ГЕОИНФОРМ ТИК
Развитие на информационния контрол
Станислава Игоревна Васютинская, канд. Икон. науки, ст.н.с. катедра по икономика и предприемачество на Московския държавен университет по геодезия и картография
Статията анализира развитието на информационния контрол. Статията показва разликата между контрола на информацията и управлението на информацията. Тази статия описва информационен подход към контрола на информацията. Статията показва цикличен информационен контрол. Член твърди, че цикличният контрол е негова собственост се изисква. Статията показва гъвкавостта на контрола на информацията. Статията разкрива съдържанието на задачите за контрол на информацията
Ключови думи. : контрол, информация, информационен контрол, информационни модели, управление на информационните технологии
ГЕОИНФОРМАЦИОНЕН МОНИТОРИНГ НА ПОЖАРИТЕ
Александър Анатолиевич Лобанов, д.м.н. технология науки, доц.
Електронна поща: [защитен с имейл],
Московски държавен технически университет по радиотехника, електроника и автоматика, https: // www .mirea.ru
Статията описва методите за геоинформационен мониторинг. Географският информационен мониторинг се използва за наблюдение и гасене на горски пожари. Статията описва наблюдение на пространството. Мониторингът на пространството е част отгеоинформационен мониторинг. Статията описва специализирана система за мониторинг на информация. Статията показва особеностите на моделирането по време на наблюдение. Цялостният мониторинг е основата за наблюдение на пламъците на пожара.
Ключови думи: космически изследвания, мониторинг, космически мониторинг, геоинформационен мониторинг, пожари.
Въведение
Геоинформационните технологии (GIT) са многофункционални информационни технологии, предназначени за събиране, обработка, моделиране и анализиране
пространствени данни, тяхното показване и приложение при подготовката и вземането на решения. Основната цел на ГИС е да формира знания за Земята, отделни територии, терен, както и своевременно предоставяне на необходимите и достатъчни пространствени данни на потребителите с цел постигане на най-висока ефективност на тяхната работа. Географските информационни технологии (GIT) са информационни технологии за обработка на пространствено организирана информация. Основната характеристика на GIT, която определя неговите предимства в сравнение с други ИТ, е използването на геоданни, които предоставят интегрирана информация за земната повърхност. В същото време геоданните трябва да осигуряват: прецизно свързване, систематизиране, подбор и интегриране на цялата входяща и съхранявана информация (единно адресно пространство); видимост на информацията за вземане на решения; динамично моделиране на процеси и явления; оперативен анализ на пространствени ситуации. В широк смисъл GIT е аналитичен инструмент за работа с разнообразна информация. Развитието на геоинформационните технологии са технологии
ГЕОИНФОРМ ТИК
геоинформационен мониторинг, използващ интеграционния аспект на геоданните и интеграционния аспект на GIT. Интеграционният аспект на GIT осигурява интегрирането на космическите технологии с тях. Въпреки че космическите технологии са по-широки по обхват, те са специализирани в методи. Това води до интегриране на космическите технологии в GIT точно според методите на обработка. Като цяло можем да говорим за пространствен мониторинг, който решава широк кръг от проблеми при изследването на земната повърхност.
Горски и степни пожари. Горските пожари причиняват големи щети. С нарастването на населението те стават все по-опасно явление, а борбата с тях се превръща в държавен проблемне само в Русия, но и в други държави. Неефективните пожарогасителни мерки допринасят за разпространението на пожари върху огромна площ и ги правят изключително опасни за човешкия живот.
Според официалните данни на Федералната агенция по горите на територията на Русия годишно възникват от 10 до 40 хиляди природни пожари, които обхващат площи от 0,5 до 2,5 милиона хектара. Освен това тази официална статистика не се отнася за защитените територии. Като се има предвид това, общата площ, обхваната от пожар за цялата Руска федерация, според оценките на водещи учени в тази област (акад. А. С. Исаев, член-кореспондент на РАН Г. Н. Коровин) е от 2 до 6,0 милиона хектара годишно. Министерството на извънредните ситуации на Русия също предоставя статистически данни за горските пожари. Данните на Министерството на извънредните ситуации и горското ведомство се различават значително. Например, по данни на Rosle-khoz през 2009 г., общата площ, обхваната от пожар е 2,4 милиона хектара, като броят на горските пожари е 22,54 хил. възлиза на 1,14 милиона хектара (т.е. повече от 2 пъти по-малко, отколкото според Rosleskhoz данни), като броят на пожарните е 21,9 хиляди.
