พื้นที่เผาไหม้ คือ อะไร ?

พื้นที่เผาไหม้ คือ พื้นที่ที่พบร่องรอยการเผาเศษวัสดุทางการเกษตร หรือการเผาไหม้จากไฟป่า วัตถุปกคลุมดินที่ถูกเผาไหม้ โมเลกุลในวัตถุจะถูกทำลายและเปลี่ยนเป็นคาร์บอน ในขั้นตอนนี้ คาร์บอนที่อยู่ในวัตถุจะรวมตัวกันและก่อให้เกิดสารเหนียวสีดำเรียกว่า "เถ้าถ่าน" หรือ "คาร์บอนสีดำ" ซึ่งเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้วัตถุที่ถูกเผาไหม้มีสีดำ ซึ่งพื้นที่เผาไหม้มีขนาดใหญ่กว่า 20x20 ตร.เมตร จะถูกตรวจพบ ด้วยระบบประมวลผล รอยเผาไหม้อาจไม่สม่ำเสมอ และอาจต่อเนื่องไปแปลงข้างเคียง

เกี่ยวกับระบบ

ระบบประมวลผลข้อมูลอัตโนมัติ จากระบบดาวเทียม Sentinel-2 (A, B และ C) รายวัน โดยใช้เทคนิคในการประมวลผล Rules Chain Classification (RsCC) จากเงื่อนไขหลายแบบในการตรวจจับ รอยเผาไหม้ ทุกชนิด ที่ความละเอียด 20x20 ตร.เมตร ร่วมกับแบบจำลองจำแนกประเภทพื้นที่ปลูกพืช ข้าว อ้อย และข้าวโพด ด้วยวิธี Geospatial Classifiers Chain (GCC) ในการจำแนกพื้นที่ปลูกพืชในแต่ละปี ด้วยข้อมูลอนุกรมเวลาในฤดูเพาะปลูกปีนั้น ๆ ข้อมูลทั้งสองส่วนจะถูกนำมาประมวลผลข้อมูลรายวัน จากนั้นจะมีขั้นตอนการรวบรวมข้อมูลรายวัน ให้เป็นข้อมูลผลิตภัณฑ์ 3 ระดับ สำหรับใช้ในการ ประเมินติดตามพื้นที่เผาไหม้ในพื้นที่เกษตรกรรมในแต่ละปี

การประมวลผลข้อมูล

การจำแนกพื้นที่เพาะปลูก ด้วย Geospatial Classifiers Chain (GCC)

การจำแนกพื้นที่ปลูกพืช โดยเริ่มต้นที่ filter ข้อมูล พื้นที่เมือง พื้นที่พืชสวน และเขตป่าตามกฏหมายออกไปก่อนโดยใช้ชั้นข้อมูลของกรมพัฒนาที่ดิน จากนั้นพื้นที่ที่เหลือ จะนำมาผ่านกระบวณการ ในการแยกพื้นที่ปลูกข้าวออกก่อน โดยการตรวจจากดัชนี MNDWI (Modified Normalized Difference Index) ซึ่งในพื้นที่ที่เป็นผิวน้ำในช่วง การปลูกข้าวนาปี พฤษภาคม หรือ มิถุนานยน ถ้ามีวันใดวันหนึ่ง แสดงว่ามีน้ำอยู่บนพื้นผิว ก็จะเริ่มอนุมานว่าเป็นข้าว ในขั้นตอนถัดไปก็จำทดสอบด้วยว่ามีการเจริญเติบโต ในช่วงฤดูฝน (ถ้าดัชนี SAVI : Soil Adjusted Vegetation Index ไม่แสดงว่ามีการเจริญเติบโตของข้าว อายุประมาณ 4-5 เดือน ก็จะแยกออกไปไม่นำมาใช้) หลังจากนั้นพืชไร่ จะมีลักษณะที่มีดัชนี SAVI สูงขึ้นและลดลงสอดคล้องกับ SOS (Start Of Season) และ EOS (End Of Season) ซึ่งก็จะมีช่วงอายุแตกต่างกันไป เช่น ข้าวโพดจะปลูกประมาณ 4 เดือน (แต่สามารถปลูกได้ทั้งปีไม่มีฤดูที่แนนอน) มันสำปะหลัง และอ้อย จะมีอายุประมาณ 8-12 เดือน และจะมีฤดูปลูกที่ค่อนข้างชัดเจน โดยเฉพาะอ้อย ที่มีการเปิด/ปิดหีบ โดยรัฐลาลกำหนด ก็จะนำมาประมวลผลด้วยข้อมูล TimeSeries ด้วย FFT (Fast Fourier Transform) ด้วยสมการ Sinusoidal ก็จะได้ Phase (ฤดูเพาะปลูก), Amplitude (การเจริญเติบโต), Period (อายุ) ทำให้สามารถแยกพืชออกจากกันได้

