Kosmosepiltide jälgimine loomulik. Tulekahju jälgimine satelliidiandmete abil

Satelliitandmed on leviku hindamisel väga olulised metsatulekahjud, nende fookuste kindlakstegemine, tulekahjudest, põletustest tekkiva suitsu tekkimise analüüsimine, tulekahjude ohu väljaselgitamine.
Tulekahju kustutamise võimalus väikeses piirkonnas, eriti kõrgete tingimuste korral tuleoht, määratakse tuvastamise kiiruse järgi. Seega vastavad kõrge radiomeetrilise eraldusvõime ja kõrge pildistamissagedusega satelliidid (NOAA ja EOS seeria) metsa- ja turbatulekahjude operatiivseire kõige sobivamatele nõuetele. Tulekahjude tagajärgede jälgimiseks on vaja kasutada suure ruumilise eraldusvõimega satelliite.
Ülesanded tulekahjude jälgimine ja nende tagajärjed:

• tulekahjude avastamine, tulekohtade määramine;
• tulekahjude arengu jälgimine ja kontroll;
• tuleohu hindamine hooajal;
• tulekahjude ohu ennustamine pikas perspektiivis;
• tulekahju tagajärgede hindamine... Piltide kombineerimine enne ja pärast tulekahjusid võimaldab tuvastada põletusi, määrata nende pindala praegusel ajal ja hinnata tekitatud kahju.

Metsatulekahjude mõju keskkonnale ja inimestele tagajärjed:

• Majanduslik: puidu kadu, sh. kahju noorele kasvule, metsade teisese kasutamise ressursid; Kustutamiskulud, põletatud alade puhastamine jne; restaureerimistööd; kahjud teistele tööstusharudele: õhu-, raudtee-, maanteetranspordi, laevanduse jms lõpetamine.
• Keskkonna: reostus õhu, vee, pinnase põlemisproduktidega:
• hapniku hävitamine;
• termiline reostus;
• suur kasvuhoonegaaside heide;
• mikrokliima muutus;
• atmosfääri suitsu- ja gaasireostus;
• loomade ja taimede surm;
• bioloogilise mitmekesisuse vähenemine.
• Sotsiaalne: inimeste surm ja vigastused otse tulekahju piirkonnas; elanikkonna psühhofüsioloogiliste näitajate halvenemine: füüsiline, emotsionaalne, intellektuaalne, reproduktiivne, pärilikkus; elanikkonna esinemissageduse suurenemine; oodatava eluea vähenemine.

Tulekahjude avastamiseks kasutatakse kosmosepiltide termokanaleid (joonis 1, tabelid 1, 2.).
Tabel 1. Lainepikkuste vahemikud.

Pilt 1

Kosmoseaparaadid, mis võimaldavad tuvastada tulekeskusi, on esitatud Tabel 1.

Tabel 2. Kosmoselaeva omadused.

• Tulekahju avastamise tarkvara ja algoritmid.

Tulekahju avastamise meetodid põhinevad heledustemperatuuride analüüsil üksikutes spektrikanalites.
Otsimisnähtuse võtmetähiseks on kohalik temperatuuri tõus süttimiskohas.
Tulekahjude tuvastamine visuaalsete vahenditega võimaldab kiiremini ja täpsemalt määrata künniseid soojusanomaaliate avastamiseks. V üldine juhtum need künnised on erinevad. See tuleneb eelkõige põlemispiirkonnast ja temperatuurist, aastaajast ja ööpäevast ning tulekahju koha geograafilistest koordinaatidest.
Põlemiskeskuse olemasolu nähtavas spektris määrab ära metsatulekahjude peamise dešifreerimismärgi - suitsusamba olemasolu.
Pildil olev kolde meenutab oma kujuga helehalli koonust. Tuleb meeles pidada, et rünk- ja kihtpilved võivad oma ülesehituse ja heleduse poolest meenutada metsatulekahjude suitsupilte. Seetõttu vaadeldakse spektri infrapuna vahemikus neid nähtava spektri kujutiste osi, kus varem avastati metsatulekahju. Sellisel juhul ei ole metsatulekahjude suitsupahvakud praktiliselt nähtavad.
Kõik meetodid põhinevad järgmistel põhimõtetel:

• Signaalijaotuse analüüs vaatlusseadmete teatud spektrikanalites;
• Lävereegel pildiala (või piksli) määramiseks sobivasse klassi;
• Pildi üksikute alade (või pikslite) spektraalsete omaduste jaotuse statistiline analüüs;
• Salvestatud signaali sobivale klassile omistamise usaldusväärsuse analüüs.

Protseduuride jada ruumi pilditöötlus:

• Informatiivsete kanalite määratlus.
• Pilvede, veekogude ja teatud kanalite piltide andmete kadumine.
• Võimalike tulekahjupaikade kindlaksmääramine.
• Pinna kohalike spektraalsete tunnuste määramine ja tulekahjude registreerimine kaudsete märkide jaoks.
• Avastamise selgitamine, võttes arvesse kohalikke iseärasusi, keerukate reeglite rakendamine tulekahjude kindlakstegemiseks.
• Vigase äratundmise võimaluse analüüs.
• Avastamistulemuste kontrollimine ja otsuste tegemine.