Бързото откриване и наблюдение на пожарни огнища на територията на обширни и недостъпни гори в Русия е спешна задача. Традиционното използване на авиацията за патрулиране на пожароопасни зони изисква значителни финансови средства, което обяснява нарастващата роля на спътниковите системи за дистанционно наблюдение на земната повърхност. Използването на изкуствени земни спътници е оптимално за решаване на този проблем. Днес технологиите за наблюдение на космоса и създадените на тяхна основа технологии за наблюдение на космоса се използват широко в света.
Степните пожари също са много опасни. Всяка година степните пожари обхващат големи площи на Република Казахстан. През последните години пожарите започват през април и приключват в средата на октомври. Навременното откриване на пожарни огнища е от голямо значение за намаляване на икономическите щети. В съвременните условия най-ефективното и ефикасно решение на този проблем се постига с използването на системи за наблюдение на пространството за пожари.
В Руската федерация космическите изображения заеха водещо място в системата от инструменти, използвани за мониторинг на околната среда. Списъкът с тематични задачи, решавани по данни от дистанционното наблюдение на Земята, е голям и записването на природни пожари, в частност степни, е един от най-важните.
Математически методи, използвани при наблюдение на пожари. Широкото разпространение на изображения от космоса често създава измамно впечатление, че е лесно да се получи надеждна информация, когато ги използвате. Цялата визуална информация трябва да бъде анализирана и обработена. Това изисква използването на различни математически модели.
За най-простите математически модели, работещи според прагови алгоритми, голямо значениеима многоканално снимане в термични диапазони. Един от резултатите е създаването на многоетапен алгоритъм за откриване на огнища
Образователни ресурси и технологии ^ 2015'2 (10)
ГЕОИНФОРМ ТИК
пожари, което позволява надеждно регистриране на пожари на площ от 0,2-0,3 хектара, тоест в начален етап на развитие. Доказана е възможността за определяне на изгорелите площи при действието на големи горски пожари, което даде възможност да се направи инвентаризация на следпожарното състояние на горите. Тези техники, разработени за първи път в Русия, се използват за решаване на практически проблеми.
Сателитните данни от многоканални радиометри използват прагови алгоритми за откриване на пожар. Информационни знаци при този подход са радиационната температура в третия канал и температурната разлика между третия и четвъртия канал.
Други комбинации от измерени характеристики обикновено се използват за контролиране на облачността и за лесно отчитане на вариациите в изкривяващия ефект на атмосферата. Очевидно точността на работа на такива прагови алгоритми зависи от вариациите в оптико-геометричните условия на наблюдение.
При извършване на сложен анализ се използват по-сложни математически модели. В рамките на такъв модел е възможно да се определят полетата на плътност на радиация над центъра на горски пожар в различни моменти от време, което по принцип прави възможно създаването на нова техникаоткриване и диагностика на горски пожари въз основа на данни от аерокосмически мониторинг. Тези модели трябва да създадат възможни сценарии за възникване и развитие на екстремни ситуации и да обосноват най-ефективните методи и мерки за борба със степните пожари, което ще доведе до намаляване на мащаба на техните последици. Особеността на използването на такива модели е свързана с информационно и пространствено моделиране.
Основният резултат от математическото моделиране на горските пожари е определянето на пределните условия за разпространение на горските пожари, при които процесът на горене спира. Разработените до момента математически модели на горски пожари позволяват правилно да се опишат механизмите на тяхното разпространение и да се класифицират основните режими на запалване, да се симулира развитието на пожари в зависимост от текущото състояние на горския фонд и видовете активни пожари, с цел координиране на работата на горските пожарни служби и определяне на оптимален списък от мерки за гасене и отстраняване на последствията от пожари.
