Forest fire analysis using satellite imagery

Abstract

Ülkemizde Akdeniz ve güney Ege Bölgeleri'nde özellikle Temmuz ve Ağustos aylarında çok yüksek seviyelere ulaşan sıcaklıklar, düşük nem ile birleştiğinde orman alanları açısından tehlike arz etmektedir. Bununla birlikte istatistikler, günümüzde hızla artan arazi ihtiyacı doğrultusunda orman yangınlarının büyük bölümünün; her ne kadar önlem alınmaya çalışılsa da, insan kaynaklı olduğunu göstermektedir. İster doğal ister kasıtlı yolla meydana gelmiş olsun, kısa sürede çok büyük hasara yol açan orman yangınları; öncesi, esnası ve sonrası safhaları olmak üzere gelişen yeni uydu teknolojileri beraberinde analitik bir yöntem ile izlenmelidir. Afet yönetimi, uzaktan algılama uygulamaları içerisinde önemli bir yere sahip olup; günümüzde en sık meydana gelen doğal afetlerden biri olan orman yangınları, uydu görüntüleri ile etkili bir biçimde değerlendirilebilmektedir.Uzaktan algılama ve coğrafi bilgi sistemleri (CBS) yangın izleme ve değerlendirme açısından birlikte üstün bir yaklaşım sağlar. Özellikle önleme, hasar analizi ve izleme aşamalarında uzaktan algılama uyduları ile elde edilen görüntüler zengin spektral ve mekansal bilgi içeren sinoptik bir veri seti sağlar. Yangın açısından yüksek risk faktörüne sahip orman alanları açısından değerlendirildiğinde, bir coğrafi bilgi sisteminin meteorolojik, fiziksel, ekolojik ve lojistik veriler gibi anahtar özelikleri bir arada işleme olanağı sağlaması, önleme ve erken müdahale planlarının oluşturulması yanı sıra, olası bir yangın sonuncunda oluşacak hasarın önceden analizi için imkan yaratır.Bu çalışmada sürecinde, yangın sonrası hasar tespiti konulu uzaktan algılama ve CBS uygulaması gerçekleştirtmiştir. 31 Temmuz ? 5 Ağustos 2008 tarihleri arasında Antalya ili, Manavgat ve Serik İlçelerinde etkili olan orman yangını, SPOT 4 uydu görüntüleri ve uzaktan algılama analiz teknikleri ile değerlendirilmiştir. 20 metre çözünürlüklü ham uydu veri setinin spektral analizi ardından, görüntüye NDVI dönüşümü uygulanmıştır. Ardından, tamamen gerçekleştirmiştir yanan ve kısmi hasar gören orman alanlarının miktarının tespitine yönelik sınıflandırma teknikleri uygulanarak, sınıflandırma doğrulukları hesaplanmıştır. Yanan ve hasarlı alanın doğru hesaplanması açısından önem taşıyan geometrik düzeltme işlemi ardından, sonuçlar mevcut dijital amenajman haritaları ile ArcGIS ortamında ilişkilendirilerek ileri analizler gerçekleştirilmiştir.Anahtar sözcükler: Uzaktan Algılama, SPOT 4, NDVI, CBS, Antalya, Orman Yangını

Along the Mediterranean and southern Aegean regions of Turkey especially during July and August, high temperature combined with low humidity poses a grave danger for forest terrain in terms of wildfires. As the statistics verify that vast majority of the forest fires are human induced due to increasing demand for land, whether the cause of fire is natural or intentional the damage is rapid and should be monitored in stages of before, during and after. Remote sensing having a significant place in hazard monitoring and evaluation; is able to provide multispectral satellites images of the fire zones for analysis and information extraction.Remote sensing and geographical information systems (GIS) together define a superior approach to fire monitoring and assessment. Especially for the stages of containment, damage analysis and monitoring, images acquired from remote sensing satellites provide synoptic data with rich spatial spectral information. In case of a high risk fire zone an information system is able to integrate key features such as metrological, transportation, physical, ecological and logistic data to carry out containment plans beforehand as well as damage analysis after a possible fire.Through out this study, an application of remote sensing and GIS in a wildfire damage analysis and assessment scenario was performed. Damage assessment for the wildfire that took place between July 31st and August 5th, 2008 effective at Antalya province, Manavgat and Serik municipalities was accomplished by processing a SPOT 4 satellite image and integrating with local forestry data within ArcGIS environment. Spectral analysis and NDVI transformation was applied on post fire SPOT 4 satellite image acquired on August 7th, 2008, having 20m spatial resolution. Multispectral classification methods were next applied and classification accuracy assessments were performed. After, geometric corrections were carried out for accurate area calculations; classification results are integrated with local forest management data within ArcGIS to perform further analysis.Keywords: Remote Sensing, SPOT 4, NDVI, GIS, Antalya, Wildfire