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Sistema de alerta
temprana de incendios
forestales
M. Geóg. María Isabel Cruz López Subcoordinadora de Percepción RemotaCONABIO
Objetivo
Generar información, en forma operacional, para la atención de incendios forestales usandodatos satelitales como insumo principal.
Temas
Antecedentes•Imágenes de satélite•Antecedentes e historia
Sistema de alerta temprana de incendios
Usuarios y colaboraciones
•Concepto y componentes•Alerta•Monitoreo (puntos de calor)•Impacto (áreas quemadas)•Sistema de alerta temprana de incendios
Acciones al futuro•Colaboraciones
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Sistema de recepción (antecedentes)
• Febrero 2001 Instalación de la antena para recibir imágenes AVHRR• Octubre de 2002 Instalación de la antena para recibir imágenes MODIS• Mayo 2004 Deja de funcionar la recepción de imágenes AVHRR • Junio de 2007 Adaptación para la recepción de imágenes AVHRR• Marzo de 2012 Adaptación para la recepción de imágenes VIIRS• Enero 2015 Nuevo sistema
Sistema de recepción de imágenes de satélite en la CONABIO
Componentes del sistema
Satélites de observación de la Tierra Sistema de rastreo y recepción Sistema de procesamiento
Imagen MODIS 22 de julio 2014
Fuente: NASA
Productos con diferentes niveles de procesamiento
PDSMODMYD
SDR Sensor Data Record EDR Environmental Data Record
MODIS VIIRS
Satélites
TarraAqua
• 36 bandas (0.4 a 14. 4 um)
• Tres resoluciones espaciales: 250 m, 500 m y 1000 m.
• 4 imágenes nocturnas y 4 diurnas
Sensores
Suomi-NPP
• 21 bandas (0.4 a 12 um)
• Dos resoluciones espaciales: 371 m y 742 m.
• 2 imágenes nocturnas y 2 diurnas
MODIS
VIIRS
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Antecedentes: situación 1998
Número de incendios: 14,445Superficie quemada: 849,632 ha.
Respuesta CONABIO:
1998 1999 2000 20042001 20032002 2005 2006 2007
Automatización del programa
Deteccióncon imágenes
AVHRR y MODIS
Detección de incendios Imágenes
DMSP
Reducción del tiempo de respuesta
Publicación de información
de Guatemala
Índice de propagación
Inicio Programa para la detección
de incendios. Imagenes AVHRR
Adaptación del programa, requerimientos de usuarios
Publicación para Centroamérica
2008 2009 2010
Registro para recibir e-mail
desde la página web
Puntos de calor en formato KML “google earth”
Nueva página de incendios
Implementación del Índice de anomalía de vegetación y modelo
de humedad
2011
Sistema de alerta temprana
Contribuir con información en la atención de incendios forestales
Historia
2012
Prototipo producto de
áreas quemadas
2013 2014
Nueva página de incendios
Deteccióncon
imágenesVIIRS
2015
Nueva antena de recepción
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Sistema de alerta temprana de incendios forestales
Concepto
¿Qué es alerta temprana?
Es el conocimiento temprano de las condiciones extremas de peligro deincendios en el futuro, a diferencia del peligro de incendio que se consideracomo una medida del potencial para que un incendio inicie, se propague y elprovoque daños (de Groot, 2011).
Es un sistema que genera información en forma operacional para la atención deincendios forestales, usando datos satelitales como insumo principal.
¿Qué es el sistema de alerta temprana de incendios desarrollado por la CONABIO?
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Componentes del sistemaProductos
Monitoreo (durante)
Detección de incendios forestales
Alerta (antes)
Identificación de áreas quemadas
Impacto (después)
Coordenadas geográficasTipo de vegetación Estado/municipioÁrea natural protegidaInclinación del suelo
Alerta temprana (antes)
a) Índice de anomalía de vegetación
Baja Moderada Alta
b) Modelo de humedad del combustible
1 -3 % 3 -5 % 5 -8 %
Imágenes satelitales
Alerta temprana
Está conformada por el peligro de propagación (una vez que se presente el fuego), basadoexclusivamente en las condiciones de la vegetación, usando dos productos derivados de informaciónsatelital: el índice de anomalía de la vegetación (que evalúa el combustible vivo) y un modelo dehumedad del combustible muerto.
Índice de anomalía de la vegetación Modelo de humedad de combustible
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El índice de anomalías de la vegetación es el resultado de la comparación del NDVI actual con unNDVI estimado para la misma fecha, con base al comportamiento histórico del NDVI calculado conla técnica de análisis armónico de serie de tiempo (HANTS por sus siglas en inglés HarmonicAnalysis Time Series), considerando diez años de información satelital.
NDVI Actualabril de 2013
Índice de anomalía de la vegetación
NDVI estimadoabril
- =
Índice de anomalía de la vegetación
Imágenes históricas120 meses
Alerta
El modelo tiene la finalidad de calcular lahumedad del combustible muertodepositado en la superficie. Para ello semodela el flujo de humedad de un día aotro con base a las condicionesatmosféricas, utilizando las siguientesvariables:
•Tiempo de duración de las precipitaciones•Humedad atmosférica relativa•Temperatura superficial del suelo• Estimación de la humedad del combustible del día anterior•Tipo de combustibles por humedad
Modelo de humedad del combustible muerto
Imagen modis
Imagen GPM
Temperatura
Humedad relativa
Temperatura de la sup.
