ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. №2. С. 9-26

Оценка площади пожаров на основе комплексирования спутниковых данных различного пространственного разрешения MODIS и Landsat-TM/ETM+

С.А. Барталев , В.А. Егоров , В.Ю. Ефремов , Е.А. Лупян , Фёдор В. Стыценко , Е.В. Флитман 
Институт космических исследований РАН, 117997 Москва, Профсоюзная 84/32
В работе представлена автоматизированная технология интегрированной оценки площади пожаров на основе совместного использования спутниковых данных различного пространственного разрешения, получаемых системами дистанционного зондирования MODIS и Landsat-TM/ETM+. Технология включает получение и комплексирование трех типов оценок площади пожаров, отличающихся уровнями оперативности и точности. Наиболее оперативная оценка площади пожара основана на пространственно-временной агрегации результатов детектирования действующих пожаров по данным MODIS с пространственным разрешением около 1 км. Последующая уточненная оценка площади пожаров получается за счет дополнительного использования данных MODIS пространственного разрешения 230 м, и предполагает выявление участков поврежденного огнем растительного покрова на основе анализа изменений его спектрально-отражательных характеристик. Наиболее точная оценка площади пожаров основана на дополнительном использовании изображений Landsat-TM/ETM+ с пространственным разрешением около 30 м. Разработанная технологическая схема предполагает комплексирование на уровне отдельных пожаров трех различных типов данных путем использования потенциально наиболее точной оценки из всех доступных на текущий момент времени. На основе разработанной технологии реализован модуль оценки пройденной огнем площади в составе Информационной системы дистанционного мониторинга лесов (ИСДМ-Рослесхоз). В работе приведен пример использования технологии для оценки площади, пройденной природными пожарами в 2011 году на территории Российской Федерации.
Ключевые слова: спутниковая оценка площади пожаров, автоматизированная технология, MODIS, Landsat-TM/ETM+
Полный текст

Список литературы:

  1. Барталев С.А., и др. Спутниковое картографирование растительного покрова России по данным спектрорадиометра MODIS // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т.8. № 4. С.285-302.
  2. Барталев С.А., и др. Информационная система дистанционного мониторинга лесных пожаров Федерального агенства лесного хозяйства РФ (состояние и перспективы развития) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2008. Т.2. № 5. С.419-429.
  3. Барталев С.А., и др. Автоматизированное уточнение площадей, пройденных лесными пожарами, по данным приборов HRV, HRVI // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2009. Выпуск 6. Т. II. С.335-342.
  4. Лупян Е.А., и др. Спутниковый сервис мониторинга состояния растительности («Вега») // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т.8. № 1. С.190-198.
  5. Толпин В.А., и др. Создание интерфейсов для работы с данными современных систем дистанционного мониторинга (система GEOSMIS) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т.8. № 3. С.93-108
  6. Златопольский А.А. Сегментация изображений по границам с разрывами // Автоматика и телемеханика. 1985. № 9. С.109-117.
  7. Arino, O., Plummer, S. and Defrenne, D. Fire Disturbance: The ten years time series of the ATSR World Fire Atlas // Proceedings of the MERIS-AATSR Symposium, ESA publication. 2005. P-597.
  8. Bartalev, S.A. et al. Multi-Year Circumpolar Assessment the Area Burnt in Boreal Ecosystems Using SPOT-Vegetation // Int. J. Remote Sens. 2007. V.28. P-1397.
  9. Eva, H.D. and Lambin, E.F. Remote sensing of biomass burning in tropical regions: sampling issues and multisensor approach // Remote Sens. Environ. 1998. V.64. P-292.
  10. Fraser, R.H., Li, Z. and Landry, R. SPOT-VEGETATION for characterising boreal forest fires // Int. J. Remote Sens. 2000a. V.21. P-3525
  11. Fraser, R.H., Li, Z., Cihlar, J. Hotspot and NDVI Differencing Synergy (HANDS): a new technique for burned area mapping over boreal forest // Remote Sens. Environ.. 2000b.74. 362.
  12. Giglio, L., et al. An enhanced contextual fire detection algorithm for MODIS // Remote Sens. Environ. 2006. V.87. P-273.
  13. Giglio, L., et al. Global estimation of burned area using MODIS active fire observations // Atmospheric Chemistry and Physics. 2006. V.6. P-957.
  14. Grégoire, J.M., Tansey, K., Silva, J.M.N. The GBA2000 initiative: developing a global burned area database from SPOT-VEGETATION imagery // Int. J. Remote Sens. 2003. V.24, P-1369.
  15. Hall, D.K., Riggs, G.A., Salomonson, V.V. Development of methods for mapping global snow cover using moderate resolution imaging spectroradiometer data // Remote Sens. Environ. 1995. V.54. P-127.
  16. Isaev, A.S., et al. Using Remote Sensing to Assess Russian Forest Fire Carbon Emissions // Climate Change. 2002. V.55 P-235.
  17. Justice, C., et al. MODIS Fire Products Algorithm Technical Background Document. Version 2.3, 2006. http://modis.gsfc.nasa.gov/data/atbd/atbd_mod14.pdf
  18. Korovin, G.N. Analysis of the Distribution of Forest Fires in Russia, in Fire in ecosystems of boreal Eurasia // Forestry Sciences. 1996. V.48. 112
  19. Li, Z., et al. A review of AVHRR-based fire active fire detection algorithm: Principles, limitations, and recommendations. in Global and Regional Vegetation Fire Monitoring from Space // Planning and Coordinated International Effort. 2001. P-199-225.
  20. Loboda, T., Csiszar, I. Estimating burned area from AVHRR and MODIS: validation results and sources of error // Contemporary Earth Remote Sensing from Space. 2005. V.2. P-415
  21. Loupian, E.A., et al. Satellite Monitoring of Forest Fires in Russia at Federal and Regional Levels // Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change. 2006. V.11. P-113.
  22. Roy, D.P., et al. The Collection 5 MODIS Burned Area Product - Global Evaluation by Comparison with the MODIS Active Fire Product // Remote Sens. Environ. 2008. V.112. P-3690.
  23. Sukhinin, A.I., et al. Satellite-based Mapping of Fires in Russia: New Products for Fire Management and Carbon Cycle Studies // Remote Sens. Environ. 2005. V.94. P-428
  24. Tansey, K., et al. A new, global, multi-annual (2000-2007) burned area product at 1 km resolution and daily intervals // Geophysical Research Letters. 2008. V.35. L01401.
  25. Toller, G.N., et al. MODIS Level 1B Product User's Guide for Level 1B Version 6.1.0 (Terra) and Version 6.1.1 (Aqua) // NASA Goddard Space Flight Center. 2006. http://mcst.gsfc.nasa.gov/uploads/files/M1054.pdf
  26. Zhang, Y.H., et al. Monthly burned area and forest fire carbon emission estimates for the Russian Federation from SPOT VGT // Remote Sens. Environ. 2003. V.87. P-1.