بخشی از مقاله
چکیده
هدف از انجام این تحقیق کشف آتشسوزیهای فعال در محدوده جنگلهای بخش سه نکا-ظالمرود با استفاده از تصاویر سنجنده MODIS و صحتسنجی آن میباشد. بر اساس اطلاعات موجود، آتشسوزی در جنگلهای مورد مطالعه در تاریخ 2010/12/3 آغاز و تا 2011/1/3 به طول انجامید. لذا برای انجام این تحقیق محصول آتش سنجنده MODIS در طی سی روز مربوط به آتشسوزی از سایت مربوطه تهیه گردید. سپس هر یک از این تصاویر در نرمافزارHDF Viewفراخوانی شده و طول و عرض جغرافیایی پیکسلهای آتش شناسایی شد.
با توجه به موقعیت پیکسلهای آتش، نقشه مربوط به آنها تهیه گردید.سپس با استفاده از دادههای آتشسوزی به وقوع پیوسته در سال 2010 تا 2011 در منطقه مورد مطالعه، صحت محصول آتش MODIS با توجه به تعداد هشدارهای صحیح مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که سه پیکسل آتش فعال در روزهای آتشسوزیدر منطقه مورد مطالعه قابل شناسایی هستند که نشاندهنده صحت مطلوب تصاویر MODISدر شناسایی و کشف آتشسوزیهای فعال میباشد.
-1 مقدمه
در حال حاضر آتشسوزی یکی از دلایل اصلی نابودی جنگلها در ایران است چرا که عوامل محیطی و انسانی برای این رخداد با توجه به بالا رفتن دمای هوا و کمبود بارندگی فراهم بوده و در اکثر موارد هنگامی آتش-سوزی کشف میشود که مهار آن نیاز به صرف هزینه و زمان زیادی دارد. از طرفی جبران این ویرانیها و نابودی سرمایههای ملی دشوار و گاهی غیرممکن میباشد. از این رو شناسایی آتش در ساعات اولیه شروع آن حیاتی است.چنانچه آتشسوزی در ساعات اولیه شروع، شناسایی و مهار شود، میتوان از نابودی بسیاری از جنگلها و منابع طبیعی جلوگیری کرد
امروزه تکنولوژی در کنار اقدامات اجرایی مدیریت حریق در جنگلها، اثرات مطلوب و مؤثری داشته که دو مورد از مهمترین فناوریهای به کار گرفته شده در زمینه پیشگیری و کشف به موقع حریق، سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی است. از مهمترین کاربردهای این فناوریها در مدیریت حریق جنگلها، پایش و کشف آتش-سوزیهای فعال در سطح زمین در مقیاس منطقهای و جهانی است
یکی از سنجندههایی که در سالهای اخیر جهت آشکارسازی آتش در عرصههای منابع طبیعی به کار گرفته شده است اسپکترورادیومتر تصویربردار با قدرت تفکیک مکانی متوسط - MODIS - 1 است که در سالهای 1999 و 2002 و به ترتیب بر روی دو سکوی Terra و Aqua به فضا پرتاب گردید
این سنجنده با توجه به ویژگیهای خاص طیفی و مکانی قابلیت مناسبی در این زمینه نشان داده است و به پشتوانه این قابلیت، محصولات مختلفی از تصاویر این سنجنده تولید و در دسترس استفادهکنندگان قرار میگیرد. محصول آتش فعال مادیس جزئی از مجموعه محصولات زمینی مادیس بوده و اطلاعاتی را در خصوص آتشسوزیهای فعال در مقیاسهای زمانی و مکانی انتخاب شده ارائه میدهد.
الگوریتم آشکارسازی آتشسوزی ارائه شده توسط Giglio و همکاران - 2003 - [7]که شکارکننده آتشهای فعال در هر نوار مادیس میباشد، مبنای این محصولات را تشکیل میدهد.[3]ساختار اصلی این الگوریتم شناسایی آتش بر پایه اختصاص حدود مطلق و نسبی دما- که بر اساس کنتراست بین پیکسل آتش و پیکسلهای اطرافش تعریف میشوند - بر حساسترین باندها ارائه شده است. در تصاویر MODIS حساس-ترین باند نسبت به تغییرات دما باند 3.9 میکرون میباشد. این باند مبنای شناسایی پیکسل آتش میباشد
با توجه به اهمیت پیشگیری از حریقها و شناسایی به موقع آنها با استفاده از محصولات سنجنده MODIS تا کنون مطالعات مختلفی در این زمینه در مناطق مختلف دنیا انجام گرفته است. Maedaو همکاران [9] - 2011 - مناطق آتشسوزی شده در بخشی از جنگلهای آمازون برزیل را با استفاده از تصاویر ماهوارهای به عنوان مناطق پرخطر از نظر آتشسوزی شناسایی کردند. سپس با استفاده از تصاویر MODIS آتشسوزیهای فعال در منطقه شناسایی شد. نتایج آتشسوزیهای گذشته با مناطق آتشسوزیهای فعال مقایسه گردید. نتایج ضریب همبستگی 0.84 را بین این دو منطقه نشان داد.
آخوندزاده و همکاران [1] - 1385 - در تحقیق دیگری مدلسازی و تشخیص گسترش آتشسوزیجنگل با استفاده از تصاویر ماهوارهای MODIS را در ایران مورد بررسی قرار دادند. پس از بررسی الگوریتمهای مختلف تشخیص آتش توسط تصاویر ماهوارهای، با کمک باندهای مادون قرمز حرارتی تصویر ماهوارهای MODIS نقشه آتشسوزی در تاریخ مشخصی برای ایران تهیه گردید. سپس با کمک لایههای اطلاعاتی دیگر مانند مدل ارتفاعی رقومی - DEM - 2، نقشه پوشش اراضی ایران، نقشه احتراق و اطلاعات جهت و سرعت باد روند گسترش آتش مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.
نتایج نشان داد در صورت فراهم بودن منابع اطلاعاتی مورد نیاز سامانه ارائه شده میتواند به عنوان یک سامانه تصمیمگیری در زمان بحران و وقوع آتشسوزی، جهت انتخاب بهترین راهکار در کمترین زمان مورد استفاده مهارکنندگان آتش قرار گیرد.
سرکارگر اردکانی و همکاران [5] - 1388 - ، از تصاویر ماهوارهای MODIS و ETM+ به منظور آشکارسازی و تعیین وسعت مناطق دچار حریق در نخلستانهای شهر خور از توابع استان اصفهان استفاده کردند. برای شناسایی آتش پس از انجام تصحیحات رادیومتری و هندسی، با تعیین حد آستانه مناسب، نواحی دارای پتانسیل آتش مشخص گردید.
در این نواحی پیکسلهایی که درجه حرارت روشنایی آنها در باند 22 کمتر از 293 درجه کلوین و میزان انعکاس طیفی آنها در باند 2 کمتر از 0/3 و اختلاف دمایی باند 22 و 31 کمتر از 10 درجه کلوین بود، به عنوان پیکسلهای دارای پتاسیل آتش علامتگذاری شدند و با تعیین حد آستانه و آزمونهای مختلف، اقدام به استخراج پیکسلهای آتش گردید.
پورشکوری الهده و همکاران [2] - 1390 - امکان کشف آتش فعال به کمک تصاویر سنجنده MODIS را در پارک ملی گلستان مورد بررسی قرار دادند. بدین منظور محدوده آتشسوزی گذشته با وسعت 57 هکتار با استفاده از GPS برداشت شد. همچنین تصاویر MODIS مربوط به روز قبل وقوع، روز وقوع و روز بعد از وقوع آتش سوزی از دو ماهواره Terra و Aqua دریافت و به کمک الگوریتم جهانی کشف آتش مورد آنالیز قرار گرفت. نتایج نشان داد که آتشسوزی به وقوع پیوسته با استفاده از تصاویر ماهوارهای Aqua قابل شناسایی بوده اما با تصاویر Terra قابل شناسایی نیست.
تقی زاده و همکاران [3] - 1390 - الگوی زمانی و مکانی آتشسوزیهای به وقوع پیوسته در عرصه-های منابع طبیعی شمال کشور را با استفاده از محصول آتش MODIS در دوره زمانی 2001 تا 2010 مورد بررسی قرار دادند. نتایج نشان داد که بیشتر آتشسوزیهای کشف شده توسط سنجنده MODIS مربوط به سوزاندن پس-چر محصولات کشاورزی است و 12.8 درصد این آتشسوزیها در در عرصههای منابع طبیعی - شامل جنگل و مرتع - به وقوع پیوسته است.
زهری و همکاران [4] - 1390 - صحت محصولات آتش MODIS را با استفاده از داده-های زمینی در جنگلهای گلستان مورد بررسی قرار دادند. هدف از این تحقیق دقت الگوریتم شناسایی آتشسوزی MODISبرای شناسایی آتش در ساعات اولیه بود. نتایج نشان داد که از 42 آتش اتفاق افتاده در تاریخهای بررسی شده،29 آتش توسط این الگوریتم مشخص شده و 3 هشدار اشتباه در محصولات MODIS وجود داشت که نشان-دهنده صحت نسبتاً خوب این محصولات میباشد.
لذا با توجه به اهمیت کشف به موقع آتشسوزی در عرصههای جنگلی،هدف از انجام این تحقیق شناسایی آتشسوزیهای فعال - پیکسلهای آتش - در محدوده جنگلهای بخش سه نکا-ظالمرود با استفاده از محصول آتش سنجنده MODISو صحتسنجی آن بر اساس دادههای واقعی آتشسوزی به وقوع پیوسته در سال 2010 و 2011 در منطقه مورد مطالعه میباشد.