Tulekeskuste automaatse avastamise algoritm on rakendatud aastal tarkvara tarninud ScanEx RDC:

• ScanViewer(NOAA satelliitide jaoks). ScanExi spetsialistid rakenduses ScanViewer on juurutanud seadme, mis võimaldab metsatulekahjude automaatset tuvastamist vastavalt AVHRR -i radiomeetri andmetele, mis on osa NOAA seeria satelliitide pardamõõtmiskompleksist. Automaatsete avastamisalgoritmide kombinatsioon visuaalse kujutise vaatamise ja kaarditeabe katmisega on interaktiivse tehnoloogia aluseks metsatulekahjude avastamiseks ja jälgimiseks. Nende meetodite puuduseks on see, et täpselt tuvastada saab ainult suuri tulekahjusid.
• ScanEx MODIS protsessor(EOS -satelliitide jaoks). Tulekahjude avastamiseks ja kiireks avastamiseks kasutab rakendus ScanEx MODIS Processor MODIS -seadme jaoks välja töötatud algoritme, mis võimaldavad määrata tulekahjude asukohta ja nende intensiivsust.

Tulekahju avastamise tehnika mis põhineb pikslite temperatuuride (MODIS -radiomeetri poolt vastuvõetud sisendsignaali intensiivsused) võrdlemisel kahes infrapuna spektrikanalis, 21 kanalit (4 µm T4) ja 31 kanalit (11 µm T11). Seda tehnikat rakendatakse programmis Scanex Modis Processor, mis võimaldab interaktiivselt konfigureerida sisend- ja väljundparameetreid.
Arvatakse, et mida kõrgem on pikslitemperatuur kanalis 21, seda suurem on tulekahju tõenäosus. Samamoodi, mida suurem on temperatuuride erinevus kanalites 4 μm. ja 11 mikronit. (dT411), seda suurem on tulekahju tõenäosus.
Võimaliku tuleallika tuvastamiseks on kaks võimalust:

• Kõigi ülalnimetatud väärtuste absoluutväärtused pikslis (T4 ja dT411) ületavad tulemaski parameetrites määratud lubatud piirid (näiteks T4 on päeva jooksul üle 360K või dT411 üle 25 K päevasel ajal).
• Signaali intensiivsuse väärtus teatud piksli 4 μm kanalis on keskkonnast väga erinev (näiteks T4> T4b + pT4.sdc * dT4b - praeguse uuritava piksli temperatuur 4 μm kanalis on suurem kui ümbritsevate pikslite keskmine temperatuur + ümbritsevate pikslite temperatuuri standardhälve korrutatuna empiirilise koefitsiendiga (standardhälbe koefitsient, tavaliselt pT4.sdc = 3)).

Programmil on hulk parameetreid, mis vastutavad selle või selle piksli registreerimise eest tuleallikana või mitte. Nende parameetrite (tuletõrje maskid) kombinatsioon sõltub suuresti piirkonnast. Näiteks Kurgani piirkonna ja Ivdel taiga metsa-stepi territooriumil on erinevad spektraalse peegelduse omadused MODIS-i radiomeetri poolt vastuvõetud soojuspiirkonnas. Lisaks sõltub nende parameetrite kombinatsioon aastaajast (talv, kevad, suvi, sügis) ja isegi vastuvõtu ajast.

• Tulekahju avastamise tarkvara moodul ERDAS Imagine'i rakenduspaketile koos kriteeriumidega (tabel 3.).

Tabel 3.Termiliste kõrvalekallete tuvastamise kriteeriumid.

kus Т3р, Т34р, Т4р on temperatuuriläved, I2, I1 on kiirguse intensiivsus 1 ja 2 kanalil.
Temperatuuriläved määrab operaator järgmiste intervallidega: Т3р - 310-322 К; T34r - 7-15 K; Т4р - 275-285 K. Vaikimisi on suveajale seatud järgmised temperatuuriläved: Т3 = 312 К; T34 = 15 K; T4 = 276 K.

Radiomeeter MODIS (mõõduka eraldusvõimega kujutise spektroradiomeeter) ( Tab. 4.) on üks peamisi pildistamisvahendeid, mis on paigaldatud Ameerika satelliitide TERRA (orbiidil alates 1999. aastast) ja AQUA (orbiidil alates 2002. aastast) pardale, tehes kosmosest Maa -uuringuid riikliku lennundusagentuuri programmi EOS (Earth Observing System) raames (NASA) USA.

Tabel 4.Peamine spetsifikatsioonid MODIS.

Radiomeeter MODIS võimaldab iga päev operatiivselt jälgida territooriume, samas kui vaatluste sagedus sõltub selle suurusest ja geograafiline asukoht, samuti kasutatud satelliitide arvu.
Eraldi territooriumi vaatlemise sagedus ühe satelliidiga filmimisel on 1-2 korda päevas ja sama palju kordi öösel. Kahe satelliidiga pildistamisel kahekordistub vaatluste sagedus - 4–12 korda päevas (sõltuvalt territooriumi geograafilisest asukohast).
MODIS -i andmete praktiliseks kasutamiseks on välja töötatud ja regulaarselt täiustatud radiomeetri esmaste andmete töötlemise algoritmid; on olemas 44 standardset teabetoodet (moodulit - MOD).
Soojusanomaaliate ja tulekahjude avastamiseks kasutab moodul ( MOD14). See võimaldab 1 km eraldusvõimega kiiresti avastada ja jälgida looduslikke (metsa) tulekahjusid, vulkaane ja muid termilisi kõrvalekaldeid. MODIS suudab tuvastada tulekahju piirkonnas, mis on väiksem kui 1 km2.
Automaatrežiimis tulekahju avastamise algoritmid põhinevad olulisel erinevusel maapinna temperatuuride (tavaliselt mitte kõrgem kui 10–25 ° C) ja tuleallika (300–900 ° C) vahel. Pildile salvestatakse objektide soojuskiirguse peaaegu 100-kordne erinevus ning pilvede eraldamiseks aitab teavet teistest spektrikanalitest.
Pildistamine MODIS spektroradiomeetri termoseadmetega, mille ruumiline eraldusvõime on 1 km, võimaldab tuvastada 1 hektari suuruse tuletõrjekeskuse või 9 hektari suuruse maa -aluse tulekahju.

