COMPARACIÓN DE DOS ALGORITMOS PARA LA ESTIMACIÓN DE ÁREAS QUEMADAS A PARTIR DE IMÁGENES MODIS. APLICACIÓN A LOS INCENDIOS DE CANARIAS DE JULIO 2007 (Comparison of two burned area algorithms using MODIS data. Application to Canary islands forest fire occurred in July 2007)

M. Huesca

Description

El presente trabajo realiza una comparación de dos algoritmos para la estimación de áreas quemadas. Un algoritmo es desarrollado por Huesca et al. (2008) basado en la determinación o establecimiento de umbrales a partir de la banda del infrarrojo cercano, utilizando sinergicamente imágenes MODIS y series de anomalías térmicas o hotspot de NASA. El umbral se determinó mediante la máxima coincidencia entre área quemada definida por la banda del infrarrojo cercano de los productos de reflectancia MODIS de 250 m y la zona de influencia de las anomalías térmicas. El segundo algoritmos es el utilizado en el producto de áreas. Los resultados muestran la precisión de la metodología propuesta en Huesca et al. (2008) en relación al algoritmo utilizado por MOD45, en el cual se puede apreciar una clara infra-estimación de la superficie quemada.
This study presents a comparison between two burned area algorithms. The first one that was developed by Huesca et al. (2008) is based on thresholds determination base on MODIS infrared spectral band and hotspots time series as delivered by NASA. Thresholds were defined based on maximum correlation between the infrared band and hotspot influence area. The second one is the algorithm used in MODIS burned area products (MOD45). The results show the usefulness of the methodology developed by Huesca et al. (2008) related to MOD45 products. In addition, the results show a clear under-estimation of the affected area using MODIS burned area product

Sujets

• Teledetección
• Incendio forestal

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• Publié le: 01 janvier 2009
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• Langue: Español
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Extrait

Revista de Teledetección. ISSN: 1988-8740. 2009. 31: 23-34
Comparación de dos algoritmos para la estima-
ción de áreas quemadas a partir de imágenes
MODIS. Aplicación a los incendios de Canarias
de Julio 2007
Comparison of two burned area algorithms
using MODIS data. Application to Canary is-
lands forest fire occurred in July 2007
1 1 1 2M. Huesca , F. González-Alonso , J.M. Cuevas , S. Merino-de-Miguel
[e-mail]
1Laboratorio de Teledetección – Centro de Investigación Forestal – INIA – Ministerio de Educación y
Ciencia, Ctra. A Coruña, Km 7.5 Madrid 28040 Spain.
2EUIT Forestal, Universidad Politécnica de Madrid, Ciudad Universitaria, s/n Madrid 28040 Spain
Recibido el 30 de octubre de 2008, aceptado el 18 de febrero de 2009
ABSTRACTRESUMEN
This study presents a comparison between twoEl presente trabajo realiza una comparación de
burned area algorithms. The first one that wasdos algoritmos para la estimación de áreas que-
developed by Huesca et al. (2008) is based onmadas. Un algoritmo es desarrollado por
thresholds determination base on MODIS infra-Huesca et al. (2008) basado en la determinación
red spectral band and hotspots time series as de-o establecimiento de umbrales a partir de la
livered by NASA. Thresholds were definedbanda del infrarrojo cercano, utilizando sinergi-
based on maximum correlation between the in-camente imágenes MODIS y series de anoma-
frared band and hotspot influence area. The se-lías térmicas o hotspot de NASA. El umbral se
cond one is the algorithm used in MODIS burneddeterminó mediante la máxima coincidencia
area products (MOD45). The results show theentre área quemada definida por la banda del in-
usefulness of the methodology developed byfrarrojo cercano de los productos de reflectancia
Huesca et al. (2008) related to MOD45 products.MODIS de 250 m y la zona de influencia de las
In addition, the results show a clear under-esti-anomalías térmicas. El segundo algoritmos es
mation of the affected area using MODIS burnedel utilizado en el producto de áreas quemadas de
area product.MODIS (MOD45). Los resultados muestran la
precisión de la metodología propuesta en Huesca
et al. (2008) en relación al algoritmo utilizado
por MOD45, en el cual se puede apreciar una
clara infra-estimación de la superficie quemada.
KEYWORDS: Remote sensing, forest fire, bur-PALABRAS CLAVE: Teledetección, incendios
ned land mapping, MOD45, hotspot.forestales, estimación áreas quemadas, MOD45,
anomalías térmicas.
Revista de Teledetección. ISSN: 1988-8740. 2009. 31: 23-34 23M. Huesca et al.
INTRODUCCIÓN sor MODIS (Moderate Resolution Imaging Spec-
troradiometer) a bordo de la plataforma TERRA
Los incendios forestales constituyen una de las (MODIS, 2007a) de NASA (National Aeronautics
principales causas de destrucción de los recursos na- and Space Administration) adquiere imágenes de
turales en España. Muchos ecosistemas mediterrá- todo el globo terráqueo diariamente, dicho sensor
neos presentan adaptaciones al fuego, pero la presenta mejoras espaciales, espectrales y tempora-
presión humana en la actualidad es de tal magnitud les con respecto al anterior (Martín et al., 2002, Me-
que ocasiona un desequilibrio que impide mantener rino-de-Miguel et al., 2005) Además, el equipo de
la dinámica de dichos ecosistemas, esta situación MODIS-NASA ha desarrollado una serie de pro-
perturba el funcionamiento de los mismos alterando ductos relacionados con los incendios forestales,
la composición de las especies y afectando a la bio- como el producto MOD14 de focos activos con una
diversidad además de ocasionar un importante im- resolución de 1 km (Gliglio et al., 2003) y más re-
pacto paisajístico y una alteración del ciclo cientemente el MOD45 de áreas quemadas con una
hidrológico, aumentando el efecto de la erosión del resolución temporal mensual y espacial de 500m
suelo (Morgan et al., 2001). (Roy et al., 2005; Roy et al., 2008). Este último pro-
El último informe de IPCC (Panel Interguberna- ducto ha sido utilizado, por ejemplo, para cartogra-
mental para el Cambio Climático) 2007 prevé un au- fiar los incendios forestales ocurridos en Grecia
mento tanto en el número de incendios como en la durante el verano de 2007 (Boschetti et al., 2008).
superficie afectada por dicho fenómeno en los eco- Entre los numeroso métodos existentes para reali-
sistemas mediterráneos (Moreno, 2007), esto unido zar la cartografía de áreas quemadas, utilizando téc-
a la irregularidad de las precipitaciones puede agra- nicas de teledetección, se pueden citar los siguientes:
var el riesgo de desertificación. Además los incen- comparación entre dos imágenes, una antes y otra
dios provocan la liberación de gases de efecto después del incendio, utilizando el método de dife-
invernadero, siendo responsables de una importante rencia entre bandas espectrales o índices de vegeta-
proporción de las emisiones anuales de CO2 (Le- ción (Merino-de-Miguel et al., 2005; Viedma y
vine, 1991). Chuvieco, 1994); establecimiento de umbrales a par-
En la lucha contra los incendios forestales es de tir de bandas originales o índices (González-Alonso
gran importancia obtener una cartografía de las áreas et al., 2005, Huesca et al., 2008), clasificaciones su-
quemadas a la mayor brevedad posible, de una pervisada o no-supervisada de las bandas originales
forma precisa y económica. Esto ayudaría tanto a la (Miller et al., 2002), análisis de mezclas espectrales
localización de áreas de intervención inmediata (Quintano et al., 2002), análisis de series temporales
como a los futuros trabajos de restauración (Gonzá- (Martín et al., 2002; Recondo et al., 2002) o gene-
lez-Alonso et al., 2007a). En España, la evaluación ración de nuevos índices que permitan una mejor
de las áreas quemadas, en el caso de los grandes in- discriminación entre quemado y no-quemado (Gon-
cendios, se realiza delimitando el contorno exterior zález-Alonso et al., 2007b).
de la superficie afectada mediante la utilización de La mayor parte de los estudios realizados hasta
un GPS. Sin embargo, el uso de la teledetección ahora se basan en el desarrollo de nuevas metodolo-
proporciona una herramienta de gran utilidad para gías para la estimación de áreas afectadas por in-
el seguimiento de áreas afectadas por los incendios cendios forestales, pero no son tantos los trabajos
forestales, sobre todo cuando se trabaja con grandes que realizan comparaciones entre las distintas esti-
extensiones (Illera et al., 1995) debido a su adecuada maciones.
cobertura espacial y temporal como lo muestran nu- El presente estudio realiza una comparación de los
merosos estudios. resultados obtenidos con el algoritmo definido por
El sensor AVHRR (Avanced Very Hight Resolution Huesca et al. (2008) y los productos de áreas que-
Radiometer) a bordo del satélite NOAA (Nacional madas desarrollados por MODIS (MOD45), aplica-
Oceanic and Atmospheric Administration) ha sido dos a los incendios ocurridos en las islas de Tenerife
ampliamente utilizado en el estudio de los incendios y Gran Canaria a finales del mes de julio de 2007
forestales (Barbosa et al., 1999; Pereira et al., 1999; (iniciados el 27 y el 30 de julio respectivamente),
Fernández et al., 1997, González-Alonso et al 1996, también se define un índice de calidad para cuanti-
González-Alonso et al., 1997). Actualmente el sen- ficar la precisión de ambas estimaciones.
Revista de Teledetección. ISSN: 1988-8740. 2009. 31: 23-3424Comparación de dos algoritmos para la estimación de áreas quemadas a partir de imágenes MODIS...
Espacio y las Grandes Catástrofes (InternationalMATERIAL
Charter “Space and Major Disasters”) fue activada el
2 de agosto de 2007 a las 13:38 horas (INTERNA-El área de estudio se localiza en las islas de Gran
CIONAL CHARTER, 2007) a través de la solicitudCanaria y Tenerife. Los incendios estudiados tuvie-
del Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural yron lugar a finales de julio de 2007, ocasionando gra-
Marino, Protección Civil y la Comisión Europea,ves daños materiales y afectando a diversos espacios
siendo el DLR la agencia encargada de realizar lasprotegidos. Dichos incendios son considerados
estimaciones del área quemada. También se disponecomo uno de los peores ocurridos en estas islas.
de las estadísticas oficiales proporcionadas por elHuesca et al. (2008) definieron un nuevo algoritmo
Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Ma-rápido, preciso y económico para la estimación de
rino, como información de referencia y contraste.áreas afectadas por incendios forestales, utilizando
sinérgicamente imágenes de reflectancia MODIS y
MÉTODOS anomalías térmicas. Los perímetros estimados en
Huesca et al. (2008) son obtenidos a partir de dos
imágenes MODIS, una antes del incendio