dashboard enhances rapid outbreak containment. These innovations demonstrate the critical role of geospatial technologies in advancing governance and development in the NER. -
Chapter 18. GeoAI: Exploring Trends and Potential Applications
Avinash Chouhan, Puyam S. Singh, Ritu Anilkumar, Siddhartha Bhuyan, Nilay Nishant, Dibyajyoti ChutiaGeoAI, die Schnittstelle zwischen künstlicher Intelligenz und geospatialer Technologie, verändert die Art und Weise, wie wir räumliche Daten analysieren und interpretieren. Dieses Kapitel vertieft die grundlegenden Komponenten der GeoAI, darunter Geodatenquellen, KI-Techniken und Recheninfrastruktur, und untersucht ihre vielfältigen Anwendungen in den Bereichen Umweltüberwachung, Stadtplanung, Katastrophenmanagement und Landwirtschaft. Es beleuchtet die jüngsten Fortschritte in den Bereichen Computervision und Verarbeitung natürlicher Sprache innerhalb der GeoAI und zeigt, wie diese Technologien Genauigkeit und Effizienz bei Aufgaben wie Objekterkennung, semantische Segmentierung und Änderungserkennung verbessern. Das Kapitel befasst sich auch mit den Herausforderungen und zukünftigen Richtungen der GeoAI und betont die Notwendigkeit qualitativ hochwertiger Daten, skalierbarer Algorithmen und ethischer Überlegungen. Durch die Integration von Multi-Source-Daten und die Nutzung von Edge Computing ist GeoAI bereit, die Entscheidungsfindung und Ressourcenallokation in verschiedenen Bereichen zu revolutionieren. Das Kapitel schließt mit einer Diskussion über die strategischen Initiativen von NESAC zur Anpassung an die sich entwickelnde GeoAI-Landschaft, die das Potenzial dieser transformativen Technologie unterstreicht.KI-Generiert
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AbstractGeospatial Artificial Intelligence (GeoAI) is an emerging interdisciplinary field that synergizes geospatial data science with advanced artificial intelligence (AI) and machine learning techniques. This chapter provides a comprehensive overview of the foundational concepts, core methodologies, and impactful real-world applications of GeoAI, with a particular focus on its transformative role in remote sensing and geospatial analytics. The integration of deep learning has substantially enhanced automation, accuracy, and scalability in tasks such as land cover classification, object detection, semantic segmentation, and change detection. A comparative analysis of benchmark geospatial datasets is presented, illustrating their significance and usage in recent AI-driven research across various domains. The chapter also examines the key challenges facing the field, along with ethical considerations related to privacy, fairness, and transparency. Finally, it explores future research directions, emphasizing the need for explainable, domain-adaptive, and sustainable GeoAI systems to support responsible decision-making in the era of big Earth observation data. -
Chapter 19. Advancement in Drone Data Processing Analytics and Applications
Victor Saikhom, Puyam S. Singh, Nilay Nishant, Dibyajyoti ChutiaDieses Kapitel untersucht das transformative Potenzial unbemannter Luftfahrzeuge (Unmanned Aerial Vehicles, UAVs) bei der Erfassung und Analyse von Geodaten und konzentriert sich dabei auf das komplexe Terrain der nordöstlichen Region Indiens. Darin werden die Fortschritte in der UAV-Technologie untersucht, einschließlich hochauflösender Bildgebung, LiDAR und künstlicher Intelligenz, die eine präzise und effiziente Datenerfassung ermöglichen. Der Text diskutiert die Anwendungen von Drohnen in den Bereichen Infrastrukturentwicklung, Landwirtschaft, Forstwirtschaft und Katastrophenmanagement und betont ihre Rolle bei der Verbesserung der Entscheidungsfindung und operativen Effizienz. Fallstudien aus der Nordostregion illustrieren die praktischen Vorteile der UAV-Technologie in verschiedenen Sektoren. Das Kapitel schließt mit der Betonung der Bedeutung von Datenmanagement, regulatorischer Einhaltung und ethischen Überlegungen, um das Potenzial der Drohnen-Fernerkundung voll auszuschöpfen.KI-Generiert
