Набор данных о распространении лесных пожаров с высоким пространственно‑временным разрешением для Средиземноморья и Европы

Почему важно отслеживать пожары день за днем

Лесные пожары уже не редкие катастрофы, за которыми можно наблюдать со стороны. Более жаркая и сухая погода делает крупные и долгие пожары более частыми по всей Европе и в Средиземноморье, угрожая домам, здоровью, природе и критической инфраструктуре. Чтобы понимать и управлять такими пожарами, учёным нужно знать не только где огонь в итоге остановился, но и как он передвигался день за днем по ландшафту. В этой статье представлен новый открытый набор данных, фиксирующий распространение пожаров с высокой детализацией по пространству и времени, что даёт исследователям мощный инструмент для изучения поведения современных пожаров.

Новая серия карт движущихся фронтов огня

Авторы представляют FireSpread_MedEU — коллекцию подробных карт, показывающих, как 103 отдельных пожара развивались по территории Европы и Средиземноморья в период с 2017 по 2023 год. Вместо единого контура окончательной площади пожара набор данных содержит до ежедневных снимков площади, которая расширялась, всего 320 отдельных шагов роста. Каждая карта прослеживает внешний край зоны сгорания в определённый момент жизни пожара, подобно покадровому рисунку продвигающегося фронта огня. Такой уровень детализации позволяет изучать скорость распространения пожаров, их реакцию на погодные условия и взаимодействие с разными типами растительности.

Наблюдение из космоса с мелкой детализацией

Для создания этих карт команда использовала высокоразрешающие коммерческие спутники компании Planet Labs. Эти небольшие аппараты делают оптические снимки земной поверхности с приблизительным разрешением три метра, часто — раз в день. Это достаточно чётко, чтобы увидеть структуру отдельных выжженных участков и как они растут изо дня в день. Исследователи сначала применили полуавтоматический метод выделения выжженной земли на каждом изображении, опираясь на то, что выгоревшая поверхность по‑другому отражает ближний инфракрасный свет по сравнению с невыгоревшей растительностью. Затем они вручную дорабатывали эти предварительные контуры, исправляя ошибки, вызванные дымом, облаками или вводящими в заблуждение объектами, такими как тёмная вода или голая почва.

Преобразование сырого изображения в пригодные формы пожара

В основе каждой карты выжженной площади лежит сетка пикселей, яркость которых была скорректирована для удаления экстремальных значений и приведения изображений к сопоставимому виду. Исследователи задали индивидуальный порог в ближнем инфракрасном канале так, чтобы пиксели темнее этого порога с высокой вероятностью соответствовали выжженной поверхности. Кластеры таких пикселей затем объединялись в более крупные формы, при этом очевидные ложные срабатывания — например водоёмы — удалялись. Поскольку по нескольким цветовым каналам сложно отличить маленькие невыгоревшие островки внутри пожара от действительно пропущенных выжженных участков, команда сосредоточилась на картировании внешней границы каждого шрама. Наконец, кластеры пикселей были преобразованы в гладкие полигоны, удобные для работы в картографическом программном обеспечении.

Добавление контекста о покрытии земли и данных

Распространение пожара в значительной степени зависит от того, что горит, поэтому каждый задокументированный шаг пожара связан с картой покрова земли, классифицирующей поверхность под ним — например леса, кустарники, сельскохозяйственные культуры, пастбища или урбанизированные территории. Для каждой выжженной формы набор данных указывает долю её площади, приходящуюся на каждую из этих широких категорий. Авторы также включили богатый набор описательных полей: когда и во сколько был сделан спутниковый снимок, какова была площадь выгорания и насколько отчётливо он просматривался, с четырёхуровневой оценкой качества на основе количества дыма и облачности. Даже даты, когда контур не удалось построить, например из‑за плотного дыма или отсутствия снимков, сохраняются в записи вместе с указанием причины.

Как это могут использовать исследователи и планировщики

Поскольку FireSpread_MedEU предоставлен в виде единого хорошо документированного картографического файла, он легко может быть использован в моделях пожаров, исследованиях риска и новых инструментах компьютерного зрения. Учёные могут проверять, насколько хорошо их симуляции распространения огня воспроизводят наблюдавшийся день за днём рост реальных пожаров, либо сравнивать, правильно ли автоматические продукты по выгоревшим площадям с других спутников определяют размер и форму пожаров. Данные также выявляют собственные ограничения: возникают разрывы в несколько дней, когда дым или облака закрывали обзор, а внутренняя текстура выжженных участков упрощена до их внешней границы. Тем не менее сочетание тонкой пространственной детализации с частыми временными снимками делает этот набор данных ценным фундаментом для исследовательского сообщества в понимании и прогнозировании поведения лесных пожаров в условиях потепления Европы.

Цитирование: Müller, S., Hofmann-Böllinghaus, A., Chen, Z. et al. A high-resolution spatiotemporal wildfire propagation dataset for the Mediterranean and Europe. Sci Data 13, 389 (2026). https://doi.org/10.1038/s41597-026-06965-2

Ключевые слова: лесные пожары, данные со спутников, изменение климата, распространение огня, дистанционное зондирование