Fluxul de date, indici și modele de scoring
Document de referință pentru arhitectura de procesare a riscului teritorial: surse satelitare, niveluri de produs, indici spectrali, mascare a norilor, modele meteorologice-de-foc, hidrologice și de compoziție atmosferică, agregare spațio-temporală și model multi-criterial de scoring.
Sistemul ingerează observații din 9 surse operaționale europene și americane (Copernicus Data Space Ecosystem, EUMETNET, NASA LANCE), le armonizează într-un model spațial comun (UAT / NUTS-3, EPSG:4326 ↔ EPSG:3857), aplică mascare a norilor pe baza benzii SCL, calculează indici spectrali derivați (NDVI/NDMI/NBR/dNBR/NDWI) prin agregare statistică pe poligonul zonei (Sentinel Hub Statistical API / openEO), și combină indicatorii într-un scor compozit 0–100 pe patru module, normalizat și prioritizat printr-un model multi-criterial ponderat. Cadența de reîmprospătare este nocturnă (cron 03:00 UTC) cu trasabilitate completă a provenienței pe indicator.
1. Arhitectura de procesare
2. Surse de date și niveluri de produs
Toate sursele sunt operaționale și standardizate la nivel european. Rezoluțiile spațiale, ciclurile de revizitare și latențele NRT (near-real-time) determină cadența maximă a indicatorilor.
| Sursă | Operator | Produs | Rezoluție | Revizitare | Benzi/var. | Latență |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Sentinel-2 MSI | ESA / Copernicus | L2A (BOA, atm. corectat) | 10 / 20 / 60 m GSD | ≈5 zile (2 sateliți) | B2–B12, SCL | ≈ 24–72 h |
| Sentinel-3 SLSTR | ESA / Copernicus | LST L2 | 1 km (termic) | < 1 zi | S7–S9 (3.7–12 µm) | ≈ 24 h |
| Sentinel-1 SAR (C) | ESA / Copernicus | GRD / SLC | 5×20 m (IW) | ≈6–12 zile | VV+VH | ≈ 24 h |
| VIIRS / MODIS (FIRMS) | NASA LANCE | Active Fire (I-band 375 m) | 375 / 1000 m | ≈4×/zi | TIR anomalii | NRT < 3 h |
| CAMS | ECMWF / Copernicus | Reanaliză + prognoză compoziție | ≈0.4° / 9–40 km | orar | PM2.5/PM10/O₃/NO₂ | ≈ 6 h |
| GloFAS / EFAS (CEMS) | ECMWF / JRC | Debit râuri (hidrologic) | ≈0.05° rețea | zilnic | river discharge | ≈ 24 h |
| Open-Meteo (ERA5/ICON) | agregator deschis | Reanaliză + model numeric | 1–11 km | orar | T, RH, vânt, precip, sol | NRT |
| MeteoAlarm / ANM | EUMETNET / ANM | Avertizări CAP-1.2 | NUTS-3 (județ) | la emitere | 13 tipuri × 4 niveluri | NRT |
| CLMS (Corine / HRL) | EEA / Copernicus | Land cover, HRL forest | 10–100 m | anual/6 ani | clase CLC | lot |
3. Indici spectrali derivați
Calculați din benzile Sentinel-2 L2A (reflectanță la nivelul solului, BOA). Notația B# urmează convenția ESA.
| Index | Formulă | Interpretare | Interval |
|---|---|---|---|
| NDVI | (B8 − B4) / (B8 + B4) | Vitalitatea vegetației / biomasă fotosintetic activă | [-1, 1] |
| NDMI | (B8 − B11) / (B8 + B11) | Conținutul de apă din vegetație (stres hidric) | [-1, 1] |
| NBR | (B8 − B12) / (B8 + B12) | Normalized Burn Ratio (pre/post incendiu) | [-1, 1] |
| dNBR | NBR(pre) − NBR(post) | Severitatea arderii (clasele USGS) | [-2, 2] |
| NDWI | (B3 − B8) / (B3 + B8) | Conținut de apă la suprafață / corpuri de apă | [-1, 1] |
4. Mascarea norilor (Sentinel-2 Scene Classification)
Fiecare pixel este clasificat (banda SCL, 12 clase). Se exclud norii, umbrele, cirrusul și zăpada; se păstrează doar pixelii clari. Se selectează cea mai recentă scenă cu cel puțin 50 de pixeli valizi în poligon.
