Υποστήριξη των ομάδων εκτάκτου ανάγκης με φωτογραφικά στοιχεία τηλεπισκόπησης για τις πυρκαγιές της Νότιας Καλιφόρνιας το 2003

Από RemoteSensing Wiki

Υποστήριξη των ομάδων εκτάκτου ανάγκης με φωτογραφικά στοιχεία τηλεπισκόπησης για τις καμένες περιοχες στις πυρκαγιές της Νότιας Καλιφόρνιας το 2003.
Συγγραφείς
Jess Clark,

Annette Parsons,

Tom Zajkowski,

Keith Lannom

Remote Sensing Applications Center
2222 West 2300 South Salt Lake City, Utah 84119

Πηγή
Remote Sensing Imagery Support for Burned Area Emergency Response Teams on 2003 Southern California wildfires.

United States, Department of Agriculture, Forest Service — Engineering, Remote Sensing Applications Center.

December 2003 RSAC-2003-RPT1
Η δημοσίευση μπορεί να ανακτηθεί από τον ιστοχώρο: http://fsweb.rsac.fs.fed.usii
Περίληψη
ομάδες εκτάκτου ανάγκης
Εισαγωγή
Μετά από πολλά έτη συνεχούς ξηρασίας, οι καταστρεπτικότερες πυρκαγιές στην ιστορία Καλιφόρνιας που έκαψαν περίπου 750.000 στρέμματα γης συνέβησαν κατά τη διάρκεια του Οκτωβρίου και Νοεμβρίου 2003. Οι πυρκαγιές έκαψαν πάνω από 4.000 σπίτια, άφησαν τουλάχιστον 20 ανθρώπους νεκρούς, και απαίτηθηκε η επέμβαση πάνω από 11.000 πυροσβεστών για να κατασβεστεί.

Ακολούθως στις καμένες περιοχές, το χώμα παρέμεινε εκτεθειμένο στα στοιχεία, όπως η βροχή, το χιόνι, και ο αέρας. Οι πλημμύρες με την μεταφορά υλικών και η διάβρωση είναι κοινά προβλήματα κατά τη διάρκεια των θυελλών στις πρόσφατα καμένες περιοχές. Για να καταπολεμηθεί η ενδεχομένως επικίνδυνη κατάσταση, οι Ομάδες εκτάκτου Ανάγκης των καμμένων Περιοχών (BAER) αποστέλλονται στον τόπο των πυρκαγιών για να αξιολογήσουν ποιες περιοχές είναι πιό κοντά σε κίνδυνο από τις πλημμύρες και την ακραία διάβρωση.

Σκοπός της Εκθεσης

Η Υπηρεσία Δασών, ΗΠΑ Tμήμα της Γεωργίας (USDA), έχει εκδόσει αυτήν την Εκθεση για την καθοδήγηση των υπαλλήλων της, των αναδόχων και τις συνεργαζόμενες ομοσπονδιακές και κρατικές Υπηρεσίες. Για να βοηθήσει τις ομάδες BAER στην αξιολόγηση των καμένων περιοχών κατά τρόπο γρήγορο, αποδοτικό, και ασφαλή, το Κέντρο Εφαρμογών Τηλεπισκόπησης των Δασών USDA (RSAC) παρέχει φωτογραφική υποστήριξη σε αυτές τις ομάδες.
Οι εικόνες με τηλεπισκόπηση βοηθούν τους επιστήμονες για να κάνουν τις εκπαιδευμένες, συνεπείς, και ακριβείς υποθέσεις για τις συνθήκες στο έδαφος. Στο Κέντρο Τηλεπισκόπησης ειδικόι αναλυτές επεξεργαζόμενοι τα δεδομένα των αποτελεσμάτων της πυρκαγιάς έχουν βελτιώσει τη διαδικασία για την άμεση αξιολόγηση των καμένων περιοχών χρησιμοποιώντας τις αεροφωτογραφίες και τα δορυφορικές πολυφασματικές εικόνες. Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει την απόκτηση των εικόνων των πυρκαγιών κατά την διάρκεια ή κοντά στο χρόνο και να γίνει επεξεργασία με φασματικές αναλύσεις στα δεδομένα ώστε να παραχθεί ένα αξιόπιστο μοντέλο των συνθηκών στο έδαφος. Αυτό το μοντέλο των επίγειων συνθηκών καλείται Ταξινόμηση Συντελεστή Ανάκλασης της Καμένης Περιοχής (BARC).

Μεθοδολογία και διαδικασία

Κατά τη διάρκεια των τριών εβδομάδων της καταστολής και της αξιολόγησης και της αποκατάστασης των επιπτώσεων των πυρκαγιών, το Κέντρο Τηλεπισκόπησης RSAC αξιολόγησε τις εικόνες που λήφθηκαν από πολλούς διαφορετικούς αισθητήρες. Αυτοί οι αισθητήρες ήταν σε αερομεταφερόμενοι και δορυφορικοί, κάποιοι ιδιωτικόι και κάποιοι κρατικοί. Μερικοί αξιόπιστοι και άλλοι πειραματικοί. Σε αυτούς τους αισθητήρες συμπεριλαμβάνονται ο SPOT 4 και ο SPOT 5, και οι ακόλουθοι αισθητήρες που λειτουργούν από την NASA: ο Landsat 5 και 7, ο MODIS, ο MASTER, ο AIRDAS, και ο ALI. Κάθε ανωτέρω αισθητήρας ταυτίζεται με τον δορυφόρο του για ευκολία και αναφέρεται με λεπτομέρεια στην παρούσα έκθεση. Συνοψίζοντας την εξέταση των δορυφόρων αναλύθηκαν ξεχωριστά οι τεχνικές προδιαγραφές, το κόστος, οι web συνδέσεις, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα κάθε τύπου δεδομένων που παρέχονται. Κάθε περιγραφή των δορυφόρων περιλαμβάνει την χωρική ανάλυση, το πλάτος της περιοχής που ανιχνεύεται και την φασματική ανάλυση. Αυτά τα χαρακτηριστικά ορίζονται ως:
• Χωρική ανάλυση – το μέγεθος της περιοχής που καλύπτεται από κάθε στοιχείο εικόνων (pixel) των δεδομένων

