Análisis de la severidad de incendios forestales en Baleares mediante imágenes Sentinel-2

Introducción:

Sentinel-2 es una misión de observación terrestre desarrollada por la Agencia Espacial Europea (ESA) dentro del programa Copérnicus para desarrollar observaciones de la Tierra y dar servicios como el seguimiento de la evolución de los bosques, los cambios en la corteza terrestre y la gestión de los desastres naturales.

Está compuesto por dos satélites idénticos: Sentinel-2A y Sentinel-2B, que poseen una cámara multiespectral de alta resolución con 13 bandas en el Espectro visible, en el infrarrojo cercano e infrarrojos de onda corta además del espectro electromagnético.

La combinación de estas bandas nos permite analizar elementos específicos de la superficie terrestre. Así, para una fecha determinada, se pueden combinar las bandas 8 (Infrarrojo cercano, 842 nm) y la 12 (Infrarrojo medio de Onda Corta, 2190 nm) para calcular el índice NBR (Normalized Burn Ratio) mediante la siguiente fórmula: NBR=[B08-B12]/[B08+B12].

El índice NBR es el resultado de normalizar la diferencia de reflectancias entre estas bandas. El contraste entre las reflectancias de estas bandas está relacionado con la presencia de vegetación viva. La vegetación viva es muy reflectiva en la banda 8 (IR cercano) y no tanto en la 12 (IR medio), mientras que la que ha sufrido daños tiene cada vez valores de reflectividad más bajos en la banda 8 y más altos en la 12.

Comparando el NBR de una imagen anterior y el de otra posterior a un incendio forestal, se puede calcular la superficie afectada y comprobar los efectos del fuego sobre el medio ambiente, es decir, la severidad del incendio. Este índice se denomina dNBR y su fórmula es: dNBR=NBRpre-NBRpos.

Objetivos:

Con estos conceptos, se quiere analizar la severidad de los principales incendios forestales ocurridos en Baleares en lo que llevamos de año 2017. Además, se quiere comprobar si estos índices son válidos para incendios de poca superficie donde no se han visto afectadas especies arbóreas.

Metodología:

Las imágenes Sentinel utilizadas para el estudio se han descargado de la página Copernicus Open Acces Hub y han sido procesadas con el software libre QGIS.

Han sido analizados 10 incendios:

Paraje	Municipio	Fecha	Superf (ha)	Nivel
Miner Petit	Pollença	15/01/2017	17,60	0
Canal de Cala Saona	Formentera	20/05/2017	14,00	1
Es Pla-Cala Saona	Formentera	05/07/2017	10,20	1
Prat de Vila	Eivissa	06/03/2017	8,00	2
Cala Saona	Formentera	18/07/2017	5,16	0
Cala Gració	Sant Antoni de Portmany	08/08/2017	4,69	1
Port des Torrent	Sant Josep de Sa Talaia	13/06/2017	4,00	1
Salobrar	Calvià	02/05/2017	3,70	0
Puig d' en Trobat-Basset	Andratx	19/08/2017	3,60	0
Turitxant d'Alt	Escorca	18/03/2017	2,45	0

Se han buscado las imágenes disponibles anteriores y posteriores más cercanas a las fechas de los incendios donde la nubosidad no impidiera apreciar las superficies afectadas, y se ha calculado el índice dNBR, clasificándolo de la siguiente forma siguiendo la propuesta del USGS:

Nivel de severidad	dNBR
Regeneración alta (post-incendio)	-0,5 a -0,251
Regenerión baja (post-incendio)	-0,25 a -0,101
No quemado	-0,1 a 0,099
Baja	0,1 a 0,269
Media	0,27 a 0,439
Alta	0,44 a 0,659
Muy alta	0,66 a 1,3

Resultados:

A continuación se especifican los resultados obtenidos para cada incendio:

Miner Petit (Pollença-Mallorca) 15/01/2017

Superficie: 17,79 ha
Severidad: Baja = 66%; Media = 30%; Alta=4%

Canal de Cala Saona (Formentera) 20/05/2017

Superficie: 12,25 ha
Severidad: Baja = 38%; Media = 42%; Alta=20%

Es Pla-Cala Saona (Formentera) 05/07/2017

Superficie: 10,75 ha
Severidad: Baja = 41%; Media = 54%; Alta=5%

Prat de Vila (Eivissa) 06/03/2017

Superficie: 9,97 ha
Severidad: Baja = 71%; Media = 25%; Alta=4%

Cala Saona (Formentera) 18/07/2017

Superficie: 4,98 ha
Severidad: Baja = 49%; Media = 47%; Alta=4%

Cala Gració (Sant Antoni de Portmany-Eivissa) 08/08/2017

Superficie: 4,38 ha
Severidad: Baja = 38%; Media = 27%; Alta=35%

Port des Torrent (Sant Josep de Sa Talaia-Eivissa) 13/06/2017

Superficie: 3,47 ha
Severidad: Baja = 58%; Media = 37%; Alta=5%

Salobrar (Calvià-Mallorca) 02/05/2017

Superficie: 3,7 ha
Severidad: Baja = 14%; Media = 49%; Alta=37%

Puig d'en Trobat-Basset (Andratx-Mallorca) 19/08/2017

Superficie: 4,21 ha
Severidad: Baja = 34%; Media = 51%; Alta=14%; Muy Alta=1%

Turitxant d'Alt (Escorca-Mallorca) 18/03/2017

Superficie: 10,07 ha
Severidad: Baja = 28%; Media = 59%; Alta=14%

Conclusiones:

Se ha obtenido una superficie quemada total de 81,57 ha en los 10 incendios estudiados, donde la severidad ha sido baja en 38,86 ha (48%), media en 33,44 ha (41%), alta en 9,23 ha (11%) y muy alta en 0,04 ha (0%).

El cálculo de dNBR es un método muy eficaz para calcular la superficie y la severidad de los incendios forestales, incluso para conatos, como se ha comprobado en el incendio del Puig de Trobat-Basset, donde se delimita perfectamente un foco secundario de 0,6 ha.

También quedan bien reflejadas las áreas quemadas de matorral o de pastos altos, donde lógicamente por su carga de biomasa la severidad es menor que en las arboladas. Esto se puede comprobar en los incendios de Miner Petit y Turitxant d'Alt, donde gran parte de lo quemado son zonas rocosas de carritx (Ampelodesmos mauritanica).


Enlaces:
Sentinel 2 España:

http://www.esa.int/esl/ESA_in_your_country/Spain/SENTINEL_2
Sentinel-2 wikipedia:

https://es.wikipedia.org/wiki/Sentinel-2
Copernicus Open Access Hub:

https://scihub.copernicus.eu/
Step by step: Burn Severity with QGIS:
http://www.un-spider.org/node/10955
QGIS:
http://www.qgis.org/es/site/