Във връзка с взаимодействието на много фактори през последните десетилетия редица автори излагат концепцията за глобално описание на околната среда и създават модели с различна сложност за параметризиране на динамиката на характеристиките на биосферата и околната среда. Използването на голяма информационна база за тези характеристики ни позволява да разгледаме и оценим последствията от възможното изпълнение на различни сценарии за развитие на ситуации. Подходите към синтеза на глобални модели водят до необходимостта от прилагане на глобален мониторинг. Глобалният мониторинг се основава на интегрирането на космическия и геоинформационен мониторинг.
Решаването на тези въпроси позволява в първо приближение да се говори за математическата теория на горските пожари и да се използва за създаване както на методи и средства за борба с горските пожари, така и за прогнозиране на екологичните последици от горските пожари. Тази теория обаче изисква по-нататъшно развитие и задълбочаване.
Специализирана информационна система за наблюдение на пожари. Специализираната информационна система за наблюдение на пожари (SISMP) осигурява събиране, съхранение, обработка и разпространение на геоданни за горските пожари, условията за възникване и развитие на горските пожари, нивото на тяхното въздействие върху околната среда, получени на базата на земята, въздуха и космически превозни средства и методи за наблюдение на горски пожари и метеорологични условия.
Мащабът на техническото изпълнение на тази система може да бъде от отделна ГИС до ситуационна стая. Информационната поддръжка на системата се осъществява на портала. Информацията, представена под формата на набор от таблици, електронни тематични карти и резултатите от обработката на сателитни изображения, се актуализира незабавно
Образователни ресурси и технологии ^ 2015'2 (10)
ГЕОИНФОРМ ТИК
Той се намира на WWW-сървър и е достъпен за потребителите в Интернет в реално време.
Задачите на CISMP включват следния списък: събиране на оперативна информация; оценка и прогноза опасност от пожарв горите; наблюдение на процеса на възникване и развитие на горски пожари; наблюдение на процеса на откриване и гасене на горски пожари.
Основното съдържание на специализираната информационна система за наблюдение на пожари (SISMP) е оперативна космическа информация за регистрираните пожарни центрове. Наред със стандартните слоеве, представящи елементите на топографската основа, тази система съдържа специализирани информационни файлове на услугите за опазване на горите. Системата за сателитно наблюдение на горските пожари работи в автоматичен режим, което позволява денонощно, през пожароопасния период, да получава и обработва информация за откриване на горски пожари на територията.
Въз основа на SISMP - технологични системивъзможно е да се предвиди поведението на пожарите и последствията от тях, което от своя страна дава възможност да се планират дейности в рамките на определени територии и периода на пожарния сезон за предотвратяване на възпламеняването на горски площи и отстраняване на последствията от пожари. Има редица важни проблеми, които могат да бъдат решени само със сателитни данни с висока пространствена разделителна способност. Комплексът получава информация от американската сателитна система. Основните проблеми при използването на тази система са: повишаване на точността на откриване на източник на пожар; намаляване на фалшивите сигнали; откриване различни видовепожар, както и разработване на общ математически модел на горските пожари, който ще подобри методологията за прогнозиране на опасностите от горски пожари.
Основните ограничения за увеличаване на разделителната способност на изображението се налагат от бордовото оборудване за регистрация на изображения. Това включва преди всичко оптичната разделителна способност, която се определя от съотношението на работната дължина на вълната към размера на записващата апертура на обектива, както и степента на усредняване на изображенията и стъпката на дискредитирането им преди предаването им. към Земята от спътника. Повишаването на разделителната способност включва две взаимосвързани задачи: визуално подобряване и математически подобрение на изображението. Първият проблем се решава чрез метода на фрагментиране и зониране на изображенията. Решението на втория е методът на деконволюция с регуляризация.
