BURN SCAR MAPPING AND FIRE DAMAGE A

BURN SCAR MAPPING AND FIRE DAMAGE ASSESSMENT USING ERS-2 SAR IMAGES
IN EAST KALIMANTAN, INDONESIA
Gernot RUECKER*, Florian SIEGERT **
*ZEBRIS Geographic Information Systems and Consulting, Munich, Germany
[e-mail]
** Faculty of Biology, University of Munich, Germany
[e-mail]
KEY WORDS: Radar, ERS-SAR, Hazards, Change Detection
ABSTRACT
Burn scar identification and fire damage assessment was done using ERS-2 SAR radar images in East
Kalimantan, an Indonesian province severely affected by wildfires during a drought period in 1997/1998. A total
of 46 ERS-2 SAR Precision Images were used to map the total burned area in the province. Effects of fire on
radar backscatter were investigated in test areas representing different degrees of fire damage that were visited
during ground and air surveys. The degree of accuracy of burn scar and fire damage mapping was assessed using
random samples of geocoded photographs and videotapes recorded during five air surveys and block forest
inventories in one damaged forest area. Changes in Radar backscatter induced by fire proved to be strong. In
images acquired during the drought period, a decrease of 2-4 dB was observed in burned areas. Under dry
conditions of three fire damage classes could be discriminated by different types and degrees of change to radar
reflectivity and image texture. The total fire-affected area was 5.2 Mio. ha. Mapping accuracy was assessed to be
higher than 90 percent for burn-scar identification, while the accuracy of discrimination of different damage
classes was less than 70 percent. Ground and aerial evidence suggest that the marked decrease in backscatter can
be attributed to the removal of the vegetation cover and subsequently higher contribution of backscatter from dry
soil. The high mapping accuracy for burn scars allows assessment of fire affected areas using standard ERS-2
satellite imagery to become operational.
KURZFASSUNG
In Ost-Kalimantan, einer während einer starken Trockenperiode 1997/98 schwer durch Vegetationsbrände
geschädigtem Provinz Indonesiens wurden Brandflächen und Feuerschäden mit Hilfe von ERS-2 SAR
Radarbildern kartiert. Insgesamt 46 ERS-SAR Precision Images wurden verwendet, um die gesamte Brandfläche
der Provinz zu erfassen. Zur Erforschung der Auswirkungen der Brände auf die Radar-Rückstreuung wurden
Testgebiete unterschiedlicher Schädigungsstufen untersucht, die bei Boden- und flugzeuggestützten Kampagnen
aufgesucht wurden. Die Genauigkeit der Kartierung wurde mit Hilfe zufällig ausgewählte Stichproben aus
geocodierten Fotografien und Videoaufnahmen, die während fünf Befliegungen aufgenommen wurden, und mit
Block-Inventuren in einem geschädigten Waldgebiet geschätzt. Änderungen in der Radar-Rückstreung waren
deutlich. In Bildern, die während der Trockenperiode aufgenommen wurden, betrug der Rückgang in
verbrannten Gebieten 2-4 dB. In während der Trockenzeit aufgenommenen Bildern konnten drei
Schadensklassen aufgrund von Veränderungen der Radar-Rückstreuung und der Bildtextur unterschieden
werden. Die gesamte feuergeschädigte Fläche beträgt 5.2 Mio. ha. Die Genauigkeit der Kartierung ist höher als
90% für die Identifikation der Brandflächen und weniger als 70% für die Unterscheidung der Schadensklassen.
Boden- und luftgestützte Beobachtungen legen nahe, daß der Rückgang der Radar-Rückstreuung auf die
Zerstörung der Vegetationsdecke und die darauffolgende Erhöhung des Rückstreuanteils von unbedecktem,
trockenen Boden zurückzuführen ist. Die hohe Genauigkeit der Kartierung erlaubt es, feuergeschädigte Flächen
mit ERS-2 operationell zu erfassen.
1 INTRODUCTION
1.1 Scope of the study
More than 80% of vegetation fires are estimated to occur in the tropics and subtropics (Dwyer et al. 1998).
Monitoring inaccessible tropical areas for the sake of fire control and fire damage assessment is therefore an
important remote sensing application. Fire detection and monitoring with optical sensors faces limitations due to
frequent cloud coverage in tropical regions, while microwave sensors are able to penetrate clouds and haze. This
paper deals with the identification of burn scars and fire damage assessment using radar images in an area

Results (Indonesian) 1:

MEMBAKAR BEKAS LUKA PEMETAAN DAN KEBAKARAN PENILAIAN MENGGUNAKAN SAR ERS-2 GAMBARDI KALIMANTAN TIMUR, INDONESIAGernot RUECKER *, Florian SIEGERT *** ZEBRIS sistem informasi geografis dan konsultasi, München, [e-mail]** Fakultas Biologi, Universitas Munich, [e-mail] kunci: Radar, ERS-SAR, bahaya, perubahan deteksiABSTRAKMembakar bekas luka identifikasi dan penilaian kerusakan api dilakukan menggunakan ERS-2 SAR radar foto di TimurKalimantan, Provinsi Indonesia yang dipengaruhi oleh kebakaran hutan selama kekeringan tahun 1997/1998. Total46 ERS-2 SAR presisi gambar digunakan untuk peta area yang terbakar total di provinsi. Efek api padaRadar backscatter diselidiki di tempat tes yang mewakili derajat berbeda dari kebakaran yang dikunjungiselama survei tanah dan udara. Tingkat akurasi membakar scar dan pemetaan kerusakan api dinilai menggunakansampel acak Geocode foto dan kaset yang direkam selama lima udara survei dan memblokir hutanpersediaan di kawasan hutan rusak satu. Perubahan dalam backscatter Radar yang disebabkan oleh kebakaran terbukti kuat. Dalamgambar yang diperoleh selama periode kekeringan, penurunan 2-4 dB diamati di daerah dibakar. Di bawah drykondisi tiga api kerusakan kelas bisa diskriminasi oleh berbagai jenis dan derajat perubahan radartekstur reflektivitas dan gambar. Api yang terkena dampak adalah 5.2 Mio. Ha. Pemetaan akurasi dinilai menjadilebih tinggi dari 90 persen untuk identifikasi membakar-bekas luka, sementara keakuratan diskriminasi kerusakan yang berbedakelas adalah kurang dari 70 persen. Tanah dan udara bukti menunjukkan bahwa penurunan backscatter dapatdihubungkan ke penghapusan Tutupan vegetasi dan kemudian lebih tinggi kontribusi backscatter dari keringtanah. Akurasi tinggi pemetaan untuk bekas luka bakar memungkinkan penilaian api terpengaruh daerah menggunakan standar ERS-2citra satelit untuk menjadi operasional.KURZFASSUNGKalimantan Ost, einer während einer starken Trockenperiode 1997/98 schwer durch Vegetationsbrändegeschädigtem Provinz Indonesiens wurden Brandflächen und Feuerschäden mit SAR Hilfe von ERS-2Radarbildern kartiert. Insgesamt 46 ERS-SAR presisi gambar wurden verwendet, UMM mati gesamte Brandflächeder Provinz zu erfassen. Zur Erforschung der Auswirkungen der Brände auf die Radar-Rückstreuung wurdenTestgebiete unterschiedlicher Schädigungsstufen untersucht, mati flugzeuggestützten bei Boden-und Kampagnenaufgesucht wurden. Mati Genauigkeit der Kartierung wurde mit Hilfe zufällig ausgewählte Stichproben ausgeocodierten Fotografien und Videoaufnahmen, mati während fünf Befliegungen aufgenommen wurden, und mitBlok-Inventuren di einem geschädigten Waldgebiet geschätzt. Änderungen di der Radar-Rückstreung warendeutlich. Dalam Bildern, mati während der Trockenperiode aufgenommen wurden, betrug der Rückgang diverbrannten Gebieten 2-4 dB. Di während der Trockenzeit aufgenommenen Bildern konnten dreiSchadensklassen aufgrund von Veränderungen der Radar-Rückstreuung und der Bildtextur unterschiedenwerden. Die gesamte feuergeschädigte Fläche beträgt 5.2 Mio. Ha. Die höher Genauigkeit der Kartierung ist als90% für die Identifikation der Brandflächen und weniger als 70% für die Unterscheidung der Schadensklassen.Boden-und luftgestützte Beobachtungen legen ragam, daß der Rückgang der Radar-Rückstreuung auf dieZerstörung der Vegetationsdecke und die darauffolgende Erhöhung des Rückstreuanteils von unbedecktem,trockenen Boden zurückzuführen ist. Mati hohe Genauigkeit der Kartierung erlaubt es, feuergeschädigte FlächenMIT ERS-2 operationell zu erfassen.1 PENDAHULUAN1.1 cakupan studiLebih dari 80% dari vegetasi kebakaran diperkirakan terjadi di daerah tropis dan subtropis (Dwyer et al. 1998).Pemantauan tidak dapat diakses daerah tropis pengendalian kebakaran dan penilaian kerusakan api adalah karena itupenting aplikasi penginderaan jarak jauh. Api Deteksi dan monitor dengan sensor optik wajah keterbatasan karenaliputan awan yang sering di daerah tropis, sementara microwave sensor mampu menembus awan dan kabut. Inikertas berkaitan dengan identifikasi bekas luka bakar dan penilaian kerusakan api menggunakan foto radar di daerah