5. Componenta de vreme de foc (Canadian FWI System)
Indicele de vreme de foc folosit de EFFIS derivă din 6 sub-componente, propagate din temperatură, umiditate relativă, vânt și precipitații cumulate.
6. Submodele tematice
Risc pluvial din precipitații prognozate (3 zile), saturația solului (umiditate volumetrică 0–7 cm) și precipitații cumulate (7 zile). Componenta fluvială integrează debitul de râu GloFAS/EFAS (rețea ≈5 km) acolo unde poligonul intersectează rețeaua hidrografică.
Index combinat din anomalia umidității solului și deficitul de precipitații, calibrat pe scara CEMS Combined Drought Indicator. Folosit ca multiplicator de risc pentru foc și vegetație.
PM2.5, PM10, O₃, NO₂ din reanaliza CAMS, convertite în European Air Quality Index (EAQI, 1–6). Indicele de fum derivă din contribuția aerosolilor (AOD) la PM2.5 în context de incendiu.
Land Surface Temperature din Sentinel-3 SLSTR (canale termice 10.8/12 µm, split-window), folosită ca proxy pentru uscăciunea suprafeței și stresul termic al vegetației.
7. Model de scoring multi-criterial
Fiecare indicator este normalizat la [0, 1] prin scalare liniară pe praguri agronomice/meteorologice, apoi combinat printr-o sumă ponderată per modul. Rezultatul este reproiectat pe scara 0–100 și clasificat în 5 clase.
| Modul | Ponderi (ilustrative) |
|---|---|
| 🔥 Foc | FWI 0.30 · NDMI⁻¹ 0.20 · secetă 0.20 · LST 0.10 · focare 0.15 · pădure 0.05 |
| 🌿 Vegetație | NDVI 0.35 · NDMI 0.25 · LST 0.15 · secetă 0.15 · sezon 0.10 |
| 💨 Aer | PM2.5 0.45 · PM10 0.25 · O₃ 0.20 · NO₂ 0.10 (scalare EAQI) |
| 💧 Apă | precip. prognoză 0.50 · saturație sol 0.30 · precip. recentă 0.20 |
8. Standardizare, agregare și cadență
EPSG:4326 (WGS84) pentru stocare; EPSG:3857 pentru randare; geometrii GeoJSON / OGC Simple Features.
STAC pentru catalogare, openEO + Sentinel Hub Statistical API pentru agregare zonală, CAP-1.2 pentru avertizări, OAuth2 client-credentials.
media indicatorilor pe bounding-box-ul UAT (NUTS-3 pentru avertizări), ponderată pe pixeli clari.
reîmprospătare nocturnă (cron 03:00 UTC); avertizările oficiale la 6 ore; trasabilitate per indicator (live/modelat).
fiecare valoare poartă sursa, marca temporală și statutul (măsurat / modelat / interpolat).
42 unități administrative (41 județe + București), extensibil la nivel de UAT (≈3.200).
9. Validare și limitări
- • Indicii optici (NDVI/NDMI) depind de acoperirea cu nori; se folosește cea mai recentă scenă clară, ceea ce poate introduce o latență variabilă în perioade noroase.
- • Debitul fluvial GloFAS are rezoluție grosieră (≈5 km) și nu surprinde torenții mici; componenta principală a modulului Apă este pluvială.
- • Scorurile sunt instrument de suport decizional și prioritizare, nu sistem oficial de alarmare. Sursa autoritativă pentru avertizări rămâne ANM / INHGA / IGSU.
- • Ponderile modelului sunt calibrate empiric și ajustabile per beneficiar; nu reprezintă un standard normativ.
10. Referințe și standarde
Document orientativ. Specificația tehnică detaliată (ATBD, pseudocod, praguri de normalizare și protocol de validare) este disponibilă la cerere, sub acord de confidențialitate.