Опит в използването на системата FIRMS. В света има системи за дистанционно наблюдение на пожари, които се използват в тесни кръгове от организации. През последните години се появиха проекти, които предоставят ежедневна информация за тях за всеки – публично достъпна и безплатно. Най-известната система днес е The Fire Information for Resource Management System (FIRMS), разработена от Агенцията за аеронавтика и космическо пространство (НАСА). През август 2010 г. на негова основа Организацията на ООН по храните и земеделието (FAO) стартира свой собствен ресурс, Глобалната система за управление на информацията за пожарите (GFIMS), признавайки FIRMS като основен инструмент за наблюдение на пожари. Необходимостта от широко използване на подобни проекти нараства, особено в контекста на недостатъчно коригирана работа по наблюдението на пожари от служители на службите, отговорни за тяхното откриване и гасене, включително в Русия.
Системата позволява получаване на оперативна информация за местоположението на пожари (горещи точки), като центрове на пиксели 1x1 km, въз основа на автоматично регистриране на високи отражения в топлинните канали на спектъра на слънчевата радиация на изображения от MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer). ) камера, инсталирана на сателитите Terra и Aqua. За наблюдение се използва стандартният продукт MODIS Land MOD14 / MYD14 (Fire and Thermal Anomalies).
Оперативните данни се представят в уеб интерфейса (Web Fire Mapper). Предлага се за изтегляне в различни формати (Active Fire Data), може да се изпраща от
Образователни ресурси и технологии ^ 2015'2 (10)
ГЕОИНФОРМ ТИК
електронна поща(Сигнали по имейл). Системата осигурява достъп до оригиналното сшиване на изображения (MODIS Subsetsl на програмата MODIS Rapid Response System, където архивът е изложен в лесен за преглед синтез на канали. Наскоро стана възможно да се получи информация за месечната оценка на опожарените площи (Burned Area).
Предимствата на използването на информационната система FIRM включват видимост (данните се предоставят на целия свят, в Русия се изтеглят в един файл), редовността на получаване на данни (няколко пъти на ден), точността на обвързването на земята, независимостта на предоставената информация, лекотата на използване на интернет потребителите, достъпа до залепване на оригиналните изображения на много територии в удобен синтез на канали. Ограниченията са свързани с ниската разделителна способност на оригиналните изображения, алгоритмите за автоматична обработка и забавянето на предоставянето на получената информация, което не позволява проследяване на пожари в реално време. Системата не позволява разграничаване на пожар от други източници на топлинно излъчване (в предприятия, в райони за добив на петрол и др.).
Оперативните изображения на MODIS, използвани за наблюдение, не позволяват откриване на слаби, нискотемпературни, краткотрайни, малки пожари. Резултатите от наблюдението зависят от метеорологичните условия (облачност, дъжд). Няма данни "засега" - данните се изнасят със закъснение от 5-10-18 часа, докато в един слой данните се показват в различно време през последните 24 часа. Можете да изтеглите само сравнително скорошни пожари - достъпът до архивите не е реализиран. Векторният слой от пожари не отразява реалните контури на опожарените площи, а показва само центровете на квадрати със страна 1 km. В този случай огънят може да не заема цялата площ на пиксела (да бъде по-малък от 1 km2). По този начин системата предоставя доста висококачествена информация за горните и силните пожари надолу по веригата. Въпреки това, не винаги е удобно за наблюдение на някои пожари от торф и трева.
Най-бързият начин за проследяване на пожари е онлайн картата (раздел Web Fire Mapper на Web Mapping Services). Той показва пожари на точки за последните 24, 48, 72 часа, 7 дни или произволно от камери Terra и Aqua, когато Modis Rapid Response е избран като източник на данни. Фоновите изображения могат да бъдат релефна/речна карта или шев от безоблачни изображения на MODIS с пространствена разделителна способност от 500 m (1 пиксел отговаря на площ от 500x500 m) за 2004 г. Допълнително можете да покажете границите на страната, населените места и специално защитените природни територии (раздела слоеве).
Слабите страни на уеб версията включват невъзможността за изтегляне на данни, неудобството при навигацията, бавното изобразяване, липсата на мащабна лента и изображения с висока разделителна способност във фонов режим. През лятото на 2010 г. Web Fire Mapper добави функция за визуализиране на месечни маски на изгорени зони от април 2000 г.
