![Page 1: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/1.jpg)
Satelliittikuvat metsäpalojen havainnoinnissa – esimerkki reaaliaikaisesta paikkatietojärjestelmästä
Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku
Yrjö Rauste, VTT
![Page 2: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/2.jpg)
202.12.11
Tavoitteet
Täydentää normaalein menetelmin havaittuja paloja satellittien avulla Havaita mahdollisimman monta paloa Havaita palot mahdollisimman nopeasti Havaita palot automaattisesti
![Page 3: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/3.jpg)
302.12.11
Johdanto - Projektihistoria YK:n luonnononnettomuusvuosikymmen 1990-luvulla Metsäpalojen havainnointi suomalaisena sovelluksena Ensimmäiset kokeet NOAA/AVHRR aineistolla 1993 VTT:n ja
Ilmatieteenlaitoksen yhteistyönä, Sisäministeriön rahoituksella Automaattinen prototyyppijärjestelmä NOAA/AVHRR aineistolla
palokaudella 1994 (VTT, IL, SM) Järjestelmä ollut käytössä kaikkina kesinä vuodesta 1994 alkaen
![Page 4: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/4.jpg)
402.12.11
Johdanto – Projektihistoria 2 ESA:n rahoittama FF-Operat projekti 1999-2001:
NOAA/AVHRR aineiston lisäksi ERS/ATSR aineistoa Kuvadatan kalibointi (näkyvän valon kanavat reflektanssiksi,
lämpökanavat kirkkauslämpötiloiksi) Yhteenvetokartta havaituista paloista Internetiin Projektissa mukana myös metsäpaloriskit ja muita parthenereita
VTT:n ja IL:n lisäksi: EU:n yhteinen tutkimuskeskus JRC ja Space Systems Finland
Kesä 2003 (VTT, IL, Sisäministerö): Yhteenveto palokartta päivitetty jokaisen satelliittiylityksen jälkeen
(lähes reaaliaikainen kartta) Paloraportit sähköpostitse niihin hätäkeskuksiin, joissa mahdollista
käyttää
![Page 5: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/5.jpg)
502.12.11
Satelliittiaineiston mahdollisuudet
Landsat sarja: hyvä resoluutio (30 m), kuvaustiheys kerran 16 päivässä (Suomen leveyksillä kerran 8 päivässä) = > kuvia liian harvoin
NOAA/AVHRR sääsatelliittijärjestelmä: resoluutio parhaimmillaan (kuvan keskellä 1.1 km), kuvia noin 2 kertaa päivässä per satelliitti, tällä hetkellä 4 käyttökelpoista satelliittia => kuvia usein, mutta resoluutio heikohko, mistä seuraa heikohko herkkyys paloille
Aqua ja Terra/MODIS: resoluutio keski-infrakanavilla noin 1 km, kuvia noin 2 kertaa päivässä => hyvin saman tyyppistä aineistoa (palohavainnoinnin kannalta) kuin NOAA/AVHRR, mutta kuvia harvemmin
Tutkasatelliitit: resoluutio hyvä, monissa järjestelmissä myös kuvaustiheys, mutta herkkyys paloille lähes olematon => ei sovellu palojen havaitsemiseen (paloarpiin rajoituksin)
![Page 6: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/6.jpg)
602.12.11
Havaintofysiikka
![Page 7: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/7.jpg)
702.12.11
NOAA satelliitti,jossa AVHRRsensori
AutomaattinenPalonhavaitse-misjärjestelmä
Hätäkeskukset japalokunnat
Datavuo kaavio/NOAA AVHRR
![Page 8: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/8.jpg)
802.12.11
Kuuman kohteen havaitseminen AVHRR-kanavalla 3 (3.7 m, keski-IR)
Kanava 2 (NIR), ja 4 (terminen IR) pilvimaskauksessa
Kuvausgeometria heijastuksista johtuvien väärien hälytysten karsinnasssa
Palonhavaitsemisalgoritmi
![Page 9: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/9.jpg)
902.12.11
Heijastuksista johtuvat väärät hälytykset/Kuvausgeometria
Heijastukset useimmiten tapahtuvat vaakasuorista tasaisista pinnoista kuten vedenpinta, pilvikerroksen yläpinta tai sumu- tai usvakerroksen yläpinta
Vettä voi olla muuallakin kuin vesistöissä: lumen sulamisvedet suolla, erilaiset tulvat
Kulmaehto käytössä koko kuva-alalle
Lasketaan kulma c auringosta tulevan, vaakasuorasta pinnasta heijastuvan säteen ja havaintosäteen välillä
Jos kulma c yli 25 astetta, väärä hälytys
![Page 10: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/10.jpg)
1002.12.11
Järjestelmäympäristö
