Εξετάζοντας την πολυφασματική τηλεπισκόπηση για την εκ των υστέρων εκτίμηση της σοβαρότητας της φωτιάς στις αφρικανικές σαβάνες
Από RemoteSensing Wiki
Εξετάζοντας την πολυφασματική τηλεπισκόπηση για την εκ των υστέρων εκτίμηση της σοβαρότητας της φωτιάς στις αφρικανικές σαβάνες
Alistair M.S. Smitha,*, Martin J. Woosterb, Nick A. Drakeb, Frederick M. Dipotsoc, Michael J. Falkowskia, Andrew T. Hudakd
1. Αντικείμενο Εφαρμογής
Χρησιμοποίηση της τηλεπισκόπησης για την αξιολόγηση των πυρκαγιών στις δασικές και χορτολιβαδικές εκτάσεις στις αφρικανικές σαβάνες.
2. Στόχος της Εφαρμογής
Ανακάλυψη και αξιολόγηση πιθανών σχέσεων μεταξύ των χαρακτηριστικών της πυρκαγιάς της αφρικανικής σαβάνας και την -μετά την πυρκαγιά- επιφάνεια φασματικής ανάκλασης στην ορατή ως την υπέρυθρη φασματική περιοχή.
3. Περιοχή μελέτης και Γεωλογία
Η μελέτη διεξήχθη στο Εθνικό Πάρκο Chobe (CNP), στη βόρεια Μποτσουάνα. Το CNP βρίσκεται μέσα σε μια οικολογικά ποικιλόμορφη περιοχή, κατά τη μετάβαση από τις ξηρές / πλούσιες σε θρεπτικά συστατικά σαβάνες του κεντρικού Καλαχάρι στις υγρές / φτωχές σε θρεπτικά συστατικά σαβάνες της Βόρειας Ζάμπια. Τα εδάφη στην περιοχή μελέτης αποτελούνται από κόκκινη άμμο Καλαχάρι και γκρι / καφέ αμμώδη εδάφη.
Εικόνα 1: Περιοχή μελέτης
4. Είδη δορυφορικών ή αερομεταφερόμενων συστημάτων
Αεροφωτογραφίες και δορυφορικές εικόνες
5. Είδη δορυφόρων, δεκτών και καναλιών
• Landsat ETM+
• Ikonos
6. Μεθοδολογία
Εννέα οργανωμένες πειραματικές φωτιές διεξήχθησαν σε ημι-άνυδρες δασικές σαβάνες του Εθνικού Πάρκου Chobe (Μποτσουάνα), όπου η θερμοκρασία της φωτιάς (Tmax) και η διάρκεια (dt) καταγράφηκαν χρησιμοποιώντας θερμοστοιχεία τοποθετημένα σε διάφορα ύψη και τοποθεσίες. Οι μεταβλητές αυτές, μαζί με μετρήσεις της έντασης της πυρκαγιάς (FLI), της ολοκληρωμένης θερμοκρασίας με το χρόνο (Tsum) και της βιομάζας (και του άνθρακα / αζώτου) που εξαερώθηκαν, συγκρίθηκαν με την -μετά την πυρκαγιά- επιφάνεια φασματικής ανάκλασης.
Στατιστικά σημαντικές σχέσεις παρατηρήθηκαν μεταξύ:
1. της έντασης της πυρκαγιάς και του ολικού αζώτου που εξαερώθηκε:
r2 = 0,54, n = 36, p <0,001
2. της ολοκληρωμένης θερμοκρασίας (Tsum-μ) και της συνολικής βιομάζας που κάηκε:
r2 = 0.72, n = 32, p <0,001
3. της διάρκειας της πυρκαγιάς, όπως μετράται από θερμοστοιχείο (dtT) και της συνολικής βιομάζας που κάηκε:
r2 = 0,74, n = 34, p <0,001
4. της διάρκειας της πυρκαγιάς, όπως μετράται από θερμοστοιχείο (dtT) και του ολικού αζώτου που εξαερώθηκε:
r2 = 0.73, n = 34, p <0,001
Εικόνα 2: Σχέσεις μεταξύ της έντασης της φωτιάς και Α)του αζώτου που εξαερώθηκε και Β)του άνθρακα που εξαερώθηκε
Εικόνα 3: Αποτελέσματα θερμοκρασίας σε σχέση με το χρόνο από ένα τοποθετημένο θερμοστοιχείο
Εικόνα 4: Σχέσεις μεταξύ της -μετά τη φωτιά- επιφάνειας φασματικής ανάκλασης και της ολοκληρωμένης θερμοκρασίας με το χρόνο και τη διάρκεια της φωτιάς
7. Αποτελέσματα και αξιολόγηση των μεθόδων
Τα αποτελέσματα αναγνωρίζουν τη διάρκεια της πυρκαγιάς ως ένα ευέλικτο μέτρο που σχετίζεται άμεσα με τη σοβαρότητα της πυρκαγιάς. Ωστόσο, δείχνουν και τις δυσκολίες κατά την εφαρμογή αυτών των φασματικώς-βασισμένων τεχνικών για την παρατήρηση της γης μέσω δορυφόρου, λόγω της -μικρής κλίμακας- μεταβλητότητας που σημειώνεται στο έδαφος. Τα αποτελέσματα επίσης δείχνουν τη πιθανότητα της επιφάνειας φασματικής ανάκλασης, για αύξηση της σοβαρότητας των πυρκαγιών, λόγω της μείωσης της υψηλής ανακλαστικότητας της άσπρης τέφρας ορυκτών. Οι πιο πρόσφατες τεχνικές για τη χαρτογράφηση καμένων εκτάσεων βασίζονται στη γενική υπόθεση ότι η επιφάνεια ανακλαστικότητας μειώνεται μετά από μια πυρκαγιά, και έτσι εάν η χωρική ανάλυση της εικόνας είναι αρκετά υψηλή, τέτοιες μέθοδοι μπορεί να αποτύχουν.
Το σχετικό συμπέρασμα που εξάγεται είναι ότι στο περιβάλλον των σαβάνων, η πολύ υψηλή χωρική ανάλυση των αισθητήρων του IKONOS μπορεί να είναι χρήσιμη για το σκοπό αυτό, αλλά αυτοί οι αισθητήρες συγκριτικά με αυτούς του Landsat ETM+ φαίνεται απίθανο να είναι σε θέση να ανιχνεύουν τις σημαντικές διαφοροποιήσεις της λευκής τέφρας.
Εικόνα 5: Φωτογραφίες από τη χωρική κατανομή λευκής τέφρας. Α)Φωτογραφία από μία από τις -μετά τη φωτιά- επιφάνειες όπως λήφθηκε από κάποιο σημείο θερμοστοιχείου. Β) Αεροφωτογραφία που δείχνει το συνονθύλευμα λευκής και μαύρης τέφρας στη Ζιμπάμπουε