NOAA satelliidid on varustatud kahe instrumendikomplektiga: AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer) (tabel 5.) ja seadmete komplekt atmosfääri vertikaalseks helindamiseks.
Kosmoselaevade NOAA kosmosepildid võimaldavad tulekahju jälgida peamiselt piirkondlikul tasandil, kasutades piltide madalat ruumilist eraldusvõimet (1,1 km).

Tabel 5. AVHRR -i peamised tehnilised omadused.

Kogu NOAA satelliitidelt saadud teave tuleb kalibreerida esialgses etapis, et tuvastada tulekeskused "läve" või "kontekstipõhise" algoritmi abil. See tähendab, et AVHRR -seadme esimese ja teise kanali jaoks on vaja saada vastavalt albedoväärtused A1, A2. Ja kolmanda, neljanda ja viienda kanali puhul - vastavalt ekvivalentse kiirgustemperatuuri väärtused T3, T4 ja T5.
Tulekahju avastamise meetodid põhineb emissiooni hinnangu kasutamisel 3V, 4, 5 AVHRR kanalite jaoks, mis vastavad spektri infrapuna vahemikule. tulekahjud on määratletud kui kiirguse äärmuslikud väärtused 3V kanalil (see piirkond on objektide maksimaalse kiirguse all põlemistemperatuuril 800-1000K) AVHRR.
Tulekahjudest põhjustatud suitsulähed on AVHRR kanalitel 1 ja 2 hästi määratletud.

Tulekahjude täpsemaks tuvastamiseks kasutatakse lävealgoritme, mille taga määrab kiirgustemperatuuri 3. ja 4. kanal. AVHRR on kalibreeritud temperatuuril 330 K.
On teada, et 800-1000 K temperatuurini kuumutatud musta keha kiirguse maksimaalne voog langeb elektromagnetilise spektri keskmise infrapuna-alale lainepikkusega 3-4 mikronit. AVHRR-seadme omaduste põhjal võetakse termilise anomaalia äratundmise põhijoonena vastu kolmanda kanali andmed, mis töötavad vahemikus 3,55-3,93 mikronit.
Kuna AVHRR -seadmete ruumiline eraldusvõime on 1,1 km, on ideaaljuhul võimalik tuvastada objekte, mille lineaarsed mõõtmed ületavad 1,1 km. Tänu suurele kiirguse intensiivsusele infrapuna keskosas ja seadme suurele radiomeetrilisele eraldusvõimele on võimalik tuvastada looduslike ja termiliste anomaaliaid. tehnogeenne iseloom palju väiksemaid suurusi. Ideaalsetes vaatlustingimustes maksimaalse kontrastsusega AVHRR -seadme 3. ja 4. kanalil on põhimõte. võime avastada tulekahjusid pindalaga 0,2-0,3 hektarit.
Ainult ühe kolmanda kanali kasutamine lävealgoritmis (üks lävi) toob kaasa suure hulga valehäireid. Selle põhjuseks on eelkõige päikeseenergia peegeldumine pilveservade (suurim hulk valehäireid), veepinna, liiva, lahtiste kivide, asfaltkatete ja betoonkonstruktsioonide poolt. Vigade vältimiseks on vaja kasutada teiste spektrikanalite andmeid.
Tule läve avastamise algoritmid:

1. Kaufmani algoritm (1991): T3> 316 K, T3-T4> 10 K ja T4> 250 K. Siin T3, T4, T5 on raadio heledustemperatuur vastavalt AVHRR-seadme 3., 4. ja 5. kanalil.
2. Prantsusmaa algoritm (1993): T3> 320 K, T3-T4> 15 K, 0< (T4-T5) < 5 К, A1 < 9%, где А1 - значение альбедо в 1 -м канале.
3. Kennedy algoritm (1994): T3> 320 K, T3-T4> 15 K, A2< 16%, где А2- значение альбедо во 2-м канале.

Kui loa element vastab algoritmi tingimustele, siis kuulub see tulekahjude klassi; kui see ei vasta vähemalt ühele neist tingimustest, siis tagaplaanile.
Kõik need algoritmid on keskendunud piisavalt suure pindalaga ja intensiivsusega tulekahjudele, mis on tulekahjuolukorra avastamise probleemide lahendamiseks vastuvõetamatu, kuna tulekahjude avastamise algstaadiumis on oluline avastada tulekahjud, et minimeerida materjalikulusid nende likvideerimiseks. tuleallikas. Lisaks on neid algoritme väga ebasoovitav kasutada ülekuumenenud turba esinemise tuvastamiseks turbaaladel.
Praeguseks põhineb Venemaa EMERCOMi lennundus- ja kosmoseteabe vastuvõtmise ja analüüsimise keskus Kaufmani algoritm (1)"ujuvate" künnistega. Nagu varem mainitud, määratakse AVHRR -seadmetest pärineva teabe esialgse töötlemise etapis looduslike tulekahjude ilmsed fookused kindlaks suitsulõhede olemasolu tõttu.
Pärast pildi kalibreerimist määratakse kindlaks tuvastatud fookuste ja külgneva tausta omadused, mille alusel valitakse vastavad künnised. Pärast pildil oleva aluspinna sarnaste omaduste ja tulekeskuste omaduste analüüsimist määratakse kindlaks ujuvaid künniseid.
Siiski ei tohiks täielikult usaldada tulekahjuallikate tuvastamise tulemusi nende künniste abil, kuna elektromagnetilise energia peegeldumine pilvede servadest on võimalik ning ülekuumenenud liivast ja erinevatest tehnogeensetest moodustistest põhjustatud valehäired. Seetõttu tuleb kahtlastele punktidele, mis on pilvedele liiga lähedal, jõgede, merede jms lähedal, täiendavalt kontrollida.
Täiendav kontroll seisneb meile huvipakkuvate pikslite peegelduvuse analüüsimises AVHRR -seadme esimeses ja teises kanalis. Kui esimese kanali albedo väärtus on suurem kui teise kanali albedo väärtus ( A1> A2), siis valdava enamuse juhtude puhul võib selle punkti üheselt seostada valehäirega. kuid on juhtumeid, kus tekib kahtlusi sellise otsuse õigsuses (näiteks pilvede või liiva puudumine). Sellisel juhul liigitame selle punkti võimaliku tuleallikaks, kui kõnealuse piirkonna kohta lisateavet pole. Kui albedo väärtused esimeses ja teises kanalis ületavad 10-16% (sõltuvalt vaatlustingimustest), siis klassifitseeritakse see punkt ka valehäireks. Kõigil muudel juhtudel aktsepteeritakse hüpoteesi termilise anomaalia esinemisest vaatlusalustes punktides.
Kui valehäirete arv on piisavalt suur, võite kolmanda ja / või neljanda kanali läve veidi üle hinnata. Sel moel ei ole võimalik täielikult vabaneda valehäiretest ja siiski tuleb kontrollida enamikku väidetavatest fookustest. Lisaks välistame tahtlikult kaalumisest väikeste alade tulekahjud, mis on samuti vastuvõetamatu.