Palohavainnointijärjestelmän pitää olla täysin automaattinen Järjestelmän täytyy toimia luotettavasti vuorokauden ympäri noin 4
kuukautta Kuva-aineiston syöttö järjestelmään pitää tapahtua nopeasti Palvelin, joka on ympäri vuorokautisessa operaattorien valvonnassa Unix/Linux-tyyppinen palvelin Ilmatieteen laitoksessa valittiin
järjestelmäalustaksi
Mahdolisimman vähän valmisohjelmien käyttöä Riippumattomuus lisenssiehdoista ja eri toimijoiden ylläpito- ja
versiopolitiikasta
![Page 11: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/11.jpg)
1102.12.11
Hätäkeskusalueet 2010 (ja 2011)
![Page 12: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/12.jpg)
1202.12.11
Systeemikaavio
Palohavainnointijärjestelmä
NOAAvastaanottoKumpula
ModisvastaanottoSodankylä
Hälytys-E-mail
NOAAsatelliititAVHRR
Terra, AquasatellititModis
![Page 13: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/13.jpg)
1302.12.11
Oikaisun periatteet
BA Lähtökohtana satelliitin rataparametrien
avulla laskettu säännöllinen verkko sijaintipiteitä kuvan linja-sarakekoordinaatistossa
Oikaisuun tarvitaan säännöllinen pisteistö karttakoordinaatistossa
Sijaintipisteverkon kääntäminen Projektiivisen geometrian menetelmin
haetaan input verkkosolun sivujen leikkauspiste ja määritetään interpolointisuhteet A ja B
![Page 14: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/14.jpg)
1402.12.11
Näytteistys (Resampling)
Kuvan oikaisu vaatii aina pikseliarvojen määrittämisen sellaisiin sijainteihin (pikselien väleihin), joissa alkuperäisessä kuvassa ei mitattua arvoa
Klassiset 3 menetelmää palohavainnoinnin kannalta: Nearest neighbour
Toimii, mutta aiheuttaa +/- 0.5 pikselin siirtymiä satunnaisjakaumalla
Bi-linear interpolation Taipumusta katkaista huippuarvoja => ei sovi palohavainnointiin
Cubic convolution (3. asteen splini) Siistiä kuvaa ilman siirrosartifakteja Voi liioitella huippuarvoja korkean kontrastin rajoilla, esim. tumma
meri vs. kirkas, valkoinen pilvi => ei sovi palohavainnointiin
![Page 15: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/15.jpg)
1502.12.11
Palohavainnointijärjestelmän tulosteet
![Page 16: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/16.jpg)
1602.12.11
Yhteenveto palokartta Internetissä
![Page 17: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/17.jpg)
1702.12.11
Paloraportit
Paloraportin keskeisin tieto on palon sijainti Tieto siitä, milloin rekisteröidyssä kuvassa palo on havaittu, on myös
tärkeä Karttaesitys palon sijainnista suotava Paloraportteihin lisätään myös säätietoa paloviranomaisia varten:
Tämän hetkinen sää Lyhyen ajan ennuste tuulesta ja sateesta Säätiedot haetaan IL:n säätietokannasta, mikä vaatii noin 1.5 minuutin
viivästyksen paloraporttien lähetyksessä
![Page 18: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/18.jpg)
1802.12.11
![Page 19: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/19.jpg)
1902.12.11
![Page 20: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/20.jpg)
2002.12.11
E-Mail palo- raportti
![Page 21: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/21.jpg)
2102.12.11
E-Mail raport- tiin linkitet- ty kartta
![Page 22: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/22.jpg)
2202.12.11
E-mail paloraportti + KML-tiedosto liitteenä
![Page 23: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/23.jpg)
2302.12.11
Havaitut palot/järjestelmän suorituskyky
![Page 24: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/24.jpg)
2402.12.11
Esimerkki havaitsematta jääneestä palosta: Lieto 11.9.2004
File: n150409111530b3.wd (1540 records by 1540words)Lin/Col: 770 771 772 773 774
972: 28568 28533 28464 28517 28500973: 28568 28551 28500 28482 28500974: 28585 28551 30453 29535 28500975: 28634 29070 30453 28482 28464976: 28601 28618 28618 28464 28482977: 28618 28618 28601 28551 28446
Ohut cirrus pilvi Kirkkauslämpötila 3.7 m:n
kanavalla vain 304.53 K, kun havaitsemiskynnykseksi on asetettu 318 K