การตรวจจับพื้นที่เผาไหม้ ด้วย Rules Chain Classifier (RsCC)

เป็นเทคนิคในการใช้จุดแข็งในแต่ละเงื่อนไข รวมกัน แก้ไขจุดอ่อนของ เงื่อนไขเดี๋ยว ๆ เช่น กรณีพื้นที่เมืองซึ่ง พื้นที่เมืองเป็นพื้นที่ถาวร ไม่การเปลี่ยนแปลงน้อย noise จาก พืชที่อยู่ในพื้นที่เมือง ก็จะถูกนำออกไปจากระบบได้ง่าย ๆ ด้วยการกรองจาก Landuse ของกรมพัฒนาที่ดิน รวมไปถึง การระบุพื้นที่ป่า (ตามกฏหมาย) ในส่วนของพื้นที่เผาไหม้ ด้วยความที่เป็นกลุ่มก้อนคาร์บอน ที่ดูดซับ ช่วงคลื่น RGB ดังนั้น จึงใช้เกณฑ์ที่พื้นผิวมีการสะท้อนต่ำในการกรอง จากนั้น กำนำไปผ่านเงื่อนไขดัชนี NBR (Noramlized Burn Ratio) ที่จะตรวจความรุนแรงในการเผาไหม้ และในกรณี พื้นที่ผิวน้ำ ซึ่งก็จะมีการดูกลืนช่วงคลื่น RGB เช่น เดียวกับองค์ประกอบคาร์บอน ก็จะแยกผิวน้ำได้จากดัชนี MNDWI (Modified Normalized Burn Ratio) และตรวจสอบด้วยดัชนีพืชพรรณ เช่น SAVI (Soil Adjusted Vegetation Index) เพื่อยืนยันว่าไม่มีการสะท้อนที่มีปริมาณมากในช่วง Red Edge และ NIR (Near InfraRed) ก็จะทำให้ได้ พื้นที่เผาไหม้ (ยังไม่แยกประเภท)

ให้บริการข้อมูล อะไรบ้าง ?

ระบบ "ตามรอยเผา" ให้บริการทั้ง Web GUI สำหรับแสดง แผนที่ รายงานสรุปพื้นที่เผาไหม้ รวมทั้งประเทศ รายจังหวัด รายอำเภอ แยกเป็นพื้นที่ปลูกพืชเกษตรจำนวน 3 ชนิด คือ ข้าว อ้อย และข้าวโพด และยังให้บริการข้อมูลเป็นข้อมูลรูปแบบ GeoTIFF โดยข้อมูลจะแบ่งออกเป็น 3 ผลิตภัณฑ์ ตามประโยชน์ในการใช้งาน หลายระดับผู้ใช้ คือ

1. B1

   เป็นข้อมูล GeoTIFF ขนาด 100x100 ตร.กม. (แบ่งตามกริดจัตุรัสแสนเมตรระบบ MGRS) ประมวลผลรายวันตามที่ดาวเทียม Sentinel-2 (A,B และ C) ผ่านพื้นที่ในวันนั้น จะได้รอยเผาไหม้ ที่ยังไม่แยกประเภท (รอยเผาไหม้ทุกพื้นที่)

2. B2

   เป็นข้อมูล GeoTIFF ขนาด 100x100 ตร.กม. (แบ่งตามกริดจัตรัสแสนเมตรระบบ MGRS) นำผลิตภัณฑ์ B1 มาทำการ composite ให้เป็นข้อมูลรายเดือน (รวมภาพที่ดาวเทียมผ่านในเดือนนั้น ๆ) และมีการจำแนกพื้นที่ออก ดังนี้

   • B2A ข้อมูลพื้นที่เผาไหม้ สะสมรายเดือน แยกประเภท ข้าว อ้อย และข้าวโพด
   • B2F ข้อมูลพื้นที่เผาไหม้ สะสมรายเดือน ในเขตป่าตามกฏหมาย

3. MB2

   เป็นข้อมูล GeoTIFF รวมทั้งประเทศ นำผลิตภัณฑ์ B2A มาทำการ mosaic ให้เป็นข้อมูลรายเดือนทั้งประเทศ และมีการจำแนกพื้นที่ออก ดังนี้

   • MB2A ข้อมูลพื้นที่เผาไหม้ สะสมรายเดือน ทั้งประเทศ แยกประเภท ข้าว อ้อย และข้าวโพด
   • MB2F ข้อมูลพื้นที่เผาไหม้ สะสมรายเดือน ทั้งประเทศ ในเขตป่าตามกฏหมาย

