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.F.229

Система оперативного построения карт интенсивности горения пожаров и оценок возможной гибели лесной растительности в результате их действия

Лозин Д.В. (1), Балашов И.В. (1)
(1) Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Среди различных характеристик лесных пожаров информация об интенсивности горения может быть использована для решения многих актуальных задач в области лесной пирологии. Разработано значительное число методов и подходов, использующих данные об интенсивности горения для оценки повреждений растительного покрова пожарами (Пономарев и др., 2017, Heward et al., 2013; Mottram et al., 2005). Также данная информация используется при оценках объемов выбросов углерода в атмосферу в результате действия пожаров (Kaufman et al., 1998, Riggan et al., 2004, Ichoku et al. 2005, Sofiev et al. 2009, Barnaba et al. 2011, B. Mota et al. 2018, Li et al. 2022). В данных направлениях продолжается вестись значительное число работ, ориентированных на уточнение зависимостей степени повреждения лесного покрова от интенсивности наблюдаемых пожаров и разработку подходов получения оперативных оценок потенциальной гибели лесов. Так, например, в работе (Лупян и др. 2022) на основе анализа многолетних дистанционных наблюдений интенсивности пожаров, выполненных по всей территории России, и возникающих в результате их действия повреждений лесного покрова, были получены зависимости вероятности гибели различных лесов от наблюдавшейся интенсивности горения. На основе выявленных зависимостей так же бы предложен метод оперативной оценки ожидаемых площадей гибели лесов. Следует отметить, что подобная информация может быть интересна для решения различных научных и прикладных задач. Поэтому на основе предложенного метода в составе Центра коллективного пользования «ИКИ-Мониторинг» (http://ckp.geosmis.ru/) были разработаны системы оперативного построения карт интенсивности горения пожаров и оценок возможной гибели лесной растительности в результате их действия (далее Система). Разработанная Система в настоящее время позволяет в полностью автоматическом режиме формировать следующие информационные продукты:
• Ежедневно обновляемые карты максимального FRPS на территории Российской Федерации
• Ежедневно обновляемые карты прогнозируемых постпожарных повреждений лесной растительности на территории Российской Федерации
• Ежедневно обновляемые оценки площади погибшей лесной растительности в результате действия пожаров на территории Российской Федерации с возможностью получения соответствующих оценок для различных Федеральных округов, регионов, районов, лесничеств и конкретных пожаров
• Соответствующие ряды карт и оценок, полученные по архивным данным с 1 января 2001 года
Данный набор продуктов предоставляет большой набор данных, которые могут быть использованы для широкого круга исследовательских и прикладных задач. Одним из главных достоинств реализованной системы является оперативность получаемых продуктов, что делает возможным их применение при решении задач, требующих быстрого реагирования на развитие пожара.
Для работы с получаемыми продуктами в различных системах могут быть реализованы интерфейсы, обеспечивающие проведение их анализа, в зависимости от задач конкретных систем. В настоящее время эти возможности реализованы, в частности, в системах «ВЕГА Лес» (http://forest.geosmis.ru/, Балашов и др., 2020) и ИАС «Углерод-Э» (http://carbon.geosmis.ru).
Работа проводилась при поддержки темы «Эмиссия» (госрегистрация № 122101700045-7).
Работа проводилась с использованием возможностей ЦКП «ИКИ-Мониторинг» (Лупян и др., 2019), включая УНУ "Вега - Science" (Лупян и др., 2021), функционирование и развитие которого осуществляется при поддержке Минобрнауки (тема "Мониторинг" № 122042500031-8).

Ключевые слова: дистанционное зондирование, пожар, дистанционная оценка интенсивности горения, FRP, степень повреждения лесов, методы обработки спутниковых данных, лесная пирология
Литература:
  1. Лупян Е.А., Лозин Д.В., Балашов И.В., Барталев С.А., Стыценко Ф.В. Исследование зависимости степени повреждений лесов пожарами от интенсивности горения по данным спутникового мониторинга //Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 3. С. 217–232
  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. Пономарев Е. И., Швецов Е. Г., Усатая Ю. О. Регистрация энергетических характеристик пожаров в лесах Сибири дистанционными средствами // Исcлед. Земли из космоса. 2017. № 4. С. 3–11.
  5. F. Barnaba, F. Angelini, G. Curci, and G. P. Gobbi An important fingerprint of wildfires on the European aerosol load Atmospheric Chemistry and Physics, 11, 10487–10501, 2011
  6. Heward H., Smith A. M.S., Roy D. P., Tinkham W. T., Hoffman Ch. M., Morgan P., Lannom K. O. Is burn severity related to fire intensity? Observations from landscape scale remote sensing // Intern. J. Wildland Fire. 2013. V. 22(7). P. 910–918. DOI: 10.1071/WF12087.
  7. C. Ichoku and Y. J. Kaufman A Method to Derive Smoke Emission Rates From MODIS Fire Radiative Energy Measurements IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing vol. 43, n. 11, 2005 DOI: 10.1109/TGRS.2005.857328
  8. Kaufman, Y. J., C. Justice, L. Flynn, J. Kandall, E. Prins, D. E. Ward, P. Menzel, and A. Setzer (1998a), Monitoring global fires from EOS-MODIS, J. Geophys. Res., 103, 32,215–32,239.
  9. F. Li, X. Zhang, S. Kondragunta, X. Lu, I. Csiszar, C. C. Schmidt Hourly biomass burning emissions product from blended geostationary and polar-orbiting satellites for air quality forecasting applications Remote Sensing of Environment Vol. 281, November 2022, 113237
  10. B. Mota, M. J. Wooster A new top-down approach for directly estimating biomass burning emissions and fuel consumption rates and totals from geostationary satellite fire radiative power (FRP) Remote Sensing of Environment Vol. 206, 1 March 2018, Pages 45-62
  11. Gareth Neal Mottram, Martin Wooster, Heiko Balzter, Charles George, France Gerrard, John Beisley The use of MODIS-derived Fire Radiative Power to characterise Siberian boreal forest fires 2005. 4с
  12. Riggan, P., R. Tissell, R. Lockwood, J. Brass, J. Pereira, H. Miranda, T. Campos, and R. Higgins (2004), Remote measurement of energy and carbon flux from wildfires in Brazil, Ecol. Appl., 14, 855–872.
  13. M. Sofiev, R. Vankevich, M. Lotjonen, M. Prank, V. Petukhov, T. Ermakova, J. Koskinen, and J. Kukkonen An operational system for the assimilation of the satellite information on wild-land fires for the needs of air quality modelling and forecasting Atmospheric Chemistry and Physics, 9, 6833–6847, 2009
  14. Wooster M.J., Zhukov B., Oertel D. Fire radiative energy for quantitative study of biomass burning: derivation from the BIRD experimental satellite and comparison to MODIS fire products// 2003, Remote Sensing of Environment, 86, 83–107p.

Презентация доклада



Ссылка для цитирования: Лозин Д.В., Балашов И.В. Система оперативного построения карт интенсивности горения пожаров и оценок возможной гибели лесной растительности в результате их действия // Материалы 21-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2023. C. 382. DOI 10.21046/21DZZconf-2023a

Дистанционное зондирование растительных и почвенных покровов

382