Σύγκριση δεδομένων τηλεπισκόπησης καμένων εκτάσεων για τον ελλαδικό χώρο

Abstract

Οι πυρκαγιές δασών – οικισμών αποτελούν ένα σημαντικό πρόβλημα των σύγχρονων κοινωνιών, ειδικά σε Μεσογειακές χώρες όπως η Ελλάδα, έχει λάβει τεράστιες διαστάσεις, με αποτέλεσμα να θεωρείται ως ένα θέμα μείζονος σημασίας. Με την βοήθεια σύγχρονων τεχνολογιών, όπως η Σηλεπισκόπηση, Γεωγραφικά Πληροφοριακά Συστήματα (Γ.Π.Σ.) και η δορυφορική τεχνολογία οι σημερινές κοινωνίες είναι σε θέση να καταγράφουν, να αναλύουν και να χαρτογραφούν συστηματικά πλέον και σε μεγάλη χωρική κλίμακα τέτοια φαινόμενα. Σε αυτό το πλαίσιο, έχουν αναπτυχθεί και λειτουργούν σήμερα δορυφορικά συστήματα παρακολούθησης και καταγραφής τόσο στην Ευρώπη, όσο και παγκόσμια, τα οποία συστηματικά καταγράφουν και προσφέρουν δεδομένα ανάλυσης πυρκαγιών, συμπεριλαμβανομένου και αναλυτικής χαρτογράφησης των καμένων εκτάσεων. Δύο τέτοια συστήματα αποτελούν το MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) του διαστημικού οργανισμού της NASA, και το EFFIS (European Forest Fires Information System) το οποίο λειτουργεί υπό την αιγίδα της Ευρωπαϊκής Ένωσης και της Ευρωπαϊκής Επιτροπής. Στην διεθνή βιβλιογραφία υπάρχει περιορισμένος αριθμός συγκριτικών αναλύσεων μεταξύ προϊόντων χαρτογράφησης πυρκαγιών που προέρχονται από διαφορετικά δορυφορικά συστήματα. Στο πλαίσιο αυτό, η παρούσα εργασία έχει ως κύριο στόχο να πραγματοποιήσει συγκριτική μελέτη της χαρτογράφησης των καμένων εκτάσεων μεταξύ των δύο παραπάνω διεθνών πηγών παροχής τέτοιων δεδομένων, ειδικά για τις πυρκαγιές στην περιοχή της Ελλάδας. Ειδικότερα έγινε συγκριτική μελέτη των αποτελεσμάτων χαρτογράφησης των καμένων εκτάσεων σε σχέση με την γεωγραφική θέση και την συνολική καμένη έκταση των πυρκαγιών μεταξύ των δεδομένων MODIS και EFFIS για όλη την ελληνική επικράτεια για τα έτη 2005, 2006 και 2007. Επιπλέον έγινε διερεύνηση και ανάλυση των διαφοροποιήσεων των δυο προϊόντων για τα συγκεκριμένα έτη σε σχέση με τους παράγοντες τοπογραφίας (υψόμετρο, κλίση, έκθεση και δείκτη υγρασίας των καμένων περιοχών) και επίσης σε σχέση με τον παράγοντα της χρήσης/κάλυψης γης. Για την εκτέλεση της εργασίας χρησιμοποιήθηκαν τα προϊόντων των καμένων περιοχών από τα δορυφορικά συστήματα EFFIS και MODIS. Επίσης οι τοπογραφικές ιδιότητες οι οποίες προήλθαν από το προϊόν του Χηφιακού Τψομετρικού Μοντέλο DEM του δορυφόρου ASTER. Σα δεδομένα χρήσεις/κάλυψης γης ελήφθησαν από το ευρωπαϊκό προϊόν CORINE 2000. Η ανάλυση των δεδομένων έγινε χρησιμοποιώντας τα εξειδικευμένα λογισμικά επεξεργασίας ψηφιακών χωρικών δεδομένων ENVI και ARCGIS. Από την συγκριτική ανάλυση ανεδείχθησαν σημαντικές διαφορές μεταξύ των δυο προϊόντων σε σχέση με την συνολική έκταση και τις συντεταγμένες των καμένων εκτάσεων. Πρόσθετα σε σχέση με τις χρήσεις γης παρατηρήθηκαν μεγάλες διαφοροποιήσεις και για τα τρία έτη. Ομοίως για την κλίση και το υψόμετρο των καμένων περιοχών υπάρχουν σημαντικές συγκριτικές διαφορές. Σε σχέση με τον δείκτη υγρασίας και την έκθεση των καμένων περιοχών οι διαφορές των δυο προϊόντων είχαν πιο ήπια ένταση.

Wildland fires have long been recognized as one of the most threatening sources of disturbance for property, infrastructures as well as ecosystems. Particularly in the Mediterranean region, for millennia fire has been a major ecological factor with a long and important presence. Being able to obtain accurate as well as rapid mapping of burnt areas in particular after fire suppression, is of key importance between other in policy decision making, in the modelling the atmospheric and climatic impacts of biomass burning, as well as in the estimation of the total atmospheric emissions from it. With the support of modern technologies, such as of remote sensing, today's societies are able to map and analyze wildland fires at large observational scales and at otherwise inaccessible locations in a cost-effective, repetitive and systematic way. Nowadays, a wide variety of remote sensing sensors are employed for this purpose, including also a number of relevant operational products. With regards to burnt area mapping in particular, two of the most widely used operational products consist the MODIS burnt area product and the European Forest Fires Information System “EFFIS”, operated by NASA and the European Union respectively. Despite the wide use of those operational products by the users‟ community, to our knowledge, very few studies have so far been performed evaluating the agreement in the estimates by those datasets, particularly so in a Mediterranean environment. The objective of the present work has been to undertake a comparative study of the MODIS and EFFIS burnt area operational products in a Mediterranean setting. For this purpose, the burnt area estimates by those two datasets for Greece are compared for a number of consecutive years for which observations from both operational products were available. In the framework of the analysis conducted, it was also performed an investigation of the main findings observed with respect to parameters such as topography and land use/cover. The results from the above analysis are presented herein, whereas an interpretation of the findings observed is also attempted bearing in mind the relative differences in the techniques employed for the retrieval of burnt area by each operational product.