Бързо откриване на пожари в цялата страна. Удобно е да се идентифицират местата на пожари с помощта на специализирани системи и програмни бази данни, както и геосървъри (GoogleEarth). В този случай приложението Google Earth трябва да бъде инсталирано на компютъра. В главното меню ФИРМИ намерете раздела Active Fire Data и изберете удобен формат за данни, например shp или kml. Данните са достъпни за изтегляне в първия случай за последните 7 дни, 48 и 24 часа, във втория - само за последните 48 и 24 часа. Ако имате нужда от данни за по-ранен период (за последните 2 месеца), можете да ги изтеглите като текстов файл от ftp сървър, като изпратите въпросник до групата за разработка. Сайтът се обновява 3-4 пъти на ден. Данните за пожарите са дезагрегирани по региони. За Русия изберете Русия и Азия - или на картата, или в таблицата по-долу. Слоят съдържа информация за камерата, координати, дата и час на регистрация, праг на доверие на откриване (%).
Когато изобразявате местоположението на пожари в Google Earth, можете да персонализирате външния вид на иконите. За да направите това, щракнете с десния бутон върху името на слоя (Русия и Азия 24h MODIS Hotspots), в долната част в изскачащото меню намираме "Properties",
Образователни ресурси и технологии ^ 2015'2 (10)
ГЕОИНФОРМ ТИК
щракнете върху иконата на огъня вдясно от името и изберете желания, задайте размера. Там, ако желаете, можете да промените името на слоя.
Оценка на площта, обхваната от пожари. Нова функция на системата FIRMS е карта на опожарените площи (базирана на продукта MODIS - MCD45A1). Представлява месечното покритие на мрежата. Всички пиксели (изгорели области) са оцветени в съответствие с легендата в зависимост от времето на пожара (скала с дни от месеца). Можете да отидете до него от отделен раздел на менюто Burned Area или директно на онлайн картата. В първия случай е възможно да прочетете за техниката, да отворите данните на онлайн картата и да изтеглите данните.
Достъп до изображения на MODIS. Системата FIRMS позволява на потребителя да изучава изображенията, основните източници на данни за пожар от уебсайта на MODIS Rapid Response System, без сложността на предварителната обработка на изображението. За да направите това, отидете на елемента от менюто Modis Subsets. Изберете необходимия "квадрат" на картата. За съжаление, не цяла Русия попада в териториите, избрани за проекта (разбира се, изображенията на MODIS съществуват, но е необходима предварителна обработка за работа с тях).
Мониторинг на пожара. Съгласно препоръките на ФАО, мониторингът на пожарите и оценката на въздействието играят важна роля... Мониторингът не е една технология, а включва набор от различни системи за наблюдение. Мониторингът на въздействието на пожарите и резултатите от потушаването на пожари е от съществено значение за оптималното решение между спирането на пожара и опазването на природния ресурс. Оценяването на възстановяването на разходите за пожарогасене е необходимо при оценка на ефективността на различните видове пожарогасене.
Наблюдението на програма за предотвратяване на пожари помага за намаляване на честотата на някои видове пожари и на разходите за гасене на пожари. Цялостният мониторинг трябва да прилага цялостен план за наблюдение и оценка за всички аспекти на програмата за управление на пожарите.
При наблюдение на последствията от пожари трябва да се съхраняват и анализират отчети за резултатите от анализа на причините за авариите и анализа на извлечените поуки, както и наблюдението на неговото изпълнение. Информацията и данните от програма за мониторинг за предотвратяване на пожари трябва да се използват за подобряване на ефективността на мониторинга.
Трябва да се изпълни програма за наблюдение на въздействието на пожарите върху околната среда и използване на техники за гасене. Тази програма трябва да включва сътрудничество с университети, академични среди и местни общности. Най-модерната и широко използвана технология в света е технологията за откриване на космоса и наблюдение на горски пожари. За денонощно изследване на цялата повърхност на Земята се използват данни от метеорологични спътници на NOAA (резолюция 1 km), геостационарни метеорологични спътници и данни от радиометри MODIS на американски спътници TERRA, AQUA (резолюция 0,25-1 km) , разпространява се безплатно.
