Hero Image
ESA

Sentinel-1 radar för kartläggning av översvämningar och stormskador

Användare

Metria AB, Bergvik AB, Trafikverket, Myndigheten för Samhällskydd och Beredskap (MSB),
Vejdirektoratet (Danmark), If Skadeförsäkring AB

Projektidé och bakgrund

Målet med projektet är att utvärdera potentialen i Sentinel-1-data för nära
realtidskartläggning av tillfälligt översvämmade områden och stormskadad skog. Effekter av klimatförändringen är ett av fokusområdena för nationella transport- och krisberedskapsmyndigheter. Flera projekt har genomförts inom området för att förebygga skador på infrastruktur orsakade av extrem nederbörd. I arbetet med att säkra infrastruktur för framtiden är det viktigt att identifiera områden som är utsatta för översvämningar.

Omfattande stormfällning utgör en stor utmaning för skogsägare och skogsindustri då hela regioner kan drabbas. Efter en kraftig storm med stora skador, behöver skogsbolagen omdirigera sin planerade avverkningsverksamhet och fokusera på att upparbeta stormskadad skog. Det är nödvändigt för att rädda timmervärden för enskilda skogsägare, reglera virkesflöden och för att uppfylla lagkravet att färskt barrvirke måste transporteras ut ur skogen före sommarens slut. Stora stormfällningar innebär också ekonomiska störningar i form av sjunkande timmerpriser på marknaden. Det är därför fördelaktigt att kunna bedöma omfattningen av stormskador på ett tidigt stadium för att optimera produktionen och minimera riskerna.

Kraftiga stormar uppstår vanligtvis under höst- och vintermånaderna, vilket innebär att möjligheten för karläggning av omfattningen av eventuella skador med optisk satellitdata begränsas av den låga solvinkeln, dagslängden, molnförekomst och snötäcke. Erfarenheten visar att optiska satellitdata kan användas för inventering av stormskadad skog om datainsamling sker från april och framåt.

Snabb uppföljning av stormskadad skog och översvämningar underlättas av väderoberoende insamling data, till exempel med satellitburen radar. Hittills har användningen av data från satellitburna radarsensorer hämmats av datakostnaden. Med ESA:s Copernicusprogram görs data från Sentinel-1 fritt tillgängliga. Sentinel-1 är en Cbands radarsatellit, den första sköts upp i april 2014 och ytterligare en satellit är planerad för uppskjutning i början av 2016. Med båda Sentinel-1 satelliterna i omloppsbana är tiden mellan datafångst över samma yta 3 dagar vid ekvatorn och 2-3 dagar i Norra Europa.

Nära realtidsanalys av radardata har tidigare satts upp för detektering av oljeutsläpp, vilket visar potentialen i att inrätta ett system för snabb respons. Det nya och innovativa med det här presenterade projektet är utvecklingen av metoder och verktyg för snabb kontroll av klimatrelaterade händelser med stor inverkan på ekonomin. Ett fungerande system kommer att ge bättre beslutstöd och bidra till att minska sårbarheten i samhället. För identifiering av stormfällning med radardata kan två standardmetoder användas. Med interferometrisk analys är det möjligt att upptäcka förändringar i fas, amplitud och samstämmighet mellan radarbilder tagna över samma område. De interferometriska mätningarna av fas-samstämmighet och amplitud avslöjar information om förändringar i höjd (ytor och objekt) (fas förändring) och förändringar i jämnhet och ytstruktur (samstämmighet och amplitud). Trafikverken i Sverige och Danmark har under de senaste åren genomfört modellering av översvämningskänsliga områden nära vägar och järnvägar. Detta har gjorts med hydrologiska modeller och GIS-analyser. Parallellt med detta, har en nationell sårbarhetskartläggning längs det svenska vägnätet baserad på geografiska data om vägar, mark och hydrologi genomförts. Användning av radardata ger en bra möjlighet att validera resultaten från de hydrologiska modellerna. Stående vatten och tillfällig ansamling av vatten kan detekteras eftersom vattensamlingars reflektion av radarvågor skiljer sig väsentligt jämfört med andra marktäckens. Översvämningar är lättare att upptäcka i öppna områden än i skog, i skog skyms sikten av kvistar, grenar och stammar. Översvämningskarteringen är därför inriktad på öppna områden.

Förhoppningen är att efter projektets slutförande ha en metod som kan implementeras som en operationell tjänst med kort ledtider mellan extrema väderhändelser och leverans av geografiska beslutstöd.

Diarienummer
223/14
Företag
Metria AB
2015
875 000 kr
Total
875 000 kr