• Modifitseeritud kontekstuaalne algoritm termiliste kõrvalekallete avastamiseks.

Hägusus on infrapunakiirguse jaoks läbipaistmatu keskkond, nii et pikslite puhul, kus see hõivab rohkem kui 60–70% pildist, tõstetakse see automaatselt esile. Kuna pilvisus on maapinnast külmem, on heledustemperatuuri läve võimalik määrata kiirgusmõõturi 4. või 5. kanalil, varjates kujutise piksleid, mis ei ületa määratud läviväärtust.
Tehakse ettepanek võtta Euroopa Kosmoseagentuuri standard SHARP-2 kui põhialgoritm pilvede eraldamiseks AVHRR-andmete jaoks. See standard näeb ette klassifikatsiooni, mis eraldab pildipikslid järgmistesse klassidesse: maapind (RF), vesi, hägusus.
Pilvede valimine esialgsel pildil toimub vastavalt ESA SHARP-2 standardi tingimustele:

1. "Pilvine", kui A (2) / A (1)> 0,9 & A (2) / A (1)< 1,1&T4 < 294 К
2. "Pilves", kui T4< 249 К
3. "Pilvine", kui T4-T2> 274 K & T4< 290 К

Autorid tegid eelduse, et need tingimused on halvasti kohandatud pilvisuse / WB piiri määramiseks ja "katkiste pilvede" tuvastamiseks Venemaa Euroopa osa territooriumil, mistõttu tegid nad ettepaneku kehtestada lisatingimus. See tingimus on 4-spektrivahemiku heledusomaduste analüüs.
Analüüsis kasutatakse lisatingimust (4), mille puhul analüüsitakse AVHRR-seadme 4-spektrivahemiku samaväärse kiirgustemperatuuri RMSD (4), mis arvutatakse 15x15 pikslise akna abil:
σ4≤σthr,
kus σthr on AVHRR-seadme 4-spektrilise vahemiku kiirguslävi ekvivalentlävi temperatuuril 15x15 pikslit, mille väärtus määratakse uuringu tulemusel.
Venemaa Euroopa osa (48–67 põhjalaiust) testpiltide töötlemise tulemuste kohaselt σthr = 1,3.
Kuna AVHRR / 2 seadmete (3) neljanda ja viienda kanali spektrialades on Päikese mõju pildi omadustele minimaalne, saab hägususe välistada, analüüsides heledusomaduste RMSD -d. Sellisel juhul võtab muudetud kontekstialgoritm arvesse mitte ainult piksli heledusomaduste RMSD väärtust, vaid ka SHARP-2 standardi tingimusi AVHRR-andmete jaoks.
Modifitseeritud kontekstipõhises algoritmis testimiseks ja arvestamiseks valitakse SHARP-2 standardi klassifikatsioonitingimused, mis võeti põhitingimusteks. Testimiseks kirjutati veepinna eraldamise mudel. Analüüsitud pildi X (x1, ..., x5) puhul liigitatakse pikslid tunnuste järgi: "vesi", "hägusus", "maapind". Tingimusi arvestava klassifitseerimise tulemusena luuakse veepinna ja erinevate pilvede esialgsest pildist kaks vahekihti. Esimene, mis koosneb 0 -st ja 1 -st, kus 0 vastab pikslile, mis on liigitatud müraks, ja 1 vastab pikslile, mis on klassifitseeritud maapinnaks. Teine, mis koosneb 0 -st ja T3 -st, kus 0 vastab pikslile, mis on klassifitseeritud müraks, ja T3 vastab maapealseks klassifitseeritud piksli kiirguse temperatuurile 3. AVHRR -kanalis.
Kõiki "vett" ja "häguseid" klassifitseeritud piksleid ei võeta "signaali olemasolu" edasises analüüsis arvesse.
Igale pikslile eraldatakse järjestikku keskne lokaalne ala mõõtmetega 15x15 pikslit. Selle piirkonna puhul võetakse arvesse 5-kanalilisi pikslite omadusi. Arvutatakse ka muude pikslite arv peale klasside "vesi" ja "hägusus" ning nende jaoks arvutatakse T3av keskmine väärtus.
Signaali esiletoov signaal on tingimus: T3av> T3av.por .. Kui see tingimus on täidetud, tehakse otsus "tulega piksli olemasolu" kohta.
Muudetud kontekstipõhise algoritmi rakendamine võimaldab vähendada "valehäire" tõenäosust 10-15% Põhja- ja Kesk-Venemaa territooriumil. Selle algoritmi loomulik eelis on suhteline töö ja sõltumatus Päikese nurga ja kellaaja suhtes. Suurimaks puuduseks on kontekstipõhise algoritmi mittetoimivus pildi tekstureeritud piirkondade hägususe korral.