4. B3

   เป็นข้อมูล GeoTIFF ขนาด 100x100 ตร.กม. (แบ่งตามกริดจัตรัสแสนเมตรระบบ MGRS) นำผลิตภัณฑ์ B1 มาทำการ composite ให้เป็นข้อมูลรายเดือน (รวมภาพที่ดาวเทียมผ่านในเดือนนั้น ๆ) และมีการจำแนกพื้นที่ออก ดังนี้

   • B3A ข้อมูลพื้นที่เผาไหม้ สะสมรายฤดูฝุ่นควัน (พฤศจิกายน - เมษายน) แยกประเภท ข้าว อ้อย และข้าวโพด
   • B3F ข้อมูลพื้นที่เผาไหม้ สะสมรายฤดูฝุ่่นควัน (พฤศจิกายน - เมษายน) ในเขตป่าตามกฏหมาย

5. MB3

   เป็นข้อมูล GeoTIFF รวมทั้งประเทศ (ระบบพิกัด Geographic Coordinate System) นำผลิตภัณฑ์ B3 มาทำการ mosaic ให้เป็นข้อมูลรายเดือน ทั้งประเทศ และมีการจำแนกพื้นที่ออก ดังนี้

   • MB3A ข้อมูลพื้นที่เผาไหม้ สะสมรายฤดูฝุ่นควัน (พฤศจิกายน - เมษายน) ทั้งประเทศ แยกประเภท ข้าว อ้อย และข้าวโพด
   • MB3F ข้อมูลพื้นที่เผาไหม้ สะสมรายฤดูฝุ่่นควัน (พฤศจิกายน - เมษายน) ทั้งประเทศ ในเขตป่าตามกฏหมาย

ผลการทดสอบการตรวจจับพื้นที่เผาไหม้

การตรวจจับพื้นที่เผาไหม้

ตรวจสอบด้วยการลงพื้นที่เก็บข้อมูล และบินทำแผนที่ orthophoto พื้นที่รวม 12,000 ไร่ ดังรูป แสดงแปลงปลูกข้าว เดือน กุมภาพันธ์ 2568 จังหวัดนครสวรรค์ กรอบสีแดง เป็นแปลงที่ตรวจพบ การเผาตอซังจากการลงพื้นที่ ส่วนพื้นที่สีเหลือง แสดงข้อมูล B2A จากระบบ "ตามรอยเผา"

(ก) ภาพขยายแปลงปลูกข้าวที่มีการเผาตอซัง (กรอบสีแดง) จากการลงพื้นที่สำรวจ และ (ข) พื้นที่ตรวจจับจากระบบ "ตามรอยเผา" พื้นที่สีเหลือง

การตรวจสอบพื้นที่เผาไหม้แปลงปลูกอ้อยจากระบบ "ตามรอยเผา" (พื้นที่สีชมพู) ซ้อนบนภาพถ่ายจากดาวเทียมรายละเอียดสูง Kanopu-V (จากองค์กรอวกาศรัสเซีย ROSCOSMOS) ความละเอียด 2.5 เมตร แสดงแปลงปลูกอ้อยที่มีการเผา เศษใบ (เผาหลังเก็บ) ซึ่งส่วนใหญ่เป็นอ้อยไว้ตอ เผาเพื่อไม่ให้ไฟจากแปลงข้างเคียงลามเข้ามาทำลายอ้อยตอที่กำลังแทงยอดในภายหลัง

การจำแนกพื้นที่เพาะปลูก

การจำแนกแปลงปลูกอ้อย (พื้นที่สีชมพู) ซึ่งเป็นผลจากการประมวลผลด้วย GCC ตรวจสอบร่วมกับแปลงปลูกอ้อยจาก โรงงานน้ำตาลขอนแก่น จำกัด (มหาชน) จำนวน 100,853 ไร่ สามารถจำแนกได้ถูกต้อง 88,403 ไร่ และ แปลผิดพลาด 12,450 ไร่ คิดเป็นความถูกต้อง 87.66 เปอร์เซ็นต์

Confusion Matrix

ผลการสุ่มพื้นที่ตรวจความถูกต้องของการจำแนกชนิดพืชไร่ ด้วย GCC ในพื้นที่จังหวัดขอนแก่น จากกลุ่มตัวอย่างแปลงเพาะปลูก มันสำปะหลัง ข้าวโพด ข้าว อ้อย และพื้นที่อื่น ๆ มีความถูกต้องโดยรวม 80.84 เปอร์เซ็นต์