ارزیابی قابلیت محصولات آتش سنجنده مادیس در شناسایی آتش‌‌سوزی‌‌ها در استان گلستان

شریف نژاد, طوبی; خاوریان نهزک, حسن; ورامش, سعید

doi:10.22111/jneh.2021.34138.1661

ارزیابی قابلیت محصولات آتش سنجنده مادیس در شناسایی آتش‌‌سوزی‌‌ها در استان گلستان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشجوی کارشناسی ارشد،گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه محقق اردبیلی

² استادیار سنجش از دور و GIS ، گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه محقق اردبیلی

³ استادیار گروه منابع طبیعی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی

10.22111/jneh.2021.34138.1661

چکیده

استفاده از سنجش از دور به دلیل پوشش وسیع مکانی و فراهم کردن اطلاعات در زمان‌‌های مختلف، در شناسایی مناطق آتش‌‌گرفته اهمیت ویژه ای دارد. امروزه از محصولات آتش مادیس به‌صورت گسترده‌‌ای برای این امر استفاده می‌‌شود. هدف از این تحقیق ارزیابی قابلیت محصولات آتش سنجنده مادیس MOD14, MOD14A2 (Terra) و MYD14, MYD14A2 (Aqua) و شناسایی مناطق آتش‌‌سوزی در استان گلستان است. ابتدا نقشه‌‌ی نقطه‌‌ای مربوط به‌تمامی تصاویر تولید شد سپس جهت ارزیابی صحت محصولات آتش، نقشه‌‌ی نقطه‌‌ای تهیه ‌شده برای محصولات با داده‌‌های واقعیت زمینی مقایسه شد. در صورت انطباق موقعیت مکانی هرکدام از آتش‌‌های گزارش‌شده با آتش‌‌های شناسایی‌شده به‌وسیله‌ی محصولات، آن موقعیت به‌عنوان آتش شناسایی‌شده به‌صورت صحیح در نظر گرفته ‌‌شد. جهت ارزیابی دقت تصاویر مادیس از تصاویر لندست به عنوان نقشه‌‌ی صحت زمینی استفاده شد. نتایج ارزیابی صحت محصولات نشان داد که شش منطقه‌‌ی آتش‌‌سوزی شده توسط محصولات آتش فعال سطح دو روزانه و هشت منطقه‌‌ توسط محصولات سطح سه هشت‌روزه شناسایی شدند. نتایج ارزیابی دقت تصاویر ضریب R^2 برابر 0.94 و ضریب RMSE برابر 426.12 هکتار را نشان می‌‌دهد. بررسی‌‌های صورت گرفته در این تحقیق نشان می‌دهد به منظور کارایی بهتر الگوریتم متنی کشف آتش، پیشنهاد می‌‌شود این الگوریتم برای جنگل‌‌های استان گلستان و متناسب با شرایط و ویژگی‌‌های منطقه‌‌ی آتش‌‌سوزی، شدت و مساحت آن توسعه داده شود تا نتایج بهتری را ارائه دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مخاطرات محیط طبیعی

عنوان مقاله [English]

Assessing the capability of Modis fire detector products in identifying fires in Golestan State

نویسندگان [English]

Toba Sharifnrjad ¹
Hassan Khavarian Nehzak ²
Saeid Saeid Varamesh ³

¹ M.Sc. Student, Department of Natural Geography, Faculty of Literature and Humanities, University of Mohaghegh Ardabili, Iran.

² Assistant Professor of Remote Sensing and GIS, Department of Natural Geography, Faculty of Literature and Humanities, University of Mohaghegh Ardabili, Iran.

³ Assistant Professor, Department of Natural Resources, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Iran.

