Методика оценки площадей, пройденных лесными пожарами, на основе спутниковых данных различного пространственного разрешения

В силу необходимости контролировать огромные территории фактически единственным средством для получения однородной информации о площадях, пройденных огнем по всей территории РФ, являются средства дистанционного зондирования Земли из космоса. В настоящее время существует несколько достаточно хорошо разработанных методов оценки площадей, пройденных пожарами. Часть таких методов позволяет автоматически получать оценки (продукты) на всю территорию России, в то время, как другие используют интерактивные схемы обработки, повышающие трудоемкость производства таких оценок (продуктов).
В настоящем докладе представлен анализ особенностей различных продуктов, использующихся, в частности, для оценки площадей, пройденных огнем в ИСДМ-Рослесхоз (Лупян, Барталев и др, 2015, Беляев и др. 2006). Анализ показал, что для измерения площадей, пройденных огнем, в настоящее время можно использовать следующие продукты, получаемые на основе данных дистанционного зондирования:
СИП-1У (спутниковый измерительный продукт, оперативный) – информационный продукт, автоматически формируемый в близком к реальному времени режиме по данным ДЗЗ, наблюдающим температурные аномалии земной поверхности, соответствующие действующим лесным пожарам (Барталев и др. 2012, Bartalev S.A. et al. 2013).
СИП-2У (спутниковый измерительный продукт оценки повреждений) – информационный продукт, автоматически формируемый на основе детектирования изменений отражательных характеристик земной поверхности вследствие лесных пожаров (Барталев и др. 2014, Егоров и др. 2006).
СИП-3У (спутниковый измерительный продукт картографирования повреждений) – информационный продукт, формируемый на основе данных высокого пространственного разрешения (Барталев и др. 2014, Кашницкий и др. 2015).
В докладе представляется методика измерения пройденной лесными пожарами площади, в основу которой положено совместное использование выше описанных спутниковых измерительных продуктов всех трех уровней, отличающихся оперативностью получения и пространственной детальностью информации. Выбранный подход позволяет одновременно удовлетворять требованиям оперативности и максимально возможной точности получаемых оценок пройденной огнем площади на уровне субъектов РФ и страны в целом. Предлагаемая методика позволяет получать обновляемую в течение пожароопасного сезона информацию. При этом для каждого пожара используется вся доступная на текущий момент спутниковая информация и, в случае, если для данного пожара доступна информация из более, чем одного источника, то для выбора наиболее точной оценки используется следующая система приоритетов: (1) СИП-1У (2) СИП-2У и (3) СИП-3У. Важной частью методики является система автоматической оценки точности получаемых измерений. Методика подразумевает использование оценок точности всех трех спутниковых измерительных продуктов. В частности, установленные зависимости систематической погрешности измерения площади пожара от его размера позволяют внести соответствующие поправки в получаемые оценки площади. Зависимость уровня случайной погрешности от размера пожара позволяет автоматически определить как точность оценки площади отдельных пожаров, так и точность интегральной оценки площади пожаров на уровне отдельных регионов и страны в целом. В работе также представлены результаты проверки работоспособности предлагаемой методики.
Программное обеспечение для реализации методики создавалось на основе технологий построения систем дистанционного мониторинга, разработанных в ИКИ РАН (Лупян Е.А., Балашов И.В. и др.2015). Для тестирования методики использовались архивы данных, накопленные в ИСДМ-Рослесхоз и в центре коллективного пользования ИКИ-мониторинг (Лупян Е.А., Прошин А.А. и др.2015), методы оценки площадей, пройденных огнем, совершенствовались при финансовой поддержке Минобрнауки России, контракт 14.607.21.0122, уникальный идентификатор ПНИЭР RFMEFI60715X0122.