Tabel 7.TM -skanneri peamised tehnilised omadused (Landsat 5).

Tabel 8. Radiomeetri ETM + peamised tehnilised omadused (Landsat 7).

Siberis ja mõnes teises Venemaa piirkonnas on metsatulekahjudega endiselt keeruline olukord. Võta vastu ajakohane teave olukorra kohta saate kasutada spetsiaalseid veebiteenuseid.

"Tulekahjude kaart"

Sait, mis ei vaja registreerimist, annab satelliitidelt teavet tulekahju kohtade, selle tegelike kontuuride, tulekahjude arvu ja tugevuse kohta.

Tulekahjude piirjooned kaardil

"Tulekaardil" on palju lisaseadeid, alates ajavööndi muutmisest kuni filtreerimiseni asulad mis on ohus.

Lisaseaded

Kaardil on näidatud ka ilm ja tuule suund, millega saab lähitulevikus ennustada, kuhu tuli läheb.

Ilm ja tuule suund

Teenuse ainus negatiivne külg on värskendamisaeg: uued andmed ilmuvad kaks korda päevas ja tulekahju võib selle aja jooksul liikuda väga kaugele.

"Kaitske metsa"

Ametnik mobiilirakendus"FBU Avialesokhrana", millel on muu hulgas ka tulekaart. See koostati satelliidiandmete, osakonna teabe ja ka tänu rakenduses registreeritud kasutajate aktiivsusele.

Kaitske metsarakendust

Tulekahju täpseid kontuure pole, kuid iga tulekahju jaoks on koordinaadid ja teave selle kohta, millises suunas see teie poole asub.

Kaitske metsarakendust: tuleteave

Kaitse metsarakendust: uudiste rubriik

Rakenduse installimisel peate läbima lihtsa registreerimisprotseduuri.

Laadige alla Kaitse metsa

• Rakenduste pood
• Google Play

Teine võimalus loodusõnnetuste kohta teada saada on piirkondliku eriolukordade ministeeriumi veebisait. Andmeid metsatulekahjude kohta kuvatakse siin iga päev. Sisestage lihtsalt otsingumootor "Hädaolukordade ministeeriumi sait" ja oma piirkonna nimi ning otsige operatiivteabe jaotisest vajalikku.

Igapäevaselt saadud kosmoseteavet kasutatakse laialdaselt tulekahjude operatiivseks jälgimiseks. Samal ajal kasutatakse tänapäevaseid GIS -tehnoloogiaid, et kombineerida heterogeenset teavet kosmoseandmetega.

Metsatulekahjude kosmoseseire võimalused määratakse uuringu tõhususe, ruumilise eraldusvõime ja piltide kättesaadavuse järgi. Põhimõtteliselt kasutatakse tulekahjude jälgimiseks MODIS kaameraga meteoroloogilisi satelliite TERRA ja AQUA, mis katavad territooriumi kõrge sagedusega (2,5–3 tuhande km laiuse ulatuse tõttu pakuvad kaks meteoroloogilist satelliiti 3-4 pilti päev mis tahes Venemaa piirkonna jaoks) ja teabe tõhus edastamine. Landsat ja SPOT keskmise eraldusvõimega pilte kasutatakse meteoroloogilistelt satelliitidelt saadud teabe selgitamiseks, läbipõlenud alade lõpliku kontuuri saamiseks, samuti aktiivsete tulekahjude registreerimiseks.

Teave MODIS -skanneri kohta on esitatud järgmistel saitidel:

Radiomeetri soojuskanalite andmeid töödeldakse vastavalt spetsiaalsele automaatsele MOD-14 algoritmile, mis tuvastab kõrgendatud temperatuuriga pinna piirkonnad-nn "kuumad kohad". Radiomeetri soojuskanalite eraldusvõime on 1 km, kuid praktikas on võimalik tuvastada põlemist väiksemal alal. Mõnikord võib algoritm anda "valehäireid", näiteks soojendatud raudkatuselt, tõrvikust õliväljadel jne, samas kui väikseid tulekahjusid ei ole vastupidi võimalik tuvastada. Iga "kuuma koha" jaoks on selle registreerimise usalduse parameeter - usaldus. Kuid andmed "kuumade kohtade" kohta on sisse lülitatud Sel hetkel on taskukohased, operatiivne allikas andmed suurte tulekahjude kohta.

Praegu puudub Venemaal üksainus teabeallikas, mis võiks anda metsatulekahjude kohta objektiivset teavet. Igal olemasoleval allikal on oma eelised ja puudused ning täieliku objektiivse pildi metsatulekahjude olukorrast saab ainult ühel juhul - kui kasutate korraga mitut sõltumatut teabeallikat.

Satelliidipiltide andmeallikad

Tuleinfosüsteem SFMS .

SFMS (ScanEx Fire Monitoring Service) on avalikult kättesaadav metsatulekahjude seiresüsteem, mis põhineb Terra, Aqua, LANDSAT 5 ja SPOT4 / 5 satelliidipiltidel ning mille on välja töötanud insener- ja tehnoloogiakeskus ScanEx (Moskva).

Süsteem võimaldab saada teavet suurte ja keskmise suurusega metsatulekahjude asukoha kohta Venemaa territooriumil mitme viimase päeva jooksul (4–14) koos võimalusega jagada tulekahjud kuupäevade järgi Google Earth formaadis. Sarnaselt tulekahju infosüsteemiga FIRMS, kuid vaikimisi (registreerimata kasutaja puhul) kasutatakse leviala tulekahju liigitamiseks kõrgemaid tõenäosuslävesid, mistõttu väikesed / algavad tulekahjud pole nähtavad. Sisaldab mitmeid lisafunktsioone ja kohandamisvalikuid (sh tõenäosusläve määramine). Suur eelis FIRMS-i ees on kiirem andmete kuvamine kuumade kohtade kohta, samuti võimalus kasutada keskpunktiga optilisi pilte kuumade punktide kontrollimiseks. Süsteem käivitati 2010. aasta juunis; 2011. aasta tulekahjuhooaja alguseks on kavas teenust täiustada, sealhulgas võimalusega Spot 4/5 kaamerad kiiresti uuesti sihtida.

Projekti viiakse ellu SFMS ja FIRMS süsteemi alusel ,projekti raames postitatakse iga päev tekstiaruanne tulekahjude kohta Ramsari saitidel ja PA -des Läbipaistva maailma veebisaidil föderaalne tähtsus ja kartograafilises veebiteenuseshttp://oopt.kosmosnimki.ru/teave visualiseeritakse. Ressurss sisaldab väärtusliku piiri looduslikud alad, teavet tulekahjude ja mitmete probleemkohtade kohta - kõrge eraldusvõimega pilte. Sait pakub teavet mitte ainult tulekahjude, vaid ka muude kaitsealade ohtude kohta.

2010. aasta suvel avaldas andmed tulekahjude kohta ka Yandex.Maps.

Tuleinfosüsteem FIRMS

FIRMS (Fire Information for Resource Management System) on tulekahjude infosüsteem loodusvarade haldamiseks.

Avalikult kättesaadava Terra pildipõhise metsatulekahjude seiresüsteemi Aqua töötas välja Marylandi ülikooli meeskond koostöös USA riikliku lennundus- ja kosmoseagentuuriga (NASA). Süsteem hõlmab kogu maailma ja võimaldab teil saada teavet suurte ja keskmiste metsatulekahjude asukoha kohta viimase 24 või 48 tunni jooksul (kasutaja valik), Google Earth vormingus või brauseriaknas. Võimaldab saada teavet suurte metsa- ja keskmiste tulekahjude kohta.

"Tuletõrje infosüsteem kaugseire ISDM-Rosleskhoz

ISDM-Rosleshoosi süsteem metsatulekahjude seire osas põhineb Terra, Aqua, NOAA kosmosepiltidel ning on infosüsteemide FIRMS ja SFMS lähedal. Seevastu ei ole see täielikult avalikult kättesaadav (tasuta juurdepääs kogu teabele antakse ainult metsamajandusasutustele, samas kui teised organisatsioonid saavad täieliku juurdepääsu ärilistel alustel).

Satelliidiandmed praeguse tulekahju kohta FGU "Avialesoohrana" ametlikul veebisaidil

Selle süsteemi eelmine versioon (töötab edasi, kuid võimaldab tulekahjude kohta saada ainult minimaalset teavet) on endiselt postitatud FGU Avialesokhrana veebisaidi spetsialiseeritud teenusesse.

EOStation-ScanEx

Osaliselt avatud süsteem, tagab juurdepääsu .shp -vormingus leviala vektormaskidele ja satelliidipiltidele. Üldine informatsioon ligikaudse tulekahju asukohaga tulekahjude kohta on tasuta saadaval, üksikasjalikumad andmed esitatakse tasu eest.

Euroopa metsade tuleohu jälgimise süsteem

Ingliskeelne infoportaal, mis kajastab praegust metsatulekahjude ohu taset ja järgmise viie päeva prognoosi (põhineb meteoroloogiliste ja muude andmete kogumil). Prognoos hõlmab Euroopa Liidu riike ja nendega piirnevaid territooriume, sealhulgas Venemaa läänepoolseimaid piirkondi, ligikaudu ida pool Arhangelski. Ennustus on tavaliselt üsna kvaliteetne, samuti praeguse tuleohu taseme analüüs.

MODIS algandmete allikad

MODISe esialgsed andmed kogu maailma kohta pakub NASA.

Allpool esitatud saitidel on tulekahjude kohta kolme tüüpi andmeid: töökorras, pärast iga satelliidilendu ning üldistatud andmed päeva ja 8 päeva kohta (1–3-nädalase hilinemisega). Samuti saate satelliidipilte ise alla laadida. Need on esitatud rastervormingus hdf ja nõuavad üsna keerulist töötlemist ja vektorvormingusse tõlkimist.

Juhend WIS-otsingumootori kasutamiseks GIS-Labi veebisaidil

Analüütilised ja uudiste teenused

Greenpeace Venemaa metsafoorumi rubriik "Metsatulekahjud"

Foorumi osa on pühendatud metsatulekahjude probleemile. Siia liiguvad ka uudised metsatulekahjude kohta.

Abikaart metsatulekahjude ohvritele

Sait võtab vastu teateid uutest tulekahjudest, abivajajatest ja abistajatest. Lisaks saate kaardi kaudu teatada ja saada teavet metsa ja selle taastamise probleemide kohta teie piirkonnas, kuna metsa seisund on üks olulisi tegureid, mis võivad määrata tulekahjude ulatuse.

