The Copernicus EMS Validation service as a vector for improving the emergency mapping based on Sentinel data

Abstract

[EN] The Copernicus Emergency Management Service (CEMS) is coordinated by the European Commission and “provides all actors involved in the management of natural disasters, man-made emergency situations, and humanitarian crises with timely and accurate geo-spatial information derived from satellite remote sensing and complemented by available in situ or open data sources”. It includes two components, Early Warning and Monitoring and Mapping. The latter provides on demand geo-spatial information derived from satellite imagery during all phases of the disaster management cycle. It includes 3 systems, Rapid Mapping (RM), Risk and Recovery Mapping (RRM), and a Validation Service. RM provides geospatial information immediately after a disaster to assess its impact; RRM in the prevention, preparation and reconstruction phases; and the Validation Service is in charge of validating and verifying the products generated by both, and of collecting and analyzing users’ feedback. The wide spectrum of activities framed in the Validation Service has allowed it to become a vector to improve the Mapping component through the testing of new methodologies, data input type, or approach for the creation of emergency cartography in the frame of the CEMS. The present paper introduces the main investigation lines based on Sentinel-1 and 2 for flood and fire monitoring that could be implemented in the CEMS services taking into consideration the characteristics of the Mapping component in terms of products to create and time constraints. The applicability of Sentinel-1 for flood monitoring based on the backscattering, the MultiTemporal Coherence (MTC), and dual polarization; and for burnt area delineation based on MTC was studied, while Sentinel-2 was used for burnt area delineation based on vegetation indices. Results indicate that proposed methodologies might be appropriate for the creation of crisis information products in large areas, due to the relative easy and fast implementation compared to classic photo interpretation, although further applicability analyses should be carried out.

[ES] El Servicio de Gestión de Emergencias de Copernicus (CEMS), está coordinado por la Comisión Europea y “provee de información geoespacial precisa y oportuna derivada de la teledetección satelital y completada por fuentes de datos disponibles in situ o abiertas a todos los actores involucrados en la gestión de emergencias, bien sean derivadas de desastres naturales o producidos por el hombre, o de crisis humanitarias”. El servicio tiene dos componentes, uno de alerta temprana y monitoreo y otro de creación de mapas. El servicio de mapeo se encarga de proveer, bajo demanda, a los diferentes agentes de emergencias de información geoespacial derivada de imágenes de satélite en todas las fases de la gestión de emergencias, consta de 3 sistemas, Rapid Mapping (RM), Risk and Recovery Mapping (RRM), y Validation. RM aporta información inmediatamente después de un desastre para evaluar su impacto; RRM en las fases de prevención, preparación y reconstrucción; y la Validación se encarga de validar y verificar los productos generados por ambos, y de recoger y analizar los comentarios de los usuarios. El amplio espectro de actividades enmarcadas en él le ha permitido ser vector de mejora de los servicios de mapeo de emergencias mediante el testeo de nuevas metodologías, tipos de datos, o enfoques para la creación de cartografías de emergencias en el marco de CEMS. El presente artículo describe las principales líneas de investigación en el uso de datos Sentinel-1 y 2 para la monitorización de inundaciones e incendios, que se podrían implementar en el futuro en el marco de CEMS. La aplicabilidad de Sentinel-1 para el monitoreo de inundaciones basado en la retrodispersión, la coherencia multitemporal (MTC) y la polarización dual; y se estudió la delimitación del área quemada basada en MTC. Sentinel-2 se usó para delimitar áreas quemadas en base a índices de vegetación. Los resultados indican que las metodologías propuestas podrían ser apropiadas para la creación de productos de información de crisis en grandes áreas, debido a la implementación relativamente fácil y rápida en comparación con la fotointerpretación clásica, aunque deberían realizarse más análisis para su aplicación en el marco de CEMS.