• Χρονική ανάλυση – το χρονικό διάστημα (σε ημέρες) μεταξύ των παρατηρήσεων του ίδιου πλάτους περιοχής (η γή που ανιχνεύθηκε από ένα μοναδικό πέρασμα του δορυφόρου)
• Φασματική ανάλυση - το μέρος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος που ανιχνεύεται

Συμπεράσματα
Πολλα μέσα απεικόνισης υπάρχουν για να παρέχουν φωτογραφίες των συνθηκών που επικρατούν μετα την πυρκαγιά. Το Κέντρο Τηλεπισκόπησης RSAC είχε την ευκαιρία να εξετάσει πολλούς δορυφορικούς αισθητήρες κατά τη διάρκεια των τριών εβδομάδων της καταστολής πυρκαγιάς στην νότια Καλιφόρνια το 2003 και της άμεσης αξιολόγησης της αποκατάστασης. Τα αποτελέσματα ποίκιλαν βασισμένα στις συνθήκες του καιρού, τα χαρακτηριστικά αισθητήρων, και τη λειτουργική θέση του αισθητήρα. Με τους αξιόπιστους και δοκιμασμένους αισθητήρες (Landsat, SPOT), οι αναλυτές μπορούν να αναμείνουν γεωγραφικές και ραδιομετρικές διορθώσεις με γνωστό και τυποποιημένο τύπο αρχείου. Με μερικές από τις πειραματικού είδους εικόνες, απαιτήθηκε μία ποικιλία των τεχνικών, όπως οι διαδικασίες επιτόπου διορθώσεων για να μετατρέψει το φωτογραφικό υλικό σε μια χρησιμοποιήσιμη εικόνα. Εντούτοις, το μεγαλύτερο μέρος των εικόνων παραδόθηκε στο Κέντρο Τηλεπισκόπησης γρήγορα, επιτρέποντας τη ταχεία παραγωγή και την παράδοση των στοιχείων του μοντέλου των επίγειων συνθηκών που καλείται BARC (Ταξινόμηση Συντελεστή Ανάκλασης της Καμένης Περιοχής).
Ένα μέρος από το φωτογραφικό υλικό δεν παραδόθηκε εγκαίρως για εφαρμογη από τις Ομάδες Εκτακτης Ανάγκης (BAER) εντούτοις, εκείνα τα δεδομένα μπορεί να αποδειχθούν χρήσιμα για μακροπρόθεσμους λόγους παρακολούθησης. Εξ άλλου πολλά μέλη των Ομάδων BAER είναι απληροφόρητα των διαθέσιμων εργαλείων τηλεπισκόπησης κατά τη διάρκεια της αξιολόγησης. Οι ομάδες BAER μπορούν επίσης να έχουν διαφορετικές ανάγκες: μια κύρια ανησυχία της ομάδας BAER μπορεί να είναι η παραγωγή του χάρτη της δριμύτητας των επιπτώσεων της πυρκαγιάς γρήγορα και αποτελεσματικά, μιας άλλης Ομάδας BAER η κύρια ανησυχία μπορεί να είναι πώς με τον καλύτερο δυνατό τρόπο να αποκαταστήσει συγκεκριμένους μικρούς υδροκρίτες και το υψηλής ευκρίνειας φωτογραφικό υλικό να απαιτούτείται για να βοηθήσει σε εκείνη την αξιολόγηση.
Η Εικόνα 2 παρουσιάζει πολλές διαφορετικές επιλογές αισθητήρων διαθέσιμες στα μέλη ομάδων BAER βασισμένα στη συγκεκριμένη ανάγκη τους. Ο πίνακας 1 παρέχει έναν σύντομο κατάλογο ιδιοτήτων των δορυφόρων που είναι διαθέσιμοι στις Ομάδες στην διαρκεια επείγουσας αξιολόγησης της καμένης περιοχής. Οι πυρκαγιές της Νότια Καλιφόρνιας έδωσαν έμφαση στην ανάγκη να υπάρξουν πολλές διαφορετικές επιλογές αισθητήρων ώστε να να βοηθήσουν στις χαρτογράφηση των καμένων περιοχών για τις ομάδες Εκτακτης Ανάγκης BAER. Ενώ ο Δορυφόρος Landsat είναι ο επιθυμητός αισθητήρας για τη χρήση στη διαμόρφωση του μοντέλου των επίγειων συνθηκών BARC, η αποτυχία του διορθωτή γραμμών σάρωσης στον αισθητήρα Landsat 7 και ο μεγάλος χρόνος νέας επίσκεψης και των δύο δορυφόρων Landsat υπογραμμίζει την ανάγκη να χρησιμοποιηθούν επίσης άλλα συστήματα τηλεπισκόπησης.
Η χρήση του δορυφορικου φωτογραφικού υλικού για να υποστηρίξει τις εφαρμογές των Ομάδων Εκτακτης Ανάγκης BAER είναι πολύτιμη υπηρεσία. Με τα σωστά εργαλεία, αυτή η υπηρεσία κερδίζει χρόνο, χρήματα, και μειώνει σημαντικά το μέγεθος των εναέριων και επίγειων αναγνωρίσεων, μειώνοντας κατά συνέπεια την έκθεση του προσωπικού BAER σε επικίνδυνες συνθήκες μετα την πυρκαγιά.