Раздел: Дистанционное зондирование

вернуться в раздел

Интерпретация космических снимков и выявление пожаров

Для проведения процедуры определения очагов пожаров разработаны специальные программы, позволяющие проводить в автоматизированном режиме создание векторов очагов высокой температуры и расчет их атрибутивной информации (координаты очагов, ближайший населенный пункт, расстояние до него, азимут и др.). При вычислении площадей, пострадавших от пожаров, также используются разработанные программы, позволяющие автоматизировать процесс расчета используемых при этом индексов, классификацию и вычисление площадей по районам. В целом технология является полуавтоматизированной, так как отделение ложных очагов выполняется оператором на основе комплексного анализа с использованием исторического опыта.
В программах имеется набор параметров, отвечающих за идентификацию признаков пожаров. Сочетание этих параметров (маски пожаров) существенно зависят от региона. Например, лесостепная территория Курганской области и Ивдельская тайга имеют различные спектральные характеристики отражения в тепловом диапазоне, принимаемом радиометром MODIS. Кроме того, комбинация этих параметров зависит от сезона (зима, весна, лето, осень) и даже от времени приема. Алгоритмы вывления пожаров с использованием различных типов данных и объектов зондирования имеют свои особенности, и могут значительно различаться .
Обнаружение пожаров с использованием AVHRR-данных основано на том, что при развитом пожаре, в ИК-диапазоне сканируемый объект значительно выделяется по контрастности в 3-м канале AVHRR. Для обнаружения пожаров в условиях сильной задымленности используется многопороговый подход: все пиксели, подозрительные на класс «пожар» делятся на несколько классов, различающимися по температуре и альбедо. Для уменьшения числа «ложных тревог», вызванных отражением солнечных лучей от облаков, водной глади, нагретой земли, антропогенных источников излучения тепла, пиксели с высоким альбедо в 1 и 2 каналах исключаются из класса «пожар» во всех алгоритмах. Основная цель составления алгоритма принадлежности пикселей классу «пожар» - улучшение процента правильных детектирований при уменьшении числа «ложных срабатываний». Для этого осуществляется поэтапная проверка всех подозрений. Например, если подозрительный пиксель приходится на реку или песчаные площади, то можно с уверенностью сказать о ложном срабатывании. Для распознавани облаков используют 1 и 2 каналы радиометра. На дальнейших этапах с помощью анализа 4 и 5 каналов производится проверка на принадлежность разогретым поверхностям, другим ложным объектам.
Серьезным недостатком AVHRR-данных является их невысокое разрешение -1,1х1,1 км (1 пиксель вмещает 121 га. При этом для успешного тушения лесного пожара оптимальная его площадь – до 1 га; средння площадь обаруживаемых при аваипатрулировании – 3-5 га. С помощью алгоритмов возможно обнаружение пожаров площадью от 10 га (используется в СО РАН).
В этом плане значительно лучшими показателями обладает MODIS, имеющий значительно более высокое пространственное разрешение (250 м) и большее количество спектральных каналов – 36.
Для практического использования данных MODIS разработаны и регулярно совершенствуются алгоритмы обработки первичных данных радиометра, существует 44 стандартных информационных продукта (модули - MOD). Для выявления тепловых аномалий и пожаров используется модуль (MOD14). Он позволяет обеспечить оперативное обнаружение и мониторинг природных (лесных) пожаров, вулканов и других тепловых аномалий с разрешением 1 км. MODIS может зафиксировать пожар на площади менее 1км2.
Алгоритмы детектирования пожаров в автоматическом режиме основаны на значительной разнице температур земной поверхности (обычно не выше 10–25 C) и очага пожара (300–900 C). Почти 100-кратное различие в тепловом излучении объектов фиксируется на снимке, а информация, поступающая с других спектральных каналов, помогает отделить облака. Съемка тепловой аппаратурой спектрорадиометра MODIS с пространственным разрешением 1 км дает возможность выявить очаг пожара площадью от 1 га или подземный пожар площадью от 9 га.
Схожие методы выявления пожаров, с использованием специализированных алгоритмов используются при расшифровке данных с приборов LANSAT ETM+ и других.


                                         
Free Sitemap Generator