Brandflächenkartierung mit Sentinel-1 SAR-Zeitreihe

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News


    Brandflächenkartierung mit Sentinel-1 SAR-Zeitreihe

    Das ESA Fire CCI-Projekt konzentriert sich auf die Entwicklung einer langen Zeitreihe von verbrannten Flächen, die aus Multisensor-Satellitendaten aufgebaut ist. Das ESA Fire CCI-Projekt ist Teil der Climate Change Initiative (CCI) der Europäischen Weltraumorganisation (ESA). CCI ist Teil des europäischen Beitrags zum Programm Global Climate Observing System (GCOS). Brandschaden ist eine der Essential Climate Variables (ECV), die im ESA CCI-Programm enthalten sind. Als Projektpartner erstellte RSS die ersten räumlich expliziten Schätzungen der verbrannten Fläche für die Trockenzeit 2015 auf Sumatra, Kalimantan und West Papua auf der Grundlage hochauflösender Sentinel-1A SAR-Bilder.

    Brandflächenkartierung mittels SAR

    In der zweiten Jahreshälfte 2015 wüteten in Indonesien erneut Brände, die aufgrund von giftigem Rauch und Dunst in ganz Südostasien den Ausnahmezustand auslösten und der Regierung hohe finanzielle Kosten verursachten. Eine starke El Niño-Southern Oscillation (ENSO) führte in weiten Teilen Indonesiens zu Dürren, die zu einem erhöhten Brandverhalten führten, das mit dem vorherigen katastrophalen Ereignis von 1997/98 vergleichbar ist.

    Die Sentinel-1-Mission der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) ist eine Satellitenkonstellation, die jeweils einen C-Band-SAR-Sensor an Bord trägt, der hochauflösende Daten (10 m) liefert. Sentinel-1A wurde im April 2014 eingeführt, gefolgt von Sentinel-1B zwei Jahre später. SAR-Daten haben den Vorteil, dass sie tageslicht- und wetterunabhängig sind, in der Lage sind, dicken Rauch und Dunst zu durchdringen, was eine rechtzeitige Erkennung von Brandflächen ermöglicht und so Störfaktoren durch Prozesse wie das schnelle Wiederaufwachsen der tropischen Vegetation reduziert.

    RSS VERANT- WORTLICHKEITEN

    • Entwicklung eines automatisierten Algorithmus zur Abbildung verbrannter Bereiche mit Sentinel-1-Bildern
    • Erstellung einer verbrannten Gebietskarte für Indonesien für das Jahr 2015
    • Berechnung der potenziellen Treibhausgasemissionen auf der Grundlage der verbrannten Fläche und der Landbedeckung

    Cloud-based Service

    Ein Cloud-basierter Service für die Analyse historischer Brände und die automatisierte Erkennung aktiver Brände wird entwickelt. Die Planung langfristiger Maßnahmen im Brandschutz zur Emissionsreduzierung erfordert eine detaillierte raumzeitliche Erfassung der Brandhistorie der letzten 20 Jahre. Die Satellitenfernerkundung ermöglicht die Erfassung messbarer Parameter wie historische Feuerfrequenz und Brandintervall pro Flächeneinheit. Diese Brandlinie ermöglicht auch eine verbesserte Abschätzung der historischen brandbedingten Emissionen. Nur auf der Grundlage einer solchen "Brandlinie" können räumlich angepasste Brandschutzmaßnahmen geplant werden. Eine Brandlinie ist auch die Voraussetzung, um die tatsächlichen Emissionsreduktionen durch Brandmanagement messbar und zertifiziert zu machen (z.B. im Rahmen des Verified Carbon Standard (VCS)) und damit kompensierbare Anteile am CO2-Handel zu generieren.

    Anwendungspotential

    Die in diesem Forschungsprojekt entwickelte Methodik kann vollständig automatisiert werden, um in einer Cloud Computing-Umgebung zu laufen. Dies wird eine rechtzeitige Erkennung von Brandflächen in der hohen räumlichen Auflösung des Sentinel-1-Satelliten ermöglichen. Der Hauptvorteil der SAR-Methodik besteht darin, unabhängig von Rauch, Dunst und Wolkenabdeckung zu sein. Das Sentinel-1 Produkt für verbrannte Bereiche bietet auch eine viel feinere räumliche Auflösung (10m) als die von MODIS oder GFED (500m Auflösung). Die rechtzeitige Erkennung von Brandflächen wird es Brandmanagern ermöglichen, die Ursache der Brandausbreitung besser zu erkennen und zu planen, wie lang anhaltende Brände bekämpft werden können.

    Forschungspartner

    • Universidad de Alcalá (Spain), University of the Basque Country (Spain), University of Leicester (United Kingdom), University College London (United Kingdom), School of Agriculture, University of Lisbon (Portugal), Brockmann Consult GmbH (Germany), Max Planck Institute for Chemistry (Germany), Research Institute for Development (France), Climate and Environmental Sciences Laboratory (France), Stichting VU-VUmc (Netherlands)

    Geldgeber

    European Space Agency (ESA)