Maailma tuleseirekeskus (GFMC) )

Metsatulekahjude uuringud riigiti. Ingliskeelne infoportaal, mis pakub teavet maailma peamiste riikide ja piirkondade metsatulekahjude praeguse olukorra kohta. Andmed põhinevad peamiselt satelliidipiltidel Terra, Aqua. GFMC peamine teabepartner Venemaal on Metsainstituut Sukacheva (Krasnojarsk). Metsatulekahjude ala andmed erinevad peaaegu alati mitu korda föderaalse metsandusameti ja eriolukordade ministeeriumi "ametlikest" andmetest.

Hädaolukordade kokkuvõte hädaolukordade ministeeriumi ametlikul veebisaidil

Otsige ekraani paremast servast kalendrit alapealkirjaga "Emergency Summary" - peate valima soovitud kuupäeva.

Andmeid uuendatakse iga päev, sealhulgas nädalavahetustel ja pühadel. Andmed põhinevad metsaametite aruannetel, mis on mingil arusaamatul viisil läbi vaadatud. Andmete kvaliteet on "ametlik". Lisateavet saab Vene Föderatsiooni konkreetsete üksuste eriolukordade ministeeriumi peamiste osakondade veebisaitidelt.

Teabeportaal "Metsatulekahjud"

Teabeportaal, mis sisaldab peamisi uudiseid ja analüütilisi materjale seoses Venemaa metsatulekahjudega. Uudiseid ja analüüsimaterjale ajakohastatakse regulaarselt, kuid tulekahjude kohta puudub operatiivne statistiline teave.

Operatiivne teave metsatulekahjude kohta Föderaalne agentuur metsandus

Andmeid uuendatakse iga päev (tuleohtlikul perioodil), välja arvatud nädalavahetustel ja pühad... Võrreldakse eelmise aasta sarnaste näitajatega. Andmed põhinevad ametlikel valdkondlikel aruannetel ega kajasta tulekahjusid nendes metsades, mida ametlikult (uue metsaseaduse kohaselt) metsaks ei loeta - näiteks metsades ja metsavööndites põllumajandusmaal. Andmete kvaliteet on üsna "ametlik", st. umbes "nagu uudised televisioonis".

Üldine informatsioon
Tulekahjude operatiivseire teostatakse kahe satelliidi: Aqua ja Terra andmete põhjal. Igal neist on MODIS kaamera, mis võimaldab pildistada maad spektri erinevates osades: nähtavast infrapunani. Satelliidid filmivad sama piirkonda 2-4 korda päevas. Saadud teavet töödeldakse automaatselt.
Tulekahjude automaatne tõlgendamine põhineb olulisel temperatuuride erinevusel maapinna ja tuleallika vahel.
Analüüsiks kasutatakse termokanaleid ja teistest satelliitkanalitest saadud teave aitab pilvi eraldada. Pärast automaatset töötlemist saadakse mask nende pildi pikslite jaoks, mille temperatuur erineb oluliselt ümbritsevatest "kuumadest punktidest" või "soojuspunktidest". Töötlemisaeg on 15–40 minutit satelliitlennu hetkest. Pidage meeles, et satelliidi lennuaeg on Greenwichi aja järgi (UTS)! Moskva aeg = UTS + 4 tundi!
Sellel meetodil on mitmeid piiranguid. Kõik temperatuurist erinevad objektid (näiteks õliväljad, soojuselektrijaamad, suurte hoonete soojendusega katused) satuvad "kuumadesse kohtadesse". Mõnda nõrka tulekahju ei võeta arvesse väikese temperatuurivahe tõttu. Arvesse ei võeta ka mõnda tulekahju, mis toimus satelliitlendude vaheaegadel. Raske pilvkatte tõttu on valepositiivseid tulemusi.
Sellest hoolimata saab ja tuleks neid andmeid kasutada tulekahjude jälgimiseks, eriti suurtel aladel, kus maapealset seiret pole võimalik teostada.
Pilditöötlusalgoritme on kolm:
1. Ressursside haldussüsteemi (FIRMS) Fire Information for Resource Management System (USA)
2. ScanExi tuleseire teenus (SFMS) ScanEx RDC
3. ISDM-Rosleskhoz kaugseire infosüsteemi "tulekahju" osa
Igal neist on oma eelised ja puudused. FIRMS -süsteem on tundlikum, suudab tuvastada väga nõrku tulekahjusid, kuid annab suure hulga valehäireid. SFMS on vähem tundlik, seetõttu laseb see läbi mõned nõrgad tulekahjud, kuid annab palju vähem valehäireid.

Kasutamine
1. Andmete hankimise ligikaudse aja teadmiseks peate vaatama 2 satelliidi lennugraafikut.
Aqua http://www.ssec.wisc.edu/datacenter/aqua/
Terra http://www.ssec.wisc.edu/datacenter/terra/
Järgige lehtede linke, valige soovitud territoorium ja kuupäev.

Avaneb leht, millel on satelliidi ülelendude skeem.

Satelliit jäädvustab riba mööda lennutrajektoori. Sellise riba fragment joonisel on tähistatud sinise kontuuriga. Mõõtmisvaala laius mõlemal pool trajektoori (roheline nool) on ligikaudu võrdne poolega külgnevate trajektooride vahelisest kaugusest (oranž nool)

Satelliidid lendavad üle ühe territooriumi vastavalt 2–4 korda päevas, nii et mitmel korral uuendatakse teavet kuumade punktide kohta. Saitide teavet uuendatakse 15-40 minutit pärast lendu.

