Материалы 21-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 13–17 ноября 2023 г.

(http://conf.rse.geosmis.ru)

XXI.B.460

Анализ возможностей адаптации технологий мониторинга пожаров по данным MODIS к данным VIIRS

Балашов И.В. (1), Лупян Е.А. (1), Сенько К.С. (1)
(1) Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Спутниковые данные в настоящее время являются практически единственным инструментом мониторинга явлений и объектов на глобальных территориях. В частности, сведения об активном горении, получаемые по данным приборов среднего пространственного разрешения MODIS спутников Aqua и Terra, позволяют проводить как оперативный мониторинг, так и оценку накопленных с 2001 года данных о пожарах на территории всей Российской Федерации. Технологии мониторинга пожаров по таким данным в настоящее время применяются в целом ряде информационных систем, в частности, ИСДМ-Рослесхоз [1], сервисах "Созвездие Вега" [2,3] и многих других, и используются не только для получения информации об активном горении, но и для получения оценок состояния пожаров и их последствий, в том числе, пройденных огнём площадей. По информации НАСА миссии Aqua и Terra подходят к концу своего эксплуатационного срока и завершатся ориентировочно в 2025 - 2026 годах. Таким образом, крайне актуальной является проблема замещения их данных в системах мониторинга для продолжения однородного ряда наблюдений.
В 2011 и 2017 годах были запущены аппараты NPP и NOAA-20 с прибором VIIRS на борту, который обеспечил получение информации ДЗЗ в спектральных каналах, необходимых для выявления термических аномалий. Для этого прибора доступны открытые и бесплатные сервисы предоставления продуктов с информацией о пожарах и программные пакеты обработки. Благодаря этому стало возможным широкое использование этих данных в системах дистанционного мониторинга пожаров совместно с информацией, все еще получаемой с приборов MODIS. Данные VIIRS для оценки площадей, пройденных пожарами, используются с 2017 года [4,5,6].
К сожалению, мониторинг пожаров только по данным VIIRS без корректировки имеющихся инструментов невозможен. Так как размеры пикселов MODIS и VIIRS отличаются (разрешение пиксела MODIS в надире - 1 км, пиксела VIIRS - 375 м), площади пожаров, полученные по данным VIIRS, сильно занижаются. Кроме того, так как число сеансов VIIRS за сутки сопоставимо с MODIS (несколько раз в сутки), а площадь пиксела меньше примерно в 7 раз, наблюдаемые на данных MODIS крупные пожары на данных VIIRS распадаются на более мелкие, что также меняет статистику.
В связи с этим для обеспечения корректного перевода технологий мониторинга пожаров только на данные VIIRS был проведён ряд экспериментов. В ходе этих экспериментов нами искусственно изменялись размеры пикселов полученных термических аномалий VIIRS, рассчитывались площади пожаров и сравнивались с рядами, полученными только по данным MODIS. В результате получены предварительные коэффициенты масштабирования для пикселов VIIRS, при которых сравниваемые площади единичных пожаров, а также суммарные годовые площади пожаров близки по значениям к данным MODIS.
Таким образом, при завершении эксплуатационного срока спутников Aqua и Terra для продолжения работы систем дистанционного мониторинга пожаров с сохранением преемственности ряда данных представляется возможным перейти на данные VIIRS с соответствующей корректировкой размеров пикселов.
Работа выполнена при поддержке Минобрнауки РФ в рамках темы «Мониторинг» (гос. регистрация № 122042500031-8). Работа проводилась с использованием возможностей ЦКП «ИКИ-Мониторинг» [2], включая УНУ "Вега - Science" [3].

Ключевые слова: Пожары, оценка площади, спутниковый мониторинг, MODIS, VIIRS
Литература:
  1. Балашов И.В., Бурцев М.А., Лупян Е.А., Мазуров А.А., Прошин А.А., Сенько К.С. Спутниковый мониторинг пожаров в ИСДМ "Рослесхоз": история, текущее состояние и перспективы развития // Материалы IX Международной научной конференции "Региональные проблемы дистанционного зондирования Земли". Научный редактор Е.А. Ваганов, отв. редактор Г.М. Цибульский. Красноярск. 13–16 сентября 2022 г, 2022. С. 9-12.
  2. Лупян Е.А., Прошин А.А., Бурцев М.А., Кашницкий А.В., Балашов И.В., Барталев С.А., Константинова А.М., Кобец Д.А., Мазуров А.А., Марченков В.В., Матвеев А.М., Радченко М.В., Сычугов И.Г., Толпин В.А., Уваров И.А. Опыт эксплуатации и развития центра коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных (ЦКП «ИКИ-Мониторинг») // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 3. С. 151-170. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-3-151-170.
  3. Лупян Е.А., Прошин А.А., Бурцев М.А., Кашницкий А.В., Балашов И.В., Барталев С.А., Бриль А.А., Егоров В.А., Жарко В.О., Константинова А.М., Кобец Д.А., Мазуров А.А., Марченков В.В., Матвеев А.М., Миклашевич Т.С., Плотников Д.Е., Радченко М.В., Стыценко Ф.В., Сычугов И.Г., Толпин В.А., Уваров И.А., Хвостиков С.А., Ховратович Т.С. Система "Вега-Science": особенности построения, основные возможности и опыт использования // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 6. С. 9-31. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-6-9-31
  4. Лупян Е.А., Стыценко Ф.В., Сенько К.С., Балашов И.В., Мазуров А.А. Оценка площадей пожаров на основе детектирования активного горения с использованием данных шестой коллекции приборов MODIS // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 4. С. 178-192. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-4-178-192.
  5. Лупян Е.А., Стыценко Ф.В., Сенько К.С., Балашов И.В., Мазуров А.А. Оценка площадей пройденных лесными пожарами с использованием данных коллекции MC6 прибора MODIS // Материалы 19-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Электронный сборник материалов конференции. Институт космических исследований Российской академии наук. Москва, 2021. С. 361. DOI: 10.21046/19DZZconf-2021a.
  6. Балашов И.В., Бурцев М.А., Прошин А.А., Матвеев А.М., Мазуров А.А., Сенько К.С. Опыт совместного использования данных MODIS и VIIRS для оценки площадей пройденных лесными пожарами // Шестнадцатая Всероссийская открытая конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса". 12 - 16 ноября 2018. ИКИ РАН. Москва. Тезисы докладов, 2018. С. 75. DOI: 10.21046/2070-16DZZconf-2018a.

Презентация доклада

Видео доклада



Ссылка для цитирования: Балашов И.В., Лупян Е.А., Сенько К.С. Анализ возможностей адаптации технологий мониторинга пожаров по данным MODIS к данным VIIRS // Материалы 21-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2023. C. 64. DOI 10.21046/21DZZconf-2023a

Технологии и методы использования спутниковых данных в системах мониторинга

64