En los últimos tiempos hemos visto el aumento de grandes incendios en nuestro país, especialmente severos en el noroeste peninsular. Las causas de estos incendios no se pueden achacar a un único factor, son muchos los factores y condicionantes causantes de los mismos. Negligencias de las personas, cambio climático, abandono de los montes o intereses económicos son sólo algunos de los más conocidos.
Este aumento de incendios hace cada vez más necesario contar con las posibilidades que nos ofrecen las nuevas tecnologías para el estudio y control de estos fenómenos. Así, en los últimos años han aparecido cada vez mayores desarrollos en teledetección en incendios forestales con satélites cada vez más especializados, tratamientos de sus imágenes más avanzadas y mejores herramientas de cartografía de los mismos.
Entre todos estos métodos avanzados de detección y cartografía de incendios, vamos a mostrar a continuación un método sencillo que permita realizar acotamientos de grandes incendios y hacerse una buena idea de la extensión de los mismos. Este método consiste en cartografiar el perímetro aproximado de los puntos calientes detectados por los sensores VIIRS y MODIS de los satélites Suomi, y los satélites Aqua y Terra respectivamente. Puedes comprobar estos puntos de incendios de las últimas 24 y 48 horas en nuestro Mapa Web de incendios en tiempo real (cambiando entre las capas de incendios MODIS 24h, MODIS, 48 h, VIIRS 24h y VIIRS 48h, además de las ortofotos del PNOA máxima actualidad del Instituto Geográfico Nacional para toda España): https://forestryqgis.github.io/WebMapFires
Estos puntos calientes detectados también pueden ser descargados en formato vectorial (https://firms2.modaps.eosdis.nasa.gov/active_fire) y a partir de ellos en cualquier GIS como QGIS se pueden digitalizar los polígonos de perímetro aproximado de los incendios forestales detectados en tiempo real por estos sensores. Se debe recordar que pueden existir pequeños incendios que no sean detectados y que la digitalización del perímetro de los incendios a partir de estos puntos calientes es una aproximación grosera. Con esta digitalización buscamos una primera aproximación de la localización y extensión del incendio, pero no una digitalización precisa. Normalmente la extensión real del incendio será inferior a la digitalizada a partir de los puntos calientes, ya que pueden existir zonas dentro de ese perímetro que no hayan sido calcinadas.
Por otra parte, la precisión de la localización de los puntos calientes también depende del sensor, siendo de 375 m en el caso del VIIRS y de 1 km en el caso del MODIS. Cada puntocaliente mostrado hace referencia al punto central del pixel en el que se ha detectado al menos un incendio. En la imagen siguiente se ve cómo se procesan los datos de puntos calientes en función del tamaño de pixel (de 375 m para el VIIRS o de 1 km para el MODIS mostrado en esta imagen):
Para una cartografía y un estudio más detallado de los incendios, se necesitan imágenes satelitales de mayor resolución como las de Landsat 8 o Sentinel 2. El satélite Sentinel 2 pertenece al programa Copernicus dirigido por la Comisión Europea en colaboración con la Agencia Espacial Europea (ESA). Captura imágenes multiespectrales 13 bandas entre las longitudes de onda del espectro electromagnético de 0,444 μm a 2,191 μm.
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| Satélite Sentinel 2 |
Por su parte el satélite Landsat 8 de la NASA y el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS), captura 11 bandas mediante los sensores OLI (longitudes de 0,435 μm a 2,294 μm de espectro óptico) y TIRS (longitudes de 10,60 μm a 12,51 μm del espectro térmico).
Las diferentes combinaciones de sus bandas permiten identificar con claridad las zonas afectadas por incendio forestal, pudiendo digitalizar a partir de ellas la superficie afectada. Así en la siguiente imagen del satélite Sentinel 2 vemos como mediante la combinación 12-8-4 de sus bandas destaca con claridad la zona afectada por incendio en color rojo:
Por otra parte el contraste radiométrico, obtenido con estas imágenes de satélite, que presenta la vegetación sana entre las bandas del rojo e infrarrojo cercano respecto a la enferma o quemada permite calcular mediante combinación aritmética de estas bandas distintos índices espectrales de vegetación que informan del estado de esta vegetación. Entre estos índices destaca el NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) calculado a partir de la diferencia de los valores de reflectividad en las bandas roja e infrarroja dividido por su suma. Sus valores oscilan entre -1 y 1, considerando zonas con vegetación a partir de 0,2 a 1 y zonas sin vegetación por debajo de 0,2. La vegetación quemada presentará valores de NDVI más bajos a los de la vegetación sana, debido a la reducción de su reflectividad en estas dos bandas.