چکیده [English]

The use of remote sensing is particularly important in identifying burned areas due to its extensive spatial coverage and the provision of information at different times. Today, Modis fire products are widely used for this purpose. The purpose of this study is to evaluate the capability of Modis MOD14, MOD14A2 (Terra), and MYD14, MYD14A2 (Aqua) fire detector products and to identify fire areas in Golestan state. First, a point map of all the images was generated, then to evaluate the accuracy of the fire products, the prepared point map for the products was compared with terrestrial reality data. If the location of each of the reported fires is consistent with the fires identified by the products, that location was correctly identified as the fire. Landsat images were used as a ground accuracy map to evaluate the accuracy of Modis images. The results showed that six regions identified by level 2 fire products and eight regions were detected by level 3 fire products were identified. The results show the accuracy of the images with a coefficient of R ^ 2 of 0.94 and a coefficient of RMSE of 426.12 ha. The studies conducted in this study show that to improve the performance of the text fire detection algorithm, this algorithm is proposed for the forests of Golestan province and following the conditions and characteristics of the fire area, its intensity, and area. Be developed to provide better results.

کلیدواژه‌ها [English]

Fire detection
Accuracy assessment
MODIS Sensor
Fire product
Golestan province

مراجع

پورشکوریالهده، فرخ؛ درویشصفت، علی اصغر؛ صمدزادگان، فرهاد؛ عطارد، پدرام. (1392). صحت سنجی محصول آتش MODIS در جنگلهای شمال ایران در سال 1388، همایش ملی ژئوماتیک، 20 (2)، 90-81.

پورشکوریاله ده،فرخ؛ درویشصفت؛ علی اصغر؛ صمدزادگان، فرهاد؛ عطارد، پدرام؛ سلیاری، جواد، ارزیابی الگوریتم جهانی کشف آتش فعال در عرصههای منابع طبیع به کمک تصاویر سنجنده مادیس (مطالعهی موردی: پارک ملی گلستان). (1392). نشریه پژوهشهای علوم و فناوری چوب و جنگل، جلد بیستم، شماره چهارم، 97-81

پورشکوریالهده، فرخ؛ درویشصفت، علی اصغر؛ صمدزادگان، فرهاد؛ عطارد، پدرام. (1393)،کارایی تصاوبر سنجندهی MODIS و الگوریتم جهانی کشف آتش برای شناسایی آتش فعال در جنگلهای زاگرس، نشریه جنگل و فرآورد های چوب، مجله منابع طبیعی ایران، دورة 67 ، شمارة 2، 213-201 .10.22059/jfwp.2014.51541.

سرکارگراردکانی ، علی.، ولدانزوج، محمد جواد.، محمدزاده، علی؛ منصوریان، علی. (1388). تجزیه و تحلیل طیفی آتش به منظور شناسایی و برآورد وسعت مناطق دچار حریق با استفاده از تصاویر ماهوارهای، سنجش از دور و GIS ایران ،سال اول، شماره سوم، 80-65

سرکارگراردکانی ، علی.، ولدانزوج ، محمد جواد.، محمدزاده، علی؛ منصوریان ، علی. 1389. ارزیابی دقت مکانی و زمانی تصاویر سنجنده MODIS در شناسایی نقاط آتشسوزی، سنجش از دور و GIS ایران ، سال دوم، شماره یکم. 47-39

سالنامه آماری استان گلستان. (1395) سایت سازمان مدیریت و برنامهریزی استان گلستان، معاونت آمار و اطلاعات

غضنفرپور، حسین؛ حسنزاده، سمیرا؛ حامدی، محدثه. (1395). مدیریت مقابله با آتشسوزی جنگلهای شمال ایران (مطالعه موردی: جنگل گلستان)، مجله مخاطرات محیط طبیعی، سال پنجم، شماره دهم.78-61. 10.22111/jneh.2017.2962

Bailey. A.W and Anderson. M.L.(1980). Fire Temperatures in Forest Communities Grass, Shrub and Aspen of Central Alberta. Journal of Range Managemen, 33(1): 37-40.

Boles, S. H; D. L. Verbyla (2000). "Comparison of three AVHRR-based fire detection algorithms for interior Alaska." Remote Sensing of Environment 72(1): 1-16. https://doi.org/10.1016/S0034-4257(99)00079-6

Comert, R; Mantic, D and Avdan, U. (2019). Object-Based Burned Area Mapping With Random Forest Algorithm, International Journal of Engineering and Geosciences (IJEG), 4 (2): 78-87. DOI: 10.26833/ijeg.455595.