В САЩ и Европа е създадена система за наблюдение на космоса благодарение на използването на голямо космическо съзвездие от спътници (геостационарни метеорологични спътници, NOAA, TRMM, AQUA, TERRA, DMSP) и перфектни алгоритми. Обработените изображения на земната територия с подчертани пожарни центрове са свободно достъпни в редица интернет ресурси.
Подсистемата за управление извършва официално, регистрирано получаване от външни източници на информацията, необходима за функционирането на системата за наблюдение (блок за получаване на информация), а също така удовлетворява заявките на потребителите на информация (звено за издаване на информация). Външни източници на информация са териториалните центрове (подразделения) за мониторинг, лабораторен контрол и прогнозиране. спешни случаисубекти на Руската федерация; единни диспечерски служби на МВР на Русия; събирателни единици
Образователни ресурси и технологии ^ 2015'2 (10)
ГЕОИНФОРМ ТИК
данни за факторите на пожар и опасност за околната среда.
Заключение. В момента, въпреки големия обем работа, в Русия няма единна глобална база данни, свързана с въздействието и щетите от пожари, като националната инфраструктура за пространствени данни, която се създава. В степните земеделски райони доскоро селскостопански изгаряния и други пожари на растителност изобщо не са регистрирани, ако няма заплаха селищаи технически обекти. В някои общински райони на местно ниво се води отчетност за провеждането на селскостопански пожари, но, както показват проверките, отчетността е значително изкривена, много извършени пожари не се отчитат. Комбинацията от зонална обработка на изображения и тяхната реконструкция ще позволи да се подходи към решаването на проблемите на прогнозирането на развитието на пожари и избора на методи за потушаване. Очевидно е, че в този случай е препоръчително да се използват съвременни геоинформационни технологии и черупки за документиране на резултатите от наблюдението на горските пожари и вземане на навременни решения за борба с горските пожари.
Към системата за наблюдение Пожарна безопасностпрепоръчително е да се включи система за екологична безопасност. Препоръчително е в системата за мониторинг на състоянието на пожарната и екологичната безопасност да се включат следните подсистеми: управление, обработка и съхранение на информация; анализ и оценка на информацията; прогнозиране. Предложената система за мониторинг предоставя решение на всички горепосочени задачи. Нека разгледаме тези подсистеми по-подробно. Системата само за наблюдение на пожари от космоса не дава решение на задачите, които стоят пред системата за наблюдение. Необходимо е да се създаде глобална система за наблюдение и прогнозиране на възникването на пожари чрез използване на наземни данни и геоинформационни технологии и методи.
литература
1. Цветков В.Я. Прилагане на геоинформационни технологии за подпомагане на вземането на решения // Известия высших образователни институции... Геодезия и въздушна фотография. 2001. No 4. С. 128-138.
2. Милованова М. С. Характеристики на геоинформационния мониторинг на арктическите територии // Новини на висшите учебни заведения. Геодезия и въздушна фотография. 2012. No 5. С. 60-69.
3. Савиных В.П., Цветков В.Я. Геоданните като системен информационен ресурс // Бюлетин на Руската академия на науките. 2014. Т. 84. No 9. С. 826-829. DOI: 10.7868 / S0869587314090278.
4. Бондур В.Г., Кондратьев К.Я., Крапивин В.Ф., Савиных В.П. Проблеми на наблюдението и прогнозирането на природни бедствия // Earth Research from Space. 2005. No 1. С. 3-14.
5. Лобанов A.A. Пространствен мониторинг // Славянски форум. 2015. No 1 (7). С. 128-136.
6. Бондур В.Г. Космическо наблюдение на природни пожари // Бюлетин руска фондацияфундаментални изследвания. 2011. No 2-3. С. 78-94.
7. Бондур В.Г. Космическо наблюдение на горски пожари в Русия в условия на аномална жега от 2010 г. // Изследване на Земята от космоса. 2011. No 3. С. 3-13.
8. Нежевенко Е.С., Козик В.И., Феоктистов А.С. Прогнозиране на развитието на горски пожари на базата на аерокосмически мониторинг // Образователни ресурси и технологии. 2014. No 1. С. 377-384.