En la imagen animada siguiente, mostramos un ejemplo de NDVI calculado a partir de la imagen sentinel 2 anteriormente mostrada, para una zona del concejo asturiano de Degaña. Vemos aquí como destaca en color rojo la zona con NDVI inferior a 0,2 correspondientes a las zonas sin vegetación y a las afectadas por incendio.
En estas imágenes se comprueba la diferencia visible con el NDVI después del incendio (NDVI after) respecto a su estado anterior al incendio (NDVI before). Así, mediante la resta de ambos ráster con los NDVI posterior y anterior al incendio, se obtendrá la zona que ha sufrido el incendio (aquellas zonas con valores negativos del resultado de la resta de los ráster).
Finalmente mediante su vectorización y extracción de las zonas de valor negativo (correspondientes a incendio), podemos obtener la cartografía del incendio. En este archivo, ya vectorizado, podemos calcular la superficie del incendio entre otras operaciones que nos permitirán realizar un estudio mucho más detallado del incendio.
La precisión a la hora de obtener estas superficies quemadas dependerá de factores como las condiciones de la imagen satelital, el tipo de zona de cada incendio, las especies afectadas o la época del año en que se tomen las imágenes, así como la experiencia en el tratamiento de esta información.
Hemos visto así como con los puntos calientes podemos obtener una primera aproximación en vivo de la localización e importancia de los incendios forestales. Mientras que gracias a la comparación del NDVI de una zona antes y después del incendio, a partir de imágenes de satélite de alta resolución, se pueden delimitar cartográficamente las zonas afectadas por un incendio forestal con alta precisión. Estas son sólo algunas de las técnicas empleadas en la cartografía de incendios forestales, son también habituales otros métodos avanzados como las clasificaciones supervisadas y la utilización de software específico para estudios de gran precisión.
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| Satélite Landsat 8 |
Las diferentes combinaciones de sus bandas permiten identificar con claridad las zonas afectadas por incendio forestal, pudiendo digitalizar a partir de ellas la superficie afectada. Así en la siguiente imagen del satélite Sentinel 2 vemos como mediante la combinación 12-8-4 de sus bandas destaca con claridad la zona afectada por incendio en color rojo:
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| Combinación de bandas 12-8-4 sentinel 2. En rojo destaca la zona quemada. |
En la imagen animada siguiente, mostramos un ejemplo de NDVI calculado a partir de la imagen sentinel 2 anteriormente mostrada, para una zona del concejo asturiano de Degaña. Vemos aquí como destaca en color rojo la zona con NDVI inferior a 0,2 correspondientes a las zonas sin vegetación y a las afectadas por incendio.
En estas imágenes se comprueba la diferencia visible con el NDVI después del incendio (NDVI after) respecto a su estado anterior al incendio (NDVI before). Así, mediante la resta de ambos ráster con los NDVI posterior y anterior al incendio, se obtendrá la zona que ha sufrido el incendio (aquellas zonas con valores negativos del resultado de la resta de los ráster).
Finalmente mediante su vectorización y extracción de las zonas de valor negativo (correspondientes a incendio), podemos obtener la cartografía del incendio. En este archivo, ya vectorizado, podemos calcular la superficie del incendio entre otras operaciones que nos permitirán realizar un estudio mucho más detallado del incendio.
La precisión a la hora de obtener estas superficies quemadas dependerá de factores como las condiciones de la imagen satelital, el tipo de zona de cada incendio, las especies afectadas o la época del año en que se tomen las imágenes, así como la experiencia en el tratamiento de esta información.
Hemos visto así como con los puntos calientes podemos obtener una primera aproximación en vivo de la localización e importancia de los incendios forestales. Mientras que gracias a la comparación del NDVI de una zona antes y después del incendio, a partir de imágenes de satélite de alta resolución, se pueden delimitar cartográficamente las zonas afectadas por un incendio forestal con alta precisión. Estas son sólo algunas de las técnicas empleadas en la cartografía de incendios forestales, son también habituales otros métodos avanzados como las clasificaciones supervisadas y la utilización de software específico para estudios de gran precisión.
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