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AbstractThe advent of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) has revolutionized geospatial data acquisition, processing, and analysis, particularly in challenging terrains like the North Eastern Region (NER) of India. This chapter presents a comprehensive overview of UAV remote sensing, encompassing data acquisition workflows, advanced image processing techniques, and analytics powered by Geographic Information Systems (GIS) and Artificial Intelligence (AI). Emphasis is placed on preprocessing, orthomosaic generation, 3D modeling (DSM and point clouds), and data management. Applications across diverse sectors such as agriculture, environmental monitoring, infrastructure planning, disaster management, and urban development are discussed through real-world case studies from NER. Notable examples include precision farming using UAV-derived NDVI, flood impact assessment on Umiam Reservoir, and volumetric analysis for earthwork estimation. Emerging trends such as edge AI, IoT integration, swarm intelligence, and regulatory advancements are also explored, indicating a shift toward more autonomous, scalable, and sustainable UAV operations. The chapter highlights the growing potential of UAV technology in delivering high-resolution, timely, and cost-effective geospatial intelligence for informed decision-making and sustainable development. -
Chapter 20. The Physics and Dynamics of Aerosols, Trace Gases and Atmospheric Boundary Layer Over the Eastern Himalayan Region
Arup Borgohain, Shyam S. Kundu, Arundhati Kundu, Manasi Gogoi, Mukunda M. Gogoi, Binita Pathak, Nilamoni BarmanDieses Kapitel untersucht die komplexen Wechselwirkungen zwischen Aerosolen, Spurengasen und der atmosphärischen Grenzschicht (ABL) in der östlichen Himalaya-Region (EHR), wobei ein besonderer Schwerpunkt auf der nordöstlichen Region (NER) Indiens liegt. Die Studie hebt erhebliche saisonale Unterschiede bei der Aerosolbelastung hervor, wobei während der Vormonsun- und Wintersaison erhöhte Werte beobachtet werden, die sowohl durch lokale Emissionen als auch durch Ferntransporte aus den Indo-Ganges-Ebenen und anderen Regionen beeinflusst werden. Die Strahlungseffekte dieser Aerosole sind erheblich und tragen zu einer Verdunkelung der Oberfläche und einer Aufheizung der Atmosphäre bei, die mit den großen südasiatischen Aerosolherden vergleichbar ist. Die Dynamik von Spurengasen, einschließlich erhöhter Gehalte an CO, NOx, SO2 und O3 an der Oberfläche, wird ebenfalls untersucht und enthüllt ihre Modulation sowohl durch anthropogene als auch durch natürliche Quellen. Das Kapitel betont die Rolle von Waldbränden bei der Erhöhung von Aerosol- und Spurengaskonzentrationen, insbesondere während der Hochbrandmonate. Die ABL im EHR weist nachweislich deutliche tages- und jahreszeitliche Schwankungen auf, wobei Messungen mit verschiedenen Instrumenten und Reanalyseprodukten Spitzenhöhen der ABL während der Vormonsunzeit und einen Rückgang während der Monsunmonate andeuten. Oberflächenflussanalysen von Standorten wie dem Umiam-Gletscher und dem Yala-Gletscher geben Einblicke in die Art und Weise, wie terraininduzierte Windsysteme, Sonneneinstrahlung und Heterogenität der Landoberfläche Turbulenzen, Strahlungsbudgets und Feuchtigkeitsflüsse beeinflussen. Die kumulativen Auswirkungen von Aerosolen und Spurengasen auf die Gesundheit des regionalen Klimas und der Ökosysteme sind tief greifend und beeinflussen die Wolkenmikrophysik, Niederschlagsregime, Evapotranspiration und umfassendere biosphärische Prozesse. Das Kapitel schließt mit der Betonung der Notwendigkeit fortgesetzter und verstärkter Beobachtungsbemühungen im EHR, um das sich entwickelnde Aerosol-Spurengas-ABL-System besser zu quantifizieren, und betont die Bedeutung grenzüberschreitender Zusammenarbeit und langfristiger Überwachung, um das Verständnis der regionalen Klimadynamik zu fördern.KI-Generiert
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AbstractThe Eastern Himalayan Region (EHR), including the North Eastern Region (NER) of India and adjoining areas, is a climatically sensitive zone influenced by both natural and anthropogenic emissions. This chapter investigates the complex interactions among aerosols, trace gases, and the atmospheric boundary layer (ABL) in the region. Ground-based measurements, satellite observations, and reanalysis products reveal marked seasonal and spatial variability in aerosol properties, with elevated levels of black carbon and aerosol optical depth during the pre-monsoon and winter seasons. Long-range transport from the Indo-Gangetic Plain, biomass burning, and forest fires significantly increase pollutant concentrations, affecting air quality, cloud microphysics, and regional climate. Trace gases such as CO, NOₓ, and CH₄ show distinct seasonal trends driven by local emissions, meteorological conditions, and transboundary influences. The chapter also highlights the crucial role of ABL dynamics, especially mountain-valley wind circulations in controlling pollutant dispersion. Observations from high-altitude sites like Umiam in Meghalaya and Yala Glacier in Sikkim show seasonal variations in ABL height, surface fluxes, and turbulence. Enhanced radiative forcing and reduced ABL height during winter contribute to pollutant accumulation and climatic feedbacks. These insights stress the importance of long-term monitoring, regional collaboration, and integrated modeling to address atmospheric and climatic challenges in the EHR. -
Chapter 21. Space Technology to Improve Weather Prediction Over Mountainous Regions
Shyam S. Kundu, Rekha B. Gogoi, Aniket Chakravorty, Abhay Srivastava, Arundhati Kundu, Arup Borgohain, Rosly B. LyngdohDieses Kapitel vertieft die Komplexität der Wettervorhersage über dem östlichen Himalaya, einem Gebiet, das durch extreme topografische Wellen und hohe Niederschlagsschwankungen gekennzeichnet ist. Es untersucht, wie die Weltraumtechnologie, insbesondere Satellitenbeobachtungen, eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Wettervorhersage in diesem schwierigen Terrain spielt. In diesem Kapitel werden die Beschränkungen traditioneller numerischer Wettervorhersagemodelle (NWP) und die Vorteile der Integration von Satellitendaten wie atmosphärischen Bewegungsvektoren und Strahlungsdaten in diese Modelle diskutiert. Außerdem wird der Einsatz des Wetterforschungs- und Prognosemodells (Weather Research and Forecasting, WRF) und seiner Datenassimilierungstechniken zur Verbesserung der Vorhersagegenauigkeit hervorgehoben. Das Kapitel schließt mit einer Diskussion über das Potenzial tiefgründiger, lernbasierter Methoden für Blitz-Nowcasting und den Einsatz satellitengestützter geophysikalischer Produkte zur Beurteilung und Warnung von Unwettern.KI-Generiert
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AbstractDespite advances in numerical weather prediction (NWP), forecasting weather over Northeast India remains challenging due to several reasons including sparse ground-based observatories. The region’s complex topography and expansive international borders complicates data collection, as atmospheric systems transcend human boundaries. In this context, space-based observations play a vital role by providing essential datasets such as cloud cover and dynamics, humidity, land use and land cover, radiance, atmospheric motion vectors, precipitation estimates, etc. These products support NWP model data assimilation, bias correction, and help improving disaster forecasting like floods, lightning, landslides, etc. Sensitivity tests with the WRF model revealed that ISRO’s LULC datasets outperform USGS and MODIS inputs, particularly in Northeast India. The region-specific WRF setup showed high RMSE and positive bias along the windward slopes of the Shillong Plateau and Himalayan foothills. However, hybrid data assimilation helped reduce these errors. Additional experiments demonstrated that incorporating INSAT-3D radiance data significantly improved forecast skill over Meghalaya, central and western Arunachal Pradesh and central Assam compared to GTS-only assimilation. The WRF-Elec model and a deep learning–based lightning nowcasting system demonstrated strong capability in nowcasting severe lightning events across the NE India. Synoptic scale weather advisories developed through the integrated use of satellite-derived meteorological products have remarkably reduced the limitations of NWP model over the complex terrain of Eastern Himalayan region. -
