ОБЗОР ОТКРЫТЫХ ИСТОЧНИКОВ ДЛЯ КАРТОГРАФИРОВАНИЯ ПОЖАРНОГО РЕЖИМА ПОЙМЕННЫХ ЛАНДШАФТОВ

ОБЗОР ОТКРЫТЫХ ИСТОЧНИКОВ ДЛЯ КАРТОГРАФИРОВАНИЯ ПОЖАРНОГО РЕЖИМА ПОЙМЕННЫХ ЛАНДШАФТОВ

Р.Н. Берденгалиев, студент Волгоградский государственный университет

DOI:10.24412/2500-1000-2022-12-2-61-63

Аннотация. В данной работе рассмотрены открытые источники определения возникновения пожаров и выгоревших площадей. Изучены аналогичные работы по картографированию пожаров, на примере в Волго-Ахтубинской пойме и дельте Волги. Объектом данного исследования являются пожарный режим пойменных ландшафтов Нижнего Дона. В исследовании использовались очаги активного горения FIRMS и продукты выгоревших площадей GABAM, MCD64A1 и FireCC51. В результате работы выяснено, что наиболее подходящим продуктом в условиях пойм являются MCD64A1 и FireCCI51.

Ключевые слова: ландшафтные пожары, пойменные ландшафты, Нижний Дон, очаги активного горения, дистанционное зондирование Земли.

Данные дистанционного зондирования Земли из космоса широко применяются для картографирования выгоревших площадей в различных типах ландшафтов. Архив спутниковых изображений различного разрешения с разных сенсоров и космических аппаратов доступен с 1970-х годов прошлого века. Начиная с миссий Landsat 4 и 5 спутниковые изображения имеют достаточное пространственное, спектральное и временное разрешение для решения большинства задач мониторинга пожарного режима. Пятидесятилетний открытый архив спутниковых данных создает предпосылки для ретроспективного анализа состояния ландшафтов и факторов, влияющих на него.

Перед картографированием пожарного режима на основе экспертного дешифрирования или классификации спутниковых изображений рекомендуется проведение исследований особенностей пространственно-временного распределения выгоревших площадей на основе готовых информационных продуктов детектирования пожаров [1]. В настоящее время доступно четыре основных источника, полученных на основе обработки данных спутниковой системы MODIS (MCD64A1, FireCCI51, FIRMS), VIIRS (FIRMS) и Landsat (GABAM) [2, 3]. На рисунке представлен пример ошибки определения пожаров в дельте Дона на основе использованных продуктов.

Рис. Визуализация выгоревших площадей в дельте Дона согласно основным источникам

информации о пожарах

Данные FIRMS являются результатом детектирования тепловых аномалий, которые затем объединяются в контуры пожаров. Остальные продукты основываются на классификации спутниковых изображений на основе анализа изменений спектральных свойств, которые характерны для тепловых аномалий. Указанные продукты имеют разное пространственное и временное разрешение: GABAM - 30 м, ежегодный продукт, FireCCI51 - 250 м, MCD64A1 - 500 м (оба продукта ежедневные) и FIRMS - 1000 (MODIS) или 375 м (VIIRS) с обновлением несколько раз в сутки.

Данные FIRMS могут быть получены в формате векторного точечного слоя, в атрибутах которого будут содержаться сведения о дате и времени детектирования тепловой аномалии, ее яркость и интенсивность излучения, достоверность, спутник и сенсор, размер пикселя на местности, версия продукта и время суток получения данных. Также возможна загрузка информационного продукта MCD14ML, на базе которого строится архив FIRMS в формате текстового файла. Данные детектирования активного горения демонстрируют недоучет площадей крупных травяных пожаров, характерных для пойменных ландшафтов [4, 5]. Также бывают случаи

завышения площадей небольших пожаров из-за низкого разрешения данных тепловых каналов MODIS (1 км). Данные доступны с 2001 г. (MODIS) или с 2012 г. (VIIRS) по настоящее время.

