geoEuskadiren 5. tailerra 5º taller geoEuskadi

1. geoEuskadiren 5. tailerra5º taller geoEuskadi Cartografía de área quemada mediante teledetección Erretako eremuen kartografia teledetekzioa erabiliz Aitor Bastarrika UPV / EHU Geomatika eta Topografia Ingeniaritza Gradua UPV / EHU Grado en Ingeniería en Geomática y Topografía 2014ko uztailaren 17a

2. Contenido • Incendios forestales • Teledetección aplicada a incendios forestales • Detección de incendios activos • Cartografía de área quemada • ABAMS

3. Incendios forestales • Los incendios forestales son un fenómeno ambiental a escala global • El año 2000 se detectaron 3.5 millones de km2 Annual burned area (as percentage of the area of the grid cell), averaged over 1997-2009

4. Efectos de los incendios • Efectos locales y regionales • Cambios en la estructura y composición de la vegetación • Cambios en el ciclo biogeoquímico e hidrología • Efectos globales • Emisiones de aerosoles y gases • Afectan al calentamiento global

5. Trabajo de campo • Determinación de los límites de incendios mediante mapas dibujados en el terreno • Ayuda de los GNSS (andando, desde vehículo o helicóptero) • Lento y caro pero muy preciso • Solamente válido a escala local

6. Teledetección • Aéreas muy extensas • Naturaleza del fenómeno muy dinámica • Accesibilidad limitada a muchas regiones clave

7. Efectos del fuego y estrategia de detección • El fuego produce cuatro tipos de señal espectral observable desde el espacio • Radiación directa desde el frente de llama (calor y luz) • Aerosoles (humo) • Residuo sólido (carbón y ceniza) • Estructura de la vegetación alterada (cicatriz-scar) • Dos enfoques en la cartografía • Análisis de incendios activos basado en la señal térmica • Análisis del área incendiada detectando la desaparición de la vegetación y la deposición de carbón

8. Incendios activos • + La señal térmica es bastante específica y inequívoca y fácil de detectar • - Puede confundirse con refinerías petrolíferas y erupciones volcánicas • - La señal térmica tiene una duración muy corta • - Representa una instantánea en el momento del paso del satélite y muy dependiente de la resolución temporal real y efectiva (ocultamiento del suelo como consecuencia de las nubes y el humo) • Existe un producto MODIS (Terra, Aqua) de incendios activos generado por el Fire Information for Resource Management System (FIRMS)

9. Producto MODIS incendios activos

10. Cartografía de área quemada • + Los residuos de carbón y la desaparición de la vegetación tiene una duración mucho mayor y es más adecuada para evaluar los daños ecológicos y económicos y estimar las emisiones atmosféricas • - Confusión con otros tipos de superficies alterados no como consecuencia de los incendios (áreas agrícolas, inundaciones, sombras de nubes) • - Principales dificultades • Variabilidad espectral (tipo de vegetación, severidad, intervalo de tiempo desde el incendio) • Persistencia de la señal (dependiente del ecosistema) • Nubes / sombras • Patrón espacial de los incendios / fragmentación

11. Características espectrales • Visible: confusión con superficies oscuras (vegetación, sombras, masas de agua) • NIR: Decrece la reflectividad como consecuencia de la desaparición de la vegetación y la deposición de carbón • SWIR: Normalmente aumenta como consecuencia de la pérdida de humedad

12. Dificultades: Complejidad espectral

13. Dificultades: Persistencia de la señal

14. Áreas quemadas MODIS

15. Productos MODIS de área quemada • Producto de área quemada mensual a 500 m desde el año 2000 • MCD45A1:(Roy et al., 2005) • MCD46A1 (Giglio et al., 2009)

16. Cartografía de área quemada con Landsat • En 2008 el USGS libera toda la base de datos de imágenes histórica Landsat • Comienza una nueva era de la cartografía de áreas quemadas a bajo coste • Las diferentes administraciones requieren una cartografía sistemática de las áreas quemadas para evaluar los daños • Los productos de área quemada a nivel global se validan a partir de imágenes Landsat • Necesidad de algoritmos automáticos o semiautomáticos para la cartografía de área quemada

17. Metodologías de detección de áreas quemadas • Detección de cambios basados en variables espectrales

18. Cartografía de área quemada

19. Enfoque en dos fases

20. Ensayo: Portugal y California 2003

21. Automatic Burned Area Mapping software • Proyecto financiado por la UPV / EHU (proyecto EHUA13/06) • Herramientas para el cálculo de reflectividades y temperatura a partir de imágenes Landsat 5, 7 y 8 • Herramientas de cálculo de variables orientadas a la cartografía de área quemada • Entorno en ArcGIS para el establecimiento visual de las semillas y de la segunda fase de manera iterativa • Exportación de los perímetros en formatos estandarizados de validación • Software que ya ha sido empleado: • Validación del producto de área quemada desarrollado en el proyecto fire_cci de la ESA • Validación del producto de área quemada desarrollado por el USGS • Más de 40 Investigadores y técnicos

22. Enfoque iterativo

23. Resultados en diferentes ecosistemas

24. Problemas con sombras orográficas

25. Omisión en áreas afectadas con menor severidad

26. Confusión con áreas agrícolas

27. Cartografía de área quemada Península Ibérica • Aproximadamente 700 escenas Landsat (1.75 Gb / escena) • Generación de compuestos multitemporales anuales • Uso de ABAMS para realizar la cartografía supervisada + corrección manual de problemas

28. Bukatzeko … aitor. bastarrika@ehu.es