Duración de la precipitación
Humedad del día
anterior
MDT
Temp. Punto de rocío
Tipo Espesor
1 hr (hojas y ramas finas) Menores a 0.65 cm
10 hr (ramillas) Entre 0.65 cm y 2.5 cm
100 hr (ramas) Entre 2.5 cm y 7.6 cm
1000 hr (ramas gruesas
troncos)
7.6 cm y mayores
Alerta
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Detección y monitoreo de incendios
El objetivo es la detección de puntos de calor a partir de imágenes de satélites diarias, yla caracterización del sitio. La información se envía por correo electrónico y se publica enla página web de la CONABIO.
Concepto de punto de calor
Es un punto sobre la superficieterrestre que emite la suficientetemperatura para que el píxel de laimagen de satélite cumpla con losumbrales de temperatura y pruebasde contexto.
El tamaño exacto del probable incendioforestal no puede ser calculado, se sabe queal menos un evento de alta temperatura selocaliza dentro del píxel de 1 km.
Imagen de satélite AWIFS
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Caracterización del sitio
Sobrepocisión de la cartografía
Se obtiene las diferentes clases de cada mapa por cada píxel.Se genera un tabla con el contenido
Coordenadas geográficas:
Generación de shapefilePuntos Polígonos
Pastizal cultivado
Bosque de pino
Pastizal cultivadoSelva baja
100o 12´47´´ Oeste25o 22´33´´ Norte
Objetivo:Conocer las características del sitio en el cual se localiza el punto de calor
Impacto de incendios (áreas quemadas)
Identificar el área quemada por los incendios forestales usando imágenes de satélite, basados en tres principios:
•Presencia de combustible (vegetación).•Cambios bruscos en los índices espectrales.•Permanencia del cambio en el tiempo.
Respuesta espectral de tres ambientes distinto en una imagen MODIS
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
RED NIR SWIR
Área quemada Vegetación Sin vegetación
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Comparación de imágenes (al menos una imagen antes y una después del incendio)
•Seleccionar imágenes (misma hora aprox.)•Seleccionar píxeles no contaminados por nubes, sombras, humo.•Calcular dos índice espectrales
oEVI (Índice mejorado de vegetación)oNBR
•Comparar los índices•Verificar con puntos de calor•Obtención del área quemada
ProcesoImpacto
3 de marzo de 2011RGB 7,2,1
25 de mayo de 2011RGB 7,2,1
El sistema en la web de la CONABIO
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1999 2000
2009 2014
Versiones de la página web
Nueva versión de la página web
http://incendios.conabio.gob.mx/
Incluye puntos de calor detectados con MODIS y VIIRS
Cambió la presentación de la información de tabla a mapa dinámico
El sistema muestra los puntos de calor de las últimas 24 horas
Consultas avanzadas
Versión 4, 2014
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Consultas avanzadas
Usuarios y colaboraciones
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Usuarios
México
Comisión Nacional Forestal Comisión de Áreas Naturales Protegidas Telmex SEMARNAT Gobiernos de los estados Universidades SAGARPA CENAPRED (Atlas de Riesgos)
Centro América
Honduras
Nicaragua
Guatemala
Costa Rica
Belice
Envío de correo electrónico por cada imagen procesadaConsulta a la página web diariamente
Colaboraciones
Grupo intersecretarial de apoyo para la protección de incendios forestales
Actualización de la Norma Oficial Mexicana NOM-015 sobre el uso del fuego
Suministro periódico de puntos de calor a la Comisión de Áreas Naturales Protegidas
Instituto de Geografía. Detección de puntos de calor con imágenes ABI (AdvancedBaseline Imager– GOES-R
Participación con la REDLATIF desde 2005
Red mundial sobre incendios forestales desde 2007
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Colaboración en el sistema de peligro de incendios
Colaboración con la Universidad Juárez de Durango (responsables del proyecto)Colaboración con el INPE
Implementación del algoritmo de Riesgo de Fuego desarrollado por el INPE en la CONABIO
Principio básico
Cuantos más días sin lluvia seguidos se presentan, mayor es el riesgo de que la vegetación se queme.
Objetivo: determinar que tan propicia está la vegetación para ser quemada.
Colaboración en el sistema de peligro de incendios
1. Adecuación del modelo de humedad con datos meteorológicos pronosticados del modelo WRF (Weather Research and Forecasting Model), proporcionado por el Servicio Meteorológico Nacional.
2. Instalar el modelo en un servidor de la CONAFOR
3. Áreas quemadas
Imágenes MODIS (instalación del algoritmo 500 m)
Imágenes LandsatDesarrollo de una aplicación para identificación de áreas quemadas
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Acciones al futuro
• Sustitución de las imágenes MODIS por VIIRS para los productos de alerta
• Actualizar la página web
• Análisis de los puntos de calor asociado a cambio de cobertura
Grupo de trabajo
• Laura González
• Humberto Muñoa
• Silvestre Ruíz
• Martín Cuahutle
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¡Gracias!