Satellitenfernerkundung zur Erfassung verbrannter Gebiete

Feuer ist ein entscheidender natürlicher Störfaktor in Ökosystemen und spielt eine wichtige Rolle für deren Stabilität, die Förderung der Waldentwicklung und die Steuerung der Vegetationssukzession. Die verbrannte Fläche ist ein Schlüsselfaktor bei der Brandbewertung. Ihre Größe spiegelt das Ausmaß der Auswirkungen des Feuers auf die Waldvegetation wider.

Waldbrand

Die Satellitenüberwachung bietet Vorteile wie große Abdeckungsgebiete und hohe Aktualität. Sie ermöglicht die Makroüberwachung von Waldbrandgebieten, die Überwachung des Brandverlaufs, der Schäden nach Katastrophen und der Vegetationserholung und liefert somit wissenschaftliche und technologische Unterstützung für Entscheidungsprozesse wie den Wiederaufbau nach Katastrophen.

(a) Vor dem Unglück

 b) Fernerkundungskarte des Brandgebiets nach der Katastrophe

Dieser Algorithmus verwendet zwei Bilder desselben Gebiets vor und nach einem Brand, um die verbrannte Fläche anhand des GEMI_B-Algorithmus (Global Vegetation Index Monitoring) zu berechnen. Da das Nachwachsen der Vegetation nach einem Brand die genaue Bestimmung der Brandfläche erschweren kann, muss das ausgewählte Bild nach dem Brand möglichst zeitnah zum Brandereignis aufgenommen worden sein.

Der GEMI_B-Index zeigt typischerweise deutliche Unterschiede vor und nach einem Brand. Diese Eigenschaft kann genutzt werden, um die verbrannte Fläche zu ermitteln und zu berechnen. Da der GEMI_B-Index verbrannte Flächen effektiv von Vegetation, Wolken und Gewässern unterscheidet, bleiben die Merkmale verbrannter Flächen erhalten und die durch die Vegetationserholung bedingte Abschwächung der Informationen über die verbrannte Fläche wird vermieden.

Die Formel zur Berechnung von GEMI_B lautet:

Die GEMI_B-Methode wird zur Überwachung des Brandgebiets anhand folgender Kriterien verwendet:

GEMI_B1-GEMI_B2 > 0 & ρ1

GEMI_B1 und GEMI_B2 sind die GEMI_B-Werte vor bzw. nach dem Brand.

Nach der Identifizierung der verbrannten Pixel muss das Bild einer ökologischen Schließungsoperation unterzogen werden, um kleine Unterbrechungspunkte und Wolkenbedeckungspunkte aufzufüllen. Anschließend folgt eine ökologische Öffnungsoperation, um isolierte, fälschlicherweise als verbrannt markierte Bereiche zu entfernen. Schließlich wird die verbrannte Fläche berechnet.

Das durch Inversion auf Basis dieser Methode ermittelte vom Brand betroffene Gebiet ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

 Ergebnisse, die aus dem verbrannten Bereich gewonnen wurden