Flassh, S.P, and Ceccato, P. 1996. A contextual algorithm for AVHRR fire detection. Remote sensing 17 (2). 419-424. https://doi.org/10.1080/01431169608949018

Fornacca, D; Ren, G and Xiao, W.(2017). Performance of Three MODIS Fire Products,(MCD45A1, MCD64A1, MCD14ML), and ESA Fire_CCI in a Mountainous Area of Northwest Yunnan, China, Characterized by Frequent Small Fires, Remote Sensing, 9(11): 1-20. https://doi.org/10.3390/rs9111131.

Giglio, L; (2015). MODIS Collection 6 Active Fire Product User’s Guide Revision A, Department of Geographical Sciences University of Maryland.1-64.

Giglio, L., Descloitres, J; Christopher, O and Kaufmam, Y. J.(2003). An Enhance Contextual Fire Detection Algorithm for MODIS, Remote sensing of Environment, 87 (2):273-282 https://doi.org/10.1016/S0034-4257(03)00184-6.

Gandhi, S.R and Singh, T.P. (2014).Automatization of Forest Fire Detection Using Geospatial Technique, Open Journal of Forestry, 4 (4): 302-309. doi:10.4236/ojf.2014.44036

Hawbaker, T. J; Radeloff, V. C; Syphard, A. D and Zhu, Z.(2008). Detection Rates of The MODIS Active Fire Product In The United States, Remote Sensing of Environment. 112 (5):2656-2664. https://doi.org/10.1016/j.rse.2007.12.008

Justice, C.O.; Giglio, L; Korontzi, S; Owens, G; Morisette, G.T and Roy, D.2002.The MODIS fire products, Remote Sensing of Environment, 83 (2): 244–262. https://doi.org/10.1016/S0034-4257(02)00076-7

Justice, C.O.; Giglio, L; Boschetti, L; Roy, D; Csiszar, I; Morisette, G.T and Kaufman, Y.(2006). Algorithm Technical Background Document, Version2.3, 1 October 2006

Kaufman, G.Y; Justice, O. C; Flynn, P. L; Kendal, D. G; Prins, M. E; Giglio, L. et.al .(1998). Potential global fire monitoring from EOS-MODIS, Journal of Geophysical Research, 103 (24): 32215-32238.

Kant, Y; Badarinath, K, (2002). "Sub-pixel fire detection using Landsat-TM thermal data." Infrared Physics & technology 43(6): 383-387 https://doi.org/10.1016/S1350-4495(02)00128-7.

Li, Z; Kaufman, Y.J; Ichoku, C; Fraser, R. (2000). A review of AVHRR-based active fire detection algorithms: principles, limitations, and recommendations. In ‘Global and regional vegetation fire monitoring from space: planning and coordinated international effort.199-225.

Liming, HE; Zanqing, L.I. 2012. Enhancement of a fire detection algorithm by eliminating solar reflection in the mid-IR band: application to AVHRR data. International Journal of Remote Sensing.. 33(22): 7047-7059. https://doi.org/10.1080/2150704X.2012.699202

Movaghati, S; Samadzadegan, F, and Azizi, A. (2008). A Comparative Study Of Three Algorithms For Forest Fire Detection in Iran, In The International Archives of the Photogrammetry. Remote Sensing and Spatial Information Sciences. 37: 379-382.

Masocha, M; Dobe, T; Mpofu, T.N and Chimuhu, S. (2017). Accuracy Assessment Of Active Modis Fire Products In Southern African Savannah Woodlands, African Journal Ecology, 56 (3): 563-571. https://doi.org/10.1111/aje.12494

Veraverbeke, S; Sedano, F; Hook, S.J and Randerson, J.T. (2014). Mapping The Daily Progression Of Large Wildland Fires Using MODIS Active Fire Data, International Journal of Wildland Fire, 23 (5): 655-667. https://doi.org/10.1071/WF13015

Wang, W., Qu, J., Hao, X., Liu, Y and Sommers, W. T. (2007). An improved algorithm for small and cool fire detection using MODIS data: A preliminary study in the southeastern United States. Remote Sensing of Environment, 108 (2): 163-170. https://doi.org/10.1016/j.rse.2006.11.009.