Un enfoque no supervisado para la cartografía de áreas quemadas utilizando imágenes de Sentinel-2
Autores: Sismanis, Michail; Chadoulis, Rizos-Theodoros; Manakos, Ioannis; Drosou, Anastasios
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un enfoque no supervisado para la cartografía de áreas quemadas utilizando imágenes de Sentinel-2
Categoría
Ciencias Medioambientales
Subcategoría
Ciencias medioambientales generales
Palabras clave
Frecuencia
Severidad
Grandes incendios destructivos
Mapeo de áreas quemadas
Imágenes de satélite Sentinel-2
Severidad del impacto del fuego.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La frecuencia y severidad de grandes incendios destructivos han aumentado en el pasado reciente, con impactos prolongados en el paisaje, la población humana y los ecosistemas. Las observaciones de la Tierra proporcionan un medio para la cobertura frecuente, amplia y el monitoreo preciso de los impactos del fuego. Este estudio describe un enfoque no supervisado para el mapeo de áreas quemadas a partir de imágenes de satélite Sentinel-2, que se basa en umbralización multispectral, e introduce un método de umbralización adaptativa. Tiene en cuenta la variabilidad localizada de las respuestas espectrales en un enfoque de dos fases. La primera fase detecta áreas que están quemadas con alta probabilidad, mientras que la segunda fase ajusta adaptativamente este mapeo preliminar expandiendo y refinando sus límites. La clasificación resultante contiene dos clases principales de interés: quemadas y no quemadas. Esta última se clasifica aún más en cuatro (4) clases de severidad del impacto del fuego, de acuerdo con el Servicio de Gestión de Emergencias de Copernicus (CEMS) y la nomenclatura ampliamente reconocida del Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) de la NASA. Se evalúan tres eventos distintos de incendios forestales, que ocurrieron durante los veranos de 2020 y 2021 en Grecia y Portugal. La precisión de la clasificación se calcula al superponer las salidas de clasificación a los mapas de validación de áreas quemadas creados a través de la fotointerpretación de imágenes de satélite de muy alta resolución (VHR). Los productos de mapeo bajo demanda de CEMS también se superponen a los mapas de validación con fines de comparación. La evaluación de precisión muestra que el enfoque no supervisado sigue de cerca la capacidad proporcionada por los mapas de CEMS (por ejemplo, el coeficiente kappa del enfoque no supervisado propuesto es 0.91, 0.83 y 0.83 para los eventos procesados, mientras que los productos de CEMS logran un k de 0.94, 0.93 y 0.8, respectivamente). El enfoque propuesto considera la variabilidad de la respuesta espectral de las áreas afectadas; por lo tanto, se generaliza bien a diferentes áreas, por ejemplo, áreas caracterizadas por diferentes tipos de cobertura terrestre. Parece ofrecer un medio efectivo para mapear los cambios inducidos por incendios forestales, que pueden ser incorporados y utilizados por los servicios de gestión de incendios forestales y sistemas de apoyo a la decisión complementarios a los mapas de CEMS.
Descripción
La frecuencia y severidad de grandes incendios destructivos han aumentado en el pasado reciente, con impactos prolongados en el paisaje, la población humana y los ecosistemas. Las observaciones de la Tierra proporcionan un medio para la cobertura frecuente, amplia y el monitoreo preciso de los impactos del fuego. Este estudio describe un enfoque no supervisado para el mapeo de áreas quemadas a partir de imágenes de satélite Sentinel-2, que se basa en umbralización multispectral, e introduce un método de umbralización adaptativa. Tiene en cuenta la variabilidad localizada de las respuestas espectrales en un enfoque de dos fases. La primera fase detecta áreas que están quemadas con alta probabilidad, mientras que la segunda fase ajusta adaptativamente este mapeo preliminar expandiendo y refinando sus límites. La clasificación resultante contiene dos clases principales de interés: quemadas y no quemadas. Esta última se clasifica aún más en cuatro (4) clases de severidad del impacto del fuego, de acuerdo con el Servicio de Gestión de Emergencias de Copernicus (CEMS) y la nomenclatura ampliamente reconocida del Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) de la NASA. Se evalúan tres eventos distintos de incendios forestales, que ocurrieron durante los veranos de 2020 y 2021 en Grecia y Portugal. La precisión de la clasificación se calcula al superponer las salidas de clasificación a los mapas de validación de áreas quemadas creados a través de la fotointerpretación de imágenes de satélite de muy alta resolución (VHR). Los productos de mapeo bajo demanda de CEMS también se superponen a los mapas de validación con fines de comparación. La evaluación de precisión muestra que el enfoque no supervisado sigue de cerca la capacidad proporcionada por los mapas de CEMS (por ejemplo, el coeficiente kappa del enfoque no supervisado propuesto es 0.91, 0.83 y 0.83 para los eventos procesados, mientras que los productos de CEMS logran un k de 0.94, 0.93 y 0.8, respectivamente). El enfoque propuesto considera la variabilidad de la respuesta espectral de las áreas afectadas; por lo tanto, se generaliza bien a diferentes áreas, por ejemplo, áreas caracterizadas por diferentes tipos de cobertura terrestre. Parece ofrecer un medio efectivo para mapear los cambios inducidos por incendios forestales, que pueden ser incorporados y utilizados por los servicios de gestión de incendios forestales y sistemas de apoyo a la decisión complementarios a los mapas de CEMS.