ارزیابی الگوریتم جهانی کشف آتش در شناسایی آتش فعال در عرصه های منابع طبیعی به کمک تصاویر سنجنده MODIS (مطالعه موردی: پارک ملی گلستان)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجو-دانشگاه تهران

2 استاد-دانشگاه تهران

3 دانشیار - دانشگاه تهران

4 استادیار - دانشگاه تهران

5 کارشناس- سازمان حفاظت محیط زیست

چکیده

چکیده: در سال¬های اخیر آتش¬سوزی در منابع طبیعی رشد فزاینده¬ای داشته و آثار مخرب زیادی بجا گذاشته است. این نکته، ضرورت پایش و شناسایی به موقع آتش¬ها را ایجاد کرده است. هدف از این تحقیق ارزیابی الگوریتم جهانی کشف آتش در شناسایی آتش فعال در عرصه¬های منابع طبیعی به¬کمک تصاویر ماهواره¬ای سنجنده MODIS می¬باشد. به این ¬منظور سه محدوده آتش¬سوزی در پارک ملی گلستان، به¬کمک GPS برداشت و به¬ عنوان واقعیت زمینی در تحقیق استفاده شد. تمامی تصاویر سنجنده MODIS از روز و روزهای قبل و بعد از آتش¬سوزی از دو ماهوارۀ Terra و Aqua دریافت گردید. تصاویر سنجنده MODIS از ماهواره Aqua در سطح تصحیحاتی L1B دریافت گردید که مناسب استفاده در الگوریتم جهانی کشف آتش است. تصاویر ماهواره Terra به صورت خام دریافت و با پیش¬پردازش¬های مناسب به سطح L1B تبدیل شد. به منظور شناسایی پیکسل¬های آتش، تصاویر پس از پردازش¬های اولیه به¬کمک الگوریتم جهانی کشف آتش مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در مجموع 229 تصویر ماهواره¬ای پردازش شد. نتایج به دست آمده از تصاویر با نقشه مناطق سوخته مقایسه شد .نتایج نشان داد که آتش¬سوزی روز 24 تیر ماه 1390 (یک¬برمخ) و 24 آبان 1389 (چشمه¬سردار) به¬کمک تصاویر ماهواره¬ای شناسایی شد، اما آتش منطقه قرنگی جنگل (8 فروردین 1390) شناسایی نشد. اساس کار الگوریتم جهانی حرارت است و هر چه میزان حرارت بیشتر باشد شانس شناسایی آتش بالاتر است. براساس نتایج این تحقیق می¬توان بیان کرد که تصاویر MODIS قابلیت بالقوه¬ای برای شناسایی آتش¬ در جنگل¬های شمال را دارند اما روش الگوریتم جهانی موفق به شناسایی درصد بالایی از آتش¬ها نشد. با تحقیقات بیشتر در این زمینه می¬توان الگوریتم جهانی را بهبود بخشید، تا بتوان بر اساس آنها سیستم هشداری به منظور پایش آتش¬ها در شمال کشور راه¬اندازی نمود. پیشنهاد می¬گردد که تا آن زمان از الگوریتم جهانی برای شناسایی آتش در این جنگل¬ها استفاده شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Assessment of active fire detection algorithm for fire detection in natural resources using MODIS images (case study: Golestan national park)

نویسندگان [English]

  • Farrokh Pourshakouri 1
  • Ali Aasghar Darvishsefat 2
  • Farhad Samadzadegan 3
  • Pedram Attarod Attarod 4
  • Javad Selyari Selyari 5
چکیده [English]

Abstract:
Monitoring of fire in natural resource using satellite imagery is the most effective method to detect active fires. The main objective of this study was to explore the capability of global active fire detection algorithm for active fire detection using the MODIS images.
The study was performed in the Golestan national park located in the western Caspian forests. Totally 229 MODIS images acquired by Terra and Aqua satellites were processed for active fire detections. In order to investigate on capabilities of MODIS images in active fire detection, we evaluated the results of MODIS fire products with three reference fires occurred in the study area. The locations of the burned areas were surveyed by GPS. MODIS images from fire days as well as the previous and past days of fires were collected. The Aqua images were obtained from the L1B level, which was suitable for using in this algorithm whereas Terra images were obtained from PDS format and then preprocessed to the L1B.
After processing of images, detected fires were compared with reference fires. The results revealed that the fires in July 2011 (Yekbarmakh) and November 2010 (Cheshme-Sardar) were detected, while the relative small fire (Gharangi forest) in March 2010 was not detectable. Based on the principle of active fire detection algorithm the higher temperature of fires increase the probability of detection. It can be concluded that MODIS images provide a valuable source of information about fire activity. However contextual fire detection algorithm didn’t detect high percent of fires. complementary researches and investigation are needed to develop a regional fire detection algorithm for the Caspian forests of Iran. It is recommended that active fire detection algorithm to be applied for fire detection for the Caspian forests of Iran using MODIS images before complementary researches.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fire detection
  • satellite images
  • MODIS
  • Active fire detection algorithm