Soojuspunkte saate vaadata kas spetsiaalsetel saitidel või programmis Google Earth
Veebisaidid. Peamised neist on nüüd 3.
Minu arvates on kõige funktsionaalsem ja kiireim laadimine Kosmosnimki veebisait http://fires.kosmosnimki.ru/

Pakub SFMS -i vaikeandmeid, võimaldab vaadata FIRMS -i andmeid

Saate pilti suurendada või vähendada suurendusklaasi või "suumi taseme" joonlaua abil

Märkeruut Cosmose pildid võimaldab teil vaadata Aqua, Terra satelliitide uusimaid pilte. Pildid on nähtavad ainult kuni üheksanda suurendusastmeni.

Igasuguse joonistatud kontuuri, näiteks suure tulekahju, mis on näha MODIS -pildil, saab alla laadida (piirkonna andmete all on link "download shp -fail"). Saate lisada ka oma teed vektorvormingus (zip -vormingus fail).

Üksikud levialad on nähtavad 8. suumitasemelt.

Saate vaadata andmeid mitte ainult ühe päeva, vaid ka mis tahes ajavahemiku kohta, selleks peate klõpsama kuupäeval paremal asuval kolmnurgal. Ilmub punane raam, mille sees on nähtavad termopunktid. Selle kuju ja suurust saab muuta, liigutades kursorit üle nurkade või joonte. Kahes aknas peate määrama algus- ja lõppkuupäevad.

FIRMSi veebisait on lihtne ja arusaadav, kuigi inglise keeles. Miinus-laadimine võtab kaua aega.


Kui sirvite vahelehti, leiate sealt kasulikke asju, näiteks kaitsealade piiridega kihi kaasamine, võimalus kaartidelt piltidelt taustale lülituda, teave viimase värskenduse aja kohta.
ISDM-Rosleshoosi kaugseire infosüsteemi tuletõrjeosakonna sait firemaps.nffc.aviales.ru/clouds/html/cl ouds_proj.html. See on ka lihtne.

Kui te ei soovi saitidele ronida, saate vaadata soojuspunkte programmis Google Earth

Metsatulekahjude seire- seire- ja kontrollisüsteem tuleoht metsas vastavalt ilmastikutingimustele, seisukorrale metsakütused jamaterjalid , tuleallikad ja metsatulekahjud meetmete õigeaegse väljatöötamise ja rakendamise eesmärgil, et vältida metsatulekahjusid ja (või) vähendada neist tulenevat kahju. Metsatulekahjude seiret korraldatakse organisatsiooniliselt neljal tasandil: föderaalne, piirkondlik, kohalik ja kohalik. Föderaalsel tasandil korraldab metsatulekahjude seiretööde korraldamist föderaalorgan metsamajandamine Venemaal; piirkondlikul tasandil - Vene Föderatsiooni moodustavate üksuste metsandusorganid; kohalikul ja kohalikul tasandil - metsandusettevõtted ja muud metsamajandamisega tegelevad organisatsioonid, ettevõtted ja asutused, samuti Avialesoohrana allüksused, mis tegelevad avastamise ja metsatulekahjude kustutamine .

Võttes arvesse metsatulekahjude jälgimiseks kasutatavaid vahendeid, on võimalik eristada maapinda, lennundust ja kosmosetaset. Tulekahjude maapealseks avastamiseks kasutatakse järgmisi tehnilisi vahendeid:

• tööstuslikud televisiooniseadmed ja televisiooni laserkaugusmõõtjate kompleksid;
• kaugjuhitavad lennukid;
• välgusuuna leidjad-kaugusmõõtjad;
• meteoroloogiaradarid;
• geodeetilised instrumendid suitsupunkti nägemiseks;
• tuletõrjepostid, mille arv ja asukoht peavad tagama ilmumiskoha määramise suitsetama täpsusega vähemalt 0,5 km.

Metsaala õhust patrullimiseks kasutatakse väikelennukeid, millel on selles rakendusvaldkonnas vaieldamatud eelised: odav lennutund, vähenõudlikud lennuväljad ja hooldus ja väike kahju keskkond... Metsatulekahjude seire hõlmab kogu Vene Föderatsiooni metsafondi territooriumi, kus eristatakse aktiivselt kaitstud ja kaitsmata metsi, samuti radionukliididega saastunud territooriume ja veealasid. Seireobjektid on: tulekahju-eelne olukord; metsatulekahjude ja erakorraliste metsatulekahjude prognoosimine; allikaks metsatulekahju kahjustavad tegurid ja tõenäoline hädaolukorra allikas; tulekahjujärgne olukord.

Põlengueelse olukorra jälgimine ja kontroll metsafondis toimub kogu tuleohtliku hooaja vältel ja see hõlmab: andmete jälgimist, kogumist ja töötlemist tulekahju ohu astme kohta vastavalt ilmastikutingimustele; tuleohtlikkuse määra hindamine metsas vastavalt ilmastikutingimustele vastavalt tuleohu üldisele või piirkondlikule skaalale. Metsafondi territooriumil jälgitakse järgmisi parameetreid: õhutemperatuur; kastepunkti temperatuur; sademete hulk; tuule kiirus ja suund. Lisaks kasutatakse teavet äikesetegevuse olemasolu kohta. Kõrge tuleohu tekkimise kriteeriumiks on kompleksi vastavad väärtused tuleohu indikaator metsas vastavalt ilmastikutingimustele.

Metsatulekahjude seire põhineb mitmesuguste maapinna kujutamise vahendite kasutamisel - kosmosest ja lennukilt saadud pildid, kaardid, diagrammid. Samal ajal tuleks peamine kartograafiline materjal piirkondliku, kohaliku ja kohaliku tasandi jälgimiseks koostada täpse topograafilise aluse alusel, omada koordinaatvõrku ja kajastada metsatulekahju ohu määra.

| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |