Сервис NASA "Система информации о пожарах для управления ресурсами" (Fire Information for Resource Management System (FIRMS)) в режиме, приближенном к реальному времени, фиксирует активные пожары и тепловые аномалии во всем мире и демонстрирует собранные данные на интерактивной карте. Эти нанесенные на карту данные изначально предназначались для выявления и ликвидации пожаров в лесных и сельскохозяйственных угодьях, а сегодня сервисом FIRMS могут воспользоваться журналисты для определения мест активных боевых действий.
Как работает FIRMS?
Система FIRMS собирает данные о планете благодаря 2 ключевым инструментам:
- спектрорадиометру с формированием изображений умеренного разрешения (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS));
- комплекту радиометров для получения видимых инфракрасных изображений (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS)).
Запоминать нужно только акронимы MODIS и VIIRS — каждый из этих приборов интерпретирует аномальные изменения температуры по собственным алгоритмам. Это важно знать, чтобы правильно интерпретировать локализацию пожара.
Модуль VIIRS показывает любое возгорание в радиусе 375 квадратных метров. Это означает, что пожар или сразу несколько пожаров могут находиться где угодно в этом радиусе.
MODIS же фиксирует пылающие и тлеющие пожары в радиусе 1 квадратного километра. При хороших условиях наблюдения радиус может сократиться до 100 кв. метров, при идеальных (и очень редких) — до 50 кв. метров.
Точные координаты и размер пожара определить нельзя, но наверняка можно утверждать, что по крайней мере одно возгорание происходило в пределах одного красного пикселя.
Существует также модуль Landsat, который может обнаруживать очень мелкие пожары размером ~ 4 кв. метра днем и ~1 кв. метра в ночное время. Но к сожалению, Landsat работает только на сопредельных территориях Соединенных Штатов, северной Мексики и южной Канады. Поэтому в этой статье мы не будем говорить об этом инструменте.
Краткий обзор интерфейса FIRMS
Чтобы получить доступ к данным всего мира, откройте глобальную карту.
Сервис работает в двух режимах: базовом и расширенном. В большинстве случаев базового режима достаточно, чтобы получить необходимую информацию о горящих точках. Помимо данных о возгораниях, можно наложить на карты прилегающие дороги, береговые линии и линии границ, динамические снимки Земли или статические фоновые изображения: топографическую карту или очертания улиц.
Чтобы наложить дополнительные изображения на кару, раскройте нужный список на панели в правой части экрана и нажмите на "+" рядом с выбранным слоем. Результат загрузится в течение нескольких секунд. На скриншоте ниже показано, как карта трансформируется, если наложить на нее динамическое изображение "VIIRS NOAA-20 Corrected Reflectance (true color)".
Этот слой позволяет смотреть на Землю, как если бы ее сфотографировали фотоаппаратом — изображения выглядят реалистично. Это может пригодиться, чтобы посмотреть, например, на облачность в день фиксации пожара. Если наблюдается высокая облачность, то работа сенсоров затрудняется. Значит, полученные результаты о тепловых аномалиях могут быть неточными.
Не забывайте, что тепловые карты можно и нужно совмещать с другими инструментами и источниками данных, чтобы собрать надежную фактологическую базу для вашего расследования. Например, чтобы верифицировать данные FIRMS, можно использовать сервис Google Earth, который позволяет исследовать местность, где мог произойти пожар; или Sentinel Hub EO Browser, откуда можно скачать спутниковые изображения Земли в высоком качестве; сервис Planet Labs также делится изображениями в хорошем разрешении, благодаря которым можно разглядеть дым от тлеющих пожаров.
По умолчанию FIRMS показывает возгорания за последние 24 часа. Все возгорания выделяются красными пикселями вне зависимости от того, какой модуль или спутник их обнаружил.
Если необходимо уточнить, сколько часов назад был обнаружен пожар, то перейдите в режим Time based. Тогда пиксели на карте будут перекрашены в разные цвета в зависимости от того, когда было зафиксировано возгорание.
FIRMS всегда показывает местное время, исходя из часового пояса, установленного на вашем компьютере. Если хотите поменять часовой пояс на карте (полезно для трансграничных расследований), то необходимо менять его в настройках компьютера.
В расширенном режиме появляется возможность добавлять больше слоев, создавать комбинации карт и тепловых данных, если это необходимо.
Рядом с каждой функцией сервиса есть кнопка, открывающая справку. Если вы будете испытывать сложности с использованием FIRMS, рекомендуем также отдельно ознакомиться с разделом часто задаваемых вопросов. Служба поддержки обычно отвечает в течение дня.
С ноября 2000 года NASA делится спутниковыми изображениями, которые можно скачать в формате csv. Если необходимо изучить возгорания за определенное время (например, во время активной фазы боевых действий), то можно выбрать нужные даты на таймлайне, расположенном внизу экрана.
Как журналисты использовали FIRMS во время конфликта на таджикско-кыргызской границе
В сентябре 2022 года вспыхнули активные вооруженные столкновения на приграничных территориях Таджикистана и Кыргызстана. Стороны обвиняли друг друга в эскалации ситуации и применении всех видов тяжелого вооружения. Мы использовали снимки FIRMS, сделанные в течение нескольких дней, чтобы определить, на территории какой страны появились первые пожары и какие поселки попадали под огонь.
В новостных сводках говорилось, что первые столкновения наблюдались в Ворухе 16 сентября. Этот джамоат (то же самое, что коммуна или муниципалитет) мы нашли на Google Maps, скопировали его координаты и вставили в FIRMS. На таймлайне указали даты с 16 по 21 сентября — в эти дни ситуация на границе была наиболее критичной.
Как видно на карте, больше всего возгораний наблюдались в городе Баткен на территории Кыргызстана. Однако если нажать на единственный очаг пожара в Ворухе, то мы видим, что спутники NASA зафиксировали первые аномальные изменения температуры именно в Таджикистане — 16 сентября в 11:27 по местному времени.
Здесь важно ответить на два вопроса: насколько мы уверены, что это пожар, а не перегрев земли; и что находится за красным пикселем?
Чтобы ответить на первый вопрос, можно посмотреть на графу confidence, ее значения могут колебаться от 0% до 100%. Чем выше этот показатель, тем больше вероятность, что на этом месте действительно был обнаружен пожар. В нашем случае этот показатель равен 66%.
Дальше копируем широту и долготу красного пикселя и видим, что возгорание зафиксировали и VIIRS, и MODIS. При этом в результатах VIIRS отсутствует показатель confidence. Поэтому мы не можем быть уверены, что зафиксированная аномалия — действительно пожар.
По второму вопросу воспользуемся координатами, которые показывает VIIRS: lat.: 39.88346, lon.: 70.53815. Площадь пикселя этого модуля составляет 375 кв. метров, что в 3 раза меньше, чем у MODIS. Поэтому определить локализацию пожара будет легче.
Если вставить эти координаты в Google Earth, то на картах видно, что конкретно в этом месте нет ничего, что могло бы гореть.
Но если спуститься на ~ 375 метров вниз, то обнаруживаются постройки, окруженные деревьями:
Эта территория ограждена бетонными заборами и могла использоваться в качестве военной базы. По ней, вероятно, и мог быть нанесен удар с использованием тяжелого вооружения.
Если это военная база, то наносить ракетные удары могли и со стороны Таджикистана. Кыргызстанские коллеги предположили, что именно с этой территории таджикские военные запускали реактивные системы залпового огня (РСЗО) по Кыргызстану. По мнению гражданского движения Башта, в Ворухе не было никаких возгораний. Исходя из этого был сделан следующий вывод: Таджикистан стрелял по кыргызским территориям реактивной артиллерией, а система FIRMS зафиксировала горячие точки из-за того, что выпущенные ракеты из Таджикистана оставили после себя сгустки дыма.
Давайте проверим это утверждение.
NASA обнаруживает пожар с помощью контекстного алгоритма "тепловых аномалий", который ищет пиксели, представляющие места, температура которых выше температуры окружающего пространства (окружающих пикселей на карте). В большинстве случаев это пожар, но может быть зафиксирован и другой источник тепла, например, газовая вспышка или вулкан. А могут ли спутники ложно идентифицировать дым от ракет, как возгорание?
Если рассуждать логически, то из-за низкой теплоемкости газов и слишком короткого времени нагрева, дым от выпущенных снарядов не может концентрироваться в конкретном месте без активного источника возгорания. Поэтому спутникам NASA даже в идеальных условиях сложно зафиксировать дым от выпущенных ракет, в качестве "тепловой аномалии". Это можно продемонстрировать на реальном примере.
10 октября информационное агентство Kyodo опубликовало новость о проведении военных учений на полигоне Яусубэцу с применением РСЗО HIMARS. Учения с 1 по 14 октября проводили сухопутные Силы самообороны Японии и Корпус морской пехоты США.
Но спутники NASA в период с 1 по 14 октября не зафиксировали никаких аномальных вспышек на территории полигона Яусубэцу, откуда запускались ракеты. Это доказывает, что датчики NASA игнорируют дым от артиллерийских снарядов, а не интерпретируют его как пожар.
Теперь давайте убедимся, что на территории Воруха действительно был пожар. Для этого используем сервис Planet.com. Доступ к изображениям платный, но есть пробная подписка с ограниченным количеством спутниковых изображений.
После регистрации перейдите на Planet Explorer, введите в строку поиска координаты вероятного места пожара — 39.88346° N, 70.53815° E. Выберите даты снимков — с 16 по 17 сентября 2022 года.
Что мы здесь видим? Очаги возгорания находятся на северной территории Таджикистана, где проходит граница с Кыргызстаном. Далее дым переносился ветром на южные части Воруха. Локализация очага пожара примерно совпадает с данными NASA, на этой же территории, по данным пограничных служб и журналистов, проходили боевые столкновения.
Отсюда можно сделать вывод, что первые пожары действительно наблюдались в Таджикистане 16 сентября. В этот же день поступали первые новости об эскалации конфликта между Таджикистаном и Кыргызстаном.
Важно отметить, что FIRMS — удобный инструмент для мониторинга вооруженных конфликтов, но это не самый достоверный источник данных. Чтобы правильно интерпретировать спутниковые сведения, необходимо внимательно изучить работу каждого из модулей FIRMS и погрешности, которые они могут допускать во время фиксаций аномальных изменений температур.
FIRMS не может указывать на точное место возгорания, поэтому вам нужно вручную находить местоположение пожара с помощью других интерактивных карт и сопоставлять полученные результаты с информацией от независимых источников.
Верхнее изображение: Global map, скриншот сервиса Fire Information for Resource Management System.