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. 2016. Т. 13. № 6. С. 289-298

Возможности оценки площадей лесных пожаров в регионах России на основе данных спутникового детектирования активного горения

Ф.В. Стыценко 1 , С.А. Барталев 1 , А.А. Иванова 1 , Е.А. Лупян 1 , И.Г. Сычугов 1 
1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 10.11.2016
DOI: 10.21046/2070-7401-2016-13-6-289-298
Работа посвящена обсуждению вопроса оценки площадей, пройденных лесными пожарами, с использованием данных детектирования активного горения на основе информации, получаемой спутниковыми системами низкого пространственного разрешения. На основе сравнения измерений площадей пожаров по оперативным данным детектирования активного горения и площадей, полученных на основе картографирования гарей с использованием информации спутников Landsat, построены оценки ошибок измерений в зависимости от площади наблюдаемого пожара. Предложена схема оценки ошибок интегральных площадей, проходимых пожарами в отдельных регионах. На основе информации, полученной за пожароопасные сезоны 2001–2016 годов, проведена оценка ошибок интегральных площадей пожаров в различных регионах России. Показано, что для 80% случаев оценки интегральных площадей, пройденных лесными пожарами в регионах России, с использованием спутниковых данных детектирования активного горения ошибка не превышает 30%. Показано также, что в случае, когда интегральная площадь лесных пожаров в регионе превышает 100 000 га, ошибка оценки ниже 10%. Отмечается, что ошибка оценки интегральной площади, пройденной лесными пожарами на уровне всей страны, обычно составляет несколько процентов.
Ключевые слова: площади пожаров, детектирование пожаров, ошибка определения площади пожара, спутниковые данные, мониторинг, MODIS
Полный текст

Список литературы:

  1. Барталев С.А., Беляев А.И., Егоров В.А., Ершов Д.В., Коровин Г.Н., Коршунов Н.А., Котельников Р.В., Лупян Е.А. Валидация результатов выявления и оценки площадей, поврежденных пожарами лесов по данным спутникового мониторинга // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2005. Выпуск 2. Т. 2. С. 343–353.
  2. Барталев С.А., Ершов Д.В., Коровин Г.Н., Котельников Р.В., Лупян Е.А., Щетинский В.Е. Основные возможности и структура информационной системы дистанционного мониторинга лесных пожаров Федерального агентства лесного хозяйства (ИСДМ Рослесхоз) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2010. Т. 7. № 2. С. 97–105.
  3. Барталев С.А., Егоров В.А., Ефремов В.Ю., Лупян Е.А., Стыценко Ф.В., Флитман Е.В. Оценка площади пожаров на основе комплексирования спутниковых данных различного пространственного разрешения MODIS и Landsat-TM/ETM+ // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. № 2. С. 9–27.
  4. Барталев С.А., Лупян Е.А., Стыценко Ф.В., Панова О.Ю., Ефремов В.Ю. Экспресс-картографирование повреждений лесов России пожарами по спутниковым данным Landsat // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. № 1. С. 9–20.
  5. Барталев С.А., Стыценко Ф.В., Егоров В.А., Лупян Е.А. Спутниковая оценка гибели лесов России от пожаров // Лесоведение. 2015. № 2. С. 83–94.
  6. Беляев А.И., Коровин Г.Н., Лупян Е.А. Состояние и перспективы развития Российской системы дистанционного мониторинга лесных пожаров // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2006. Вып. 3. Т. 1. С. 341–350.
  7. Егоров В.А., Барталев С.А., Лупян Е.А., Уваров И.А. Мониторинг повреждений растительного покрова пожарами по данным спутниковых наблюдений // Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. 2006. № 2. С. 98–109.
  8. Кашницкий А.В., Лупян Е.А., Барталев С.А., Барталев С.С., Балашов И.В., Ефремов В.Ю., Стыценко Ф.В. Оптимизация интерактивных процедур картографирования гарей в информационных системах дистанционного мониторинга природных пожаров // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 4. С. 7–16.
  9. Лупян Е.А., Барталев С.А., Ершов Д.В., Котельников Р.В., Балашов И.В., Бурцев М.А., Егоров В.А., Ефремов В.Ю., Жарко В.О., Ковганко К.А., Колбудаев П.А., Крашенинникова Ю.С., Прошин А.А., Мазуров А.А., Уваров И.А., Стыценко Ф.В., Сычугов И.Г., Флитман Е.В., Хвостиков С.А., Шуляк П.П. Организация работы со спутниковыми данными в информационной системе дистанционного мониторинга лесных пожаров Федерального агентства лесного хозяйства (ИСДМ-Рослесхоз) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 5. С. 222–250.
  10. Лупян Е.А., Барталев С.А., Ершов Д.В., Стыценко Ф.В. Методика оценки площадей, пройденных лесными пожарами, на основе данных спутниковых наблюдений // Аэрокосмические методы и геоинформационные технологии в лесоведении, лесном хозяйстве и экологии: Доклады VI Всероссийской конференции. Москва, 20–22 апреля 2016 г. М.: ЦЭПЛ РАН, 2016. С. 43–46.
  11. Лупян Е.А., Мазуров А.А., Флитман Е.В., Ершов Д.В., Коровин Г.Н., Новик В.П., Абушенко Н.А., Алтынцев Д.А., Кошелев В.В., Тащилин С.А., Татарников А.В., Сухинин А.И., Пономарев Е.И., Гришин А.М., Афонин С.В., Белов В.В., Гриднев Ю.В., Матвиенко Г.Г., Соловьев В.С., Антонов В.Н., Ткаченко В.А. Спутниковый мониторинг лесных пожаров в России. Итоги. Проблемы. Перспективы. Аналитический обзор. Новосибирск: СО РАН. ИОА. ГПНТБ, 2003. Сер. Экология. Вып. 68. 134 c.
  12. Лупян Е.А., Милехин О.Е., Антонов В.Н., Крамарева Л.С., Бурцев М.А., Балашов И.В., Толпин В.А., Соловьев В.И. Система работы с объединенными информационными ресурсами, получаемыми на основе спутниковых данных в центрах НИЦ «ПЛАНЕТА» // Метеорология и гидрология. 2014. № 12. С. 89–97.
  13. Лупян Е.А., Прошин А.А., Бурцев М.А., Балашов И.В., Барталев С.А., Ефремов В.Ю., Кашницкий А.В., Мазуров А.А., Матвеев А.М., Суднева О.А., Сычугов И.Г., Толпин В.А., Уваров И.А. Центр коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных ИКИ РАН для решения задач изучения и мониторинга окружающей среды // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 5. С. 263–284.
  14. Пономарёв Е.И., Иванов В.А. Спутниковый мониторинг динамики экстремальных пожаров // Хвойные бореальной зоны. 2012. Т. 30. № 3–4. С. 307–311.
  15. Bartalev S.A., Egorov V.A., Loupian E.A., Uvarov I.A. Multi-Year Circumpolar Assessment the Area Burnt in Boreal Ecosystems Using SPOT-Vegetation // International Journal of Remote Sensing. 2007. Vol. 28. No. 6. P. 1397–1404.
  16. Bartalev S.A., Egorov V.A., Efremov V.Yu., Flitman E.V., Loupian E.A., Stytsenko F.V. Assessment of Burned Forest Areas over the Russian Federation from MODIS and Landsat-TM/ETM+ Imagery // F. Achard, M.C. Hansen (Eds.). Global Forest Monitoring from Earth Observation. CRC Press, Taylor&Francis Group, 2013. ISBN 978-1-4665-5201-2. P. 259–286.
  17. 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. 2000. Vol. 74. P. 362–376.
  18. 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. Vol. 24. P. 1369–1376.
  19. Loboda T., Csiszar I. Estimating burned area from AVHRR and MODIS: validation results and sources of error // Contemporary Earth Remote Sensing from Space. 2005. Vol. 2. P. 415–421.
  20. Loupian E.A., Mazurov A.A., Flitman E.V., Ershov D.V., Korovin G.N., Novik V.P., Abushenko N.A., Altyntsev D.A., Koshelev V.V., Tashchilin S.A., Tatarnikov A.V., Csiszar I., Sukhinin A.I., Ponomarev E.I., Afonin S.V., Belov V.V., Matvienko G.G., Loboda T.V. Satellite Monitoring of Forest Fires in Russia at Federal and Regional Levels // Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change. 2006. 11. P. 113–145.
  21. Roy D.P., Boschetti L., Justice C.O., Ju J. The Collection 5 MODIS Burned Area Product – Global Evaluation by Comparison with the MODIS Active Fire Product // Remote Sens. Environ. 2008. Vol. 112. P. 3690–3707.
  22. Tansey K., Gregoire J.M.C., Defourny P., Leigh R., Pekel van Bogaert E., Bartholomé E., Bontemps S. A new, global, multi-annual (2000–2007) burned area product at 1 km resolution and daily intervals // Geophysical Research Letters. 2008. V. 35. L01401.