Данные MCD64A^ FireCCI51 представляются в формате геопривязанного растра, в каждой ячейке которого указан номер дня в году, когда был зафиксирован пожар. Обработка исходных данных MODIS разрешения 250-500 м заключается в определении изменения спектральных характеристик гарей, идентифицированных по данным тепловых аномалий. Далее осуществляется картографирование выгоревших площадей на основе метода расширения региона от кластера тепловых аномалий до контура всего пожара. Данные FireCCI51 имеют архив с 2001 по 2020 гг., MCD64A1 - c 2001 г. по настоящее время.

Информационный продукт GABAM имеет самое высокое пространственное разрешение - 30 м/пикс., т.к. основан на данных Landsat за период 1984-2020 гг. Недостатком спутниковых данных относительно высокого пространственного разрешения является низкое временное - 8-16 дней у изображений Landsat. К тому же из-за неисправности сканера Landsat-7 с 2003 г. отмечены артефакты в виде полос.

В основе метода лежит классификация ландшафтах. Ни один из изученных про-композитных изображений с включением дуктов в отдельности не обеспечивает до-различных вегетационных индексов статочную точность картографирования (NDVI, NDWI, NBR и др.). Данные пожаров, также объединение всех данных GABAM обновляются ежегодно, из-за не- не позволяет избежать недоучета площади достаточного временного разрешения ис- гарей и избавиться от ложных определе-ходных спутниковых изображений невоз- ний. Наилучшим соотношением точности, можно определить дату пожаров. пространственного и временного разреше-

В результате исследования проведен ния обладают данные MCD64A1 и обзор доступных информационных про- FireCCI51. Аналогичные выводы получе-дуктов детектирования выгоревших пло- ны и для ландшафтов Волго-Ахтубинской щадей на основе спутниковых данных для поймы и дельты Волги [6]. изучения пожарного режима в пойменных

Библиографический список

1. Шинкаренко С.С., Дорошенко В.В., Берденгалиева А.Н., Комарова И.А. Динамика горимости аридных ландшафтов России и сопредельных территорий по данным детектирования активного горения // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 1. С. 149-164. DOI 10.21046/2070-7401-2021-18-1-149-164.

2. Берденгалиев Р. Н. Опыт разработки web-сервиса природных пожаров // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2022. №11-1 (74). С. 78-80. DOI 10.24412/2500-1000-2022-11-1-78-80.

3. Humber M.L., Giglio L., Justice C.O., Boschetti L. Spatial and temporal intercomparison of four global burned area products // International Journal of Digital Earth. 2019. Vol. 12. №4. P. 460-484. DOI 10.1080/17538947.2018.1433727.

4. Берденгалиева A. Н., Шинкаренко С. С. Дешифрирование нелесных пожаров в условиях речных пойм // Научно-агрономический журнал. 2020. №4 (111). С. 43-48. DOI 10.34736/FNC.2020.111.4.008.43-48.

5. Шинкаренко С.С., Барталев С.А., Берденгалиева А.Н., Иванов Н.М. Пространственно-временной анализ горимости пойменных ландшафтов Нижней Волги // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 1. С. 143-157. DOI 10.21046/2070-7401 -2022-19-1-143-157.

6. Берденгалиева А. Н. Анализ горимости пойменных ландшафтов нижней Волги по данным информационных продуктов спутникового детектирования активного горения и выгоревших площадей // ИнтерКарто. ИнтерГИС. 2022. Т. 28. № 1. С. 346-358. DOI 10.35595/2414-9179-2022-1-28-346-358.

OVERVIEW OF OPEN SOURCES FOR MAPPING THE FIRE REGIME OF FLOODPLAIN LANDSCAPES

R.N. Berdengaliyev, Student Volgograd State University

Abstract. In this paper, open sources for determining the occurrence of fires and burnt areas are considered. Similar works on mapping fires were studied, for example, in the Volga-Akhtuba floodplain and the Volga delta. The object of this study is the fire regime of the floodplain landscapes of the Lower Don. The study used active combustion centers FIRMS and burnt area products GABAM, MCD64A1 and FireCC51. As a result of the work, it was found that the most suitable product in floodplain conditions are MCD64A1 and FireCCI51.

Keywords: landscape fires, floodplain landscapes, the Lower Don, hotbeds of active burning, remote sensing.