9. Бондур В.Г. Уместността и необходимостта от космическо наблюдение на природните пожари в Русия // Бюлетин на Департамента по науки за Земята на Руската академия на науките. 2010 г. Т. 2. No NZ11001.
10. Архипкин OP, Spivak LF, Sagatdinova GN. Петгодишен опит в оперативно космическо наблюдение на пожари в Казахстан // Съвременни проблемидистанционно наблюдение на Земята от космоса. 2007. Т. 1. No 4. С. 103-110.
11. GOST R.22.1.09-99 Мониторинг и прогнозиране на горски пожари // Общи изисквания. 1999.
12. Бондур В.Г. Аерокосмически методи и технологии за наблюдение на нефтени и газови територии и обекти от нефтогазовия комплекс // Изследване на Земята от космоса. 2010. No 6. С. 3-17.
13. Аникина Г.А., Поляков М.Г., Романов Л.Н., Цветков В.Я. Относно избора на контура на изображението с помощта на линейни обучаеми модели // Известия AN SSSR. Технически кибер
Образователни ресурси и технологии ^ 2015'2 (10)
ГЕОИНФОРМ ТИК
netika. 1980. No 6. С. 36-43.
14. Бондур В.Г., Журбас В.М., Гребенюк Ю.В. Математическо моделиране на турбулентни струи на дълбок отток в крайбрежните води // Океанология. 2006. Т. 46. No 6. С. 805-820.
15. Лобанов А.А., Цветков В.Я. Пространствено моделиране // Славянски форум. 2015. No 1 (7). С. 137-142.
16. Цветков В.Я. Информационно моделиране. Москва: Московски държавен технически университет по радиотехника, електроника и автоматика (MSTU MIREA), 2015. 60 с.
17. Цветков В.Я. Пространствени информационни модели // Европейски изследовател. 2013. том. (60). No 101. Р.2386-2392.
18. Zavarzin G.A. Антипод на ноосферата // Бюлетин на Руската академия на науките. 2003. Т. 73. No 7. С. 627-636.
19. Gwynn M.D., Sella F., Wallen K.K. Глобална система за мониторинг на околната среда: принципи и напредък // Цялостен глобален мониторинг на замърсяването на околната среда. Сборник от международния симпозиум. Л., 1980 г.
20. Цветков В.Я. Глобален мониторинг // Европейски изследовател. 2012. том. (33). No 11-1. Р. 1843-1851.
21. Бондур V.G., Keeler R.N., Starchenkov S.A., Rybakova N.I. Мониторинг на замърсяването на крайбрежните океански зони с помощта на мултиспектрални сателитни изображения с висока пространствена резолюция // Earth Research from Space. 2006. No 6. С. 42-49.
22. Davies D.K. et al. Информация за пожар за системата за управление на ресурсите: архивиране и разпространение на активни данни за пожар MODIS // Geoscience and Remote Sensing, IEEE Transactions on. 2009. Т. 47. № 1. С. 72-79.
23. Соловьев В.С., Козлов В.И., Мулаяров В.А. Дистанционно наблюдение на горски пожари и гръмотевични бури в Якутия. Якутск: Издателство YANTS SO RAN, 2009. 108 стр.
Геоинформационен мониторинг на пожари
Александър Анатольевич Лобанов, д-р, доцент, Московски държавен технически университет по радиотехника, електроника и автоматика MIREA
Тази статия описва методи за геоинформационен мониторинг. Геоинформационният мониторинг се използва за наблюдение и потушаване на горски пожари. Тази статия описва наблюдението на пространството. Космическият мониторинг е неразделна част от геоинформационния мониторинг. Тази статия описва мониторинг на специализирана информационна система. Статията показва подробностите за моделирането за наблюдение. Интегрираният мониторинг е основата за наблюдение на ласкави пожари.
Ключови думи: космически изследвания, мониторинг, сателитен мониторинг, геоинформационен мониторинг, пожари
УДК 004.8 + 528.06
ИЗВЛЕЧВАНЕ НА ДАННИ И ГЕОДАННИ
Владимир Михайлович Маркелов, жалбоподател,
Електронна поща: [защитен с имейл],
Московски държавен университетгеодезия и картография,
http://www.miigