Sandy beaches are the most wide distributed coastal type worldwide, serving as a crucial transitional zone between land and sea. However, accurately mapping the intertidal zone of sandy beaches poses challenges due to water-level fluctuations and limited in-situ measurements in sparsely populated areas. Leveraging free-access Sentinel-2 optical imagery and station-based water-level data in coastal zones, we explored the integration of Sentinel-2 satellite imagery and water-level data to derive the intertidal topography of sandy beaches. Our study conducted in Texas, USA, demonstrates the generation of a detailed Digital Elevation Model (DEM) with an accuracy of 0.42 m. This satellite-derived intertidal topography offers valuable insights for mapping coastal lowlands and estimating coastal slopes of sandy beaches. In the future, our method holds significant potential for global-scale applications in generating intertidal topography, coastal slopes, and lowland areas for sandy beaches. Furthermore, our method can enhance our understanding of these important coastal environments and support decision-making for conservation and management efforts.

Abstract The construction and enhancement of chaotic systems are the research hotspot, especially in the secure communication applications fields. By applying Hamiltonian energy function to differential dynamical system, a dissipative nonlinear system is constructed based on generalized Hamiltonian system and Hamiltonian energy function, which enlarge the range of chaos system construction. The dynamical behavior of the new system is analyzed using bifurcation diagrams, maximum Lyapunov exponent diagrams and phase diagrams. It is shown that the system can produce an extensive range of continuous chaos by modulating the input parameters of external energy. At the same time, various attractors are found with the evolution of different initial values, that is the phenomenon known as “multi stability”, which has more advantage in image encryption. Due to high spectral entropy complexity of the chaotic sequences generated from the dissipative system, the practical application in image encryption is investigated. Considering the demand of efficient image transmission, a multi-image encryption algorithm is proposed based on DNA encoding operation. The algorithm is mainly composed of the following parts: image reconstruction, cross-plane scrambling and DNA diffusion. Eventually, the security analysis results reveal that the encryption algorithm can encrypt numrous color images of different sizes at once, and better security performance can be verified. By combining energy transfer and dissipation with the folding and contraction of trajectories in chaotic motion, a new chaotic system is constructed through energy distribution. This construction method has a deep physical background and is easy to understand the chaotic phenomenon, which has great potential engineering application value.

Wildfires exert a destructive influence on forest ecosystems. Precise positioning of the fire margin (large-scale fireline) of extensive wildfires facilitates the allocation of firefighting resources. However, the direct positioning of the entire fire field by a single unmanned aerial vehicle (UAV) remains a formidable challenge due to the extensive horizontal expanse of large-scale firelines, and asynchronous monitoring of the entire fire field results in suboptimal accuracy as a consequence of the dynamic propagation of the fireline. To address these limitations, this paper presents a global positioning method for large-scale firelines employing a single UAV. By asynchronously locating part fireline through the UAV's airborne fireline real-time positioning system during UAV flight, the acquired asynchronous firelines are synchronized to the same time utilizing a fire spread prediction model, ultimately achieving global positioning of the firelines. The efficacy of the proposed method was validated using FARSITE-simulated wildfire data and two field-prefabricated wildfire experiment datasets. The outcomes demonstrate that the proposed method outperforms direct asynchronous positioning of the entire fireline by a single UAV in terms of accuracy.