![Page 25: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/25.jpg)
2502.12.11
Total: 2417 (incl. 510 Modis) scenes processed (in 2009 2916/541)
![Page 26: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/26.jpg)
2602.12.11
Total: 948 fire observations (incl. 159 Modis) in the wholearea (1819/262 in 2009)
![Page 27: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/27.jpg)
2702.12.11
![Page 28: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/28.jpg)
2802.12.11
![Page 29: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/29.jpg)
2902.12.11
Time from Beginning of Image Acquisition
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
Delay(m
in) 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55
Fire Alert (E-mail) Sent in Minutes (mean = 28.5 minutes, excluding outliers)
Nu
mb
er
of
Fir
es
![Page 30: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/30.jpg)
3002.12.11
Lähetetyt paloraportit ja saadut verifikaatiovastaukset
Paloraportit (hälytysviestit) sisältävät pyynnön vastata ja kertoa, millaisesta palosta oli kysymys
Lähetettyjen paloraporttien lukumäärä ja saadut vastaukset kesällä 2010:
![Page 31: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/31.jpg)
3102.12.11
Palohavaintojen tyypit
Paloviranomaisilta saaduista vastauksista voidaan seuratapalojen tyyppejä sekä mahdollisten väärien hälytysten määrää
Vastaukset käsitellään yksitellen ja kirjataan Sisäministeriölle tehtävään raporttiin
Esimerkki palohavaintotyyppien yhteenvedosta kesältä 2010:
![Page 32: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/32.jpg)
3202.12.11
1996
![Page 33: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/33.jpg)
3302.12.11
1997
![Page 34: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/34.jpg)
3402.12.11
1998
![Page 35: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/35.jpg)
3502.12.11
1999
![Page 36: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/36.jpg)
3602.12.11
2000
![Page 37: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/37.jpg)
3702.12.11
2001
![Page 38: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/38.jpg)
3802.12.11
2002
![Page 39: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/39.jpg)
3902.12.11
2003
![Page 40: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/40.jpg)
4002.12.11
2004
![Page 41: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/41.jpg)
4102.12.11
2005
![Page 42: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/42.jpg)
4202.12.11
2006
![Page 43: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/43.jpg)
4302.12.11
2007
![Page 44: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/44.jpg)
4402.12.11
2008
![Page 45: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/45.jpg)
4502.12.11
2009
![Page 46: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/46.jpg)
4602.12.11
2010
![Page 47: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/47.jpg)
4702.12.11
2011
![Page 48: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/48.jpg)
4802.12.11
Johtopäätökset
NOAA/AVHRR pohjainen palonhavainnointi toimii hyvin edellyttäen, että NOAA-satelliitteja (tai vastaavia) on riittävän monta (yli neljä)
Korkean resoluution satelliiteilla kuvaustiheyden saaminen edes lähelle NOAA/AVHRR-sarjan kuvaustiheyttä vaatisi valtavan suuret investoinnit satelliittikonstellaatioon
Satelliittipohjaiset metsäpalohavainnot voivat vain täydentää muilla menetelmillä havaittuja paloja; esimerkiksi täysin pilvisellä säällä optiset satelliitit eivät voi havaita paloja
Satelliittipohjainen metsäpalohavainnointi eräänlainen viimeinen oljenkorsi tapauksissa, joissa kukaan ei liiku metsäalueilla lähellä paloa
![Page 49: Lounaispaikan Paikkatietopäivän 2.12.2011, Turku Yrjö Rauste, VTT](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081419/568157ad550346895dc53ae7/html5/thumbnails/49.jpg)
4902.12.11
VTT luo teknologiasta liiketoimintaa