Chapter 22. Shifting Climate Patterns in North East India: Past Trends and Future Projections
Aniket Chakravorty, Shyam S. Kundu, Rosly B. Lyngdoh, Arup Borgohain, Shiv P. AggarwalDieses Kapitel vertieft die sich verändernden Klimamuster in Nordostindien und konzentriert sich auf vergangene Trends und zukünftige Prognosen. Wichtige Themen sind die steigenden Temperaturen, wobei sich die Winter schneller erwärmen als die Sommer, und der deutliche Rückgang der Gesamtregenfälle seit den 1970er Jahren. Die Analyse unterstreicht die Zunahme extrem seltener Niederschlagsereignisse mit hohem Einschlag, insbesondere in westlichen Regionen wie Meghalaya und dem westlichen Assam. Das Kapitel untersucht auch die voraussichtliche Intensivierung dieser Klimaveränderungen unter zukünftigen Szenarien mit hohen Emissionen und betont die Notwendigkeit hochauflösender Simulationen und eines Verständnisses auf lokaler Ebene für eine effektive Planung. Die Schlussfolgerung unterstreicht die schwerwiegenden Folgen dieser Veränderungen, einschließlich höherer Sturzfluten, Hitzewellen und Dürren, die umfassende Forschung und genaues Prozessverständnis erfordern.KI-Generiert
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AbstractNorth East India has been undergoing marked climate change, with consistent warming observed from 1971 to 2020. The annual mean daily average air temperature has risen by 0.019 °C/year, with both maximum and minimum temperatures increasing. Winter nights are warming faster than days, likely due to Bay of Bengal warming and higher atmospheric moisture. Projections suggest further intensification of warming, especially under high-emission scenarios, with minimum temperatures rising more rapidly. The region’s precipitation patterns have also changed significantly. Since the 1970s, total annual rainfall (PRCPTOT) has declined by approximately 9.81 mm/year, mainly due to fewer light and moderate rainfall events, longer dry spells, and shorter wet spells. In contrast, extremely rare, high intensity events have become more frequent, with frequency contributing more than intensity to the change. However, future climate projections indicate a reversal in total rainfall trends, with increases in both overall precipitation and extreme rainfall events under intermediate and high-emission pathways. For instance, SSP5-8.5 projects a 7.68 mm/year increase in PRCPTOT. Thus if these projections came to pass, North East India might become wetter than the present. The present trend of climate on the other hand suggests a shift towards higher risk of flash floods, heat waves, and droughts. -
Chapter 23. SATCOM Technology and Its Utilizations for Societal Applications in North Eastern Region of India
Ramani Kumar Das, Anjan Debnath, Himangshu Jyoti DasDieses Kapitel vertieft sich in die Welt der Satellitenkommunikation (SATCOM) und untersucht ihre Schlüsselkomponenten, operativen Herausforderungen und zukünftigen Trends. Es beginnt mit einem Überblick über die SATCOM-Technologie und beleuchtet die Rolle des Satellitenbusses, der Nutzlast und der Transponder. Anschließend werden die betrieblichen Rahmenbedingungen und Herausforderungen diskutiert, vor denen SATCOM-Systeme stehen, darunter die Umweltbedingungen im Weltraum, Signalstörungen und technische Herausforderungen im Bodensegment. Zukünftige Trends wie Hochdurchsatzsatelliten, fortschrittliche Signalmodulation, optische Kommunikation und die Integration in 5G / 6G-Netzwerke werden ebenfalls untersucht. Das Kapitel konzentriert sich dann auf die gesellschaftlichen Anwendungen von SATCOM in der nordöstlichen Region Indiens, insbesondere in den Bereichen Tele-Bildung und Telemedizin. Darin werden die Initiativen des ISRO detailliert dargelegt, darunter die Einführung von EDUSAT für das Fernstudium und die Einrichtung telemedizinischer Netzwerke, um ländliche Krankenhäuser mit Spezialkrankenhäusern zu verbinden. Das Kapitel schließt mit der Erörterung der Herausforderungen und Errungenschaften dieser Programme und betont die transformativen Auswirkungen der SATCOM-Technologie auf Bildung und Gesundheit in abgelegenen und unterversorgten Regionen.KI-Generiert
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AbstractSatellite communication is an enabling technology that uses satellite as a relaying device to connect two points far apart geographically through radio frequency bandwidth. The radio frequency is used to carry information between the points. Such uses of satellite technology for societal development can provide significant benefit in terms of geographic coverage, reliability and availability. Such technology has been used for delivery of educational material over a network of connected schools for augmenting curriculum-based education under the Tele-Education Program. Similarly, under the Tele-Medicine program, health services have been made available to people of remote and inaccessible areas. ISRO has implemented such programs throughout the country for a long time which has benefitted lots of students and patients. This chapter focuses on such programs implemented by ISRO in collaboration with NESAC and various regional institutions/organizations/Government Departments. The technologies for such programs, coverage, methodology for implementation and challenges to such programs have been highlighted in this chapter. -
Chapter 24. Unmanned Aerial Vehicle: Technological Development and Its Applications
Chirag Gupta, Sanjay Pandit, Ramani Kumar Das, Shashi Bhusan NayakDieses Kapitel vertieft sich in die faszinierende Geschichte der unbemannten Luftfahrzeuge (Unmanned Aerial Vehicles, UAVs) und verfolgt ihre Entwicklung von frühen Luftfahrtplattformen wie Heißluftballons und Drachen bis hin zu den hochentwickelten Drohnen von heute. Darin werden die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von Drohnen in militärischen, zivilen und kommerziellen Sektoren untersucht und ihre Rolle bei Fernerkundung, Landwirtschaft, Umweltüberwachung und Infrastrukturinspektion hervorgehoben. Der Text enthält eine detaillierte Kategorisierung von Drohnen, einschließlich starrer Tragflächen, Drehflügel und hybrider VTOL-Konstruktionen, die jeweils ihre einzigartigen Vorteile und Einschränkungen aufweisen. Außerdem werden die neuesten technologischen Fortschritte in den Bereichen Antrieb, Autonomie und Sensortechnologie diskutiert, die die Fähigkeiten von Drohnen verändern. Das Kapitel schließt mit Einblicken in zukünftige Trends und Innovationen in der UAV-Technologie sowie den Herausforderungen und Beschränkungen, die für ihre breite Anwendung in Angriff genommen werden müssen.KI-Generiert
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AbstractUnmanned Aerial Vehicles (UAVs), commonly known as drones, have transformed remote sensing and data acquisition by offering high-resolution, cost-effective, and real-time observation capabilities. Initially developed for military reconnaissance, UAVs have evolved into indispensable tools across civilian, scientific, and commercial domains. This chapter explores the historical evolution, technological classifications, and diverse applications of UAVs, with a focus on their use in environmental monitoring, agriculture, infrastructure mapping, disaster response, and payload delivery. UAVs are categorized into fixed-wing, rotary-wing, and hybrid VTOL systems, each with unique strengths suited for specific operational needs. Advances in propulsion, autonomy, sensors, AI, and communication systems, especially the integration of 5G and AI-driven swarm technologies, are accelerating UAV adoption across industries. The chapter highlights NESAC’s contributions in UAV development tailored for Northeast India, including in-house UAV assembly, mission planning, testing infrastructure, and data processing capabilities. Despite their potential, UAVs face technical, ethical, and regulatory challenges related to battery limitations, privacy, airspace safety, and public acceptance. The chapter concludes with insights into future innovations such as smart-city integration and sustainable UAV ecosystems. Overall, UAVs are poised to play a pivotal role in geospatial technology and socio-economic development, particularly in remote and underserved regions. -
Chapter 25. North Eastern Regional Node for Disaster Risk Reduction: A Single Window Platform
Rekha B. Gogoi, Diganta Barman, Kuntala Bhusan, Gopal Sharma, Chirag Gupta, Puyam S. Singh, Victor Saikhom, Ranjit Das, Jonali Goswami, Kasturi Chakraborty, Jenita M. Nongkynrih, M. Somorjit Singh, Dibyajyoti Chutia, Ramani Kumar Das, Shyam S. Kundu, Bijoy K. Handique, K. K. Sarma, Shiv P. AggarwalDas Kapitel untersucht die Anwendung von Geo-Raumfahrttechnologien bei der Katastrophenvorsorge, wobei der Schwerpunkt auf der nordöstlichen Region Indiens liegt. Sie unterstreicht die Anfälligkeit der Region für Naturkatastrophen wie Erdbeben, Erdrutsche, Überschwemmungen und Blitzschlag, die durch den Klimawandel verschärft werden. Der Text diskutiert die Bedeutung der Katastrophenrisikominderung (DRR) in der NER, die für ein breites Spektrum hydrometeorologischer und geologischer Gefahren sehr anfällig ist. Es betont die Rolle einer einzigen geospatialen Plattform bei der Integration von Satellitendaten, Bodenbeobachtungen und traditionellem Wissen zur Verbesserung der Katastrophenvorsorge und -reaktion. Das Kapitel bietet auch einen Überblick über die bestehenden Systeme zur Verringerung des Katastrophenrisikos, einschließlich des nordöstlichen regionalen Knotenpunkts zur Verringerung des Katastrophenrisikos (NER-DRR) und seiner verschiedenen Initiativen. Es schließt mit einer detaillierten Diskussion über die Anwendung geospatialer Techniken im Katastrophenmanagement, einschließlich Hochwassermanagement, Bewertung von Ernteschäden, Unwettervorhersage, Verringerung des Erdrutschrisikos, Erdbebenkatalogisierung und Waldbrandmanagement. Der Text unterstreicht die Bedeutung der Geo-Raumfahrttechnologie für die Notfallhilfe und die Notwendigkeit eines umfassenden Ansatzes zur Reduzierung des Katastrophenrisikos in der EU.KI-Generiert
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AbstractThe North Eastern Region of India is one of the most disaster-prone areas in the country, regularly affected by floods, landslides, thunderstorms, forest fires, and high seismic activity. The risk of a major earthquake comparable to those in 1897 and 1950 remains a pressing concern due to rising population and infrastructure vulnerability. Effective disaster preparedness and response in such a region demand timely access to accurate geospatial data on infrastructure and hazard-prone zones, which traditional methods cannot efficiently provide. To address this, the Department of Space (DoS) has established the North Eastern Regional Node for Disaster Risk Reduction (NER-DRR) at NESAC. The node hosts a dynamic GIS-based geoportal with interoperable OGC data services, offering multi-hazard monitoring, alert dissemination, and statistical analysis tools. Organized into four major services hydrological, meteorological, geological, and forest fire, the platform supports real-time and seasonal data updates. In 2024 alone, it recorded 223 landslides, 428 earthquakes, 24 floods, and over 37,000 fire incidents. NER-DRR also integrates UAV-based monitoring to complement satellite observations, delivering high-resolution data for response planning. By combining remote sensing, UAV data, and geospatial analysis, the portal enables informed decision-making and strengthens regional disaster resilience through timely alerts, vulnerability assessment, and emergency response planning. -
Backmatter
- Titel
- Remote Sensing of the North Eastern Himalayan Ecosystem
- Herausgegeben von
-
Shiv P. Aggarwal
Shyam S. Kundu
Bijoy K. Handique
- Copyright-Jahr
- 2026
- Verlag
- Springer Nature Singapore
- Electronic ISBN
- 978-981-9532-21-6
- Print ISBN
- 978-981-9532-20-9
- DOI
- https://doi.org/10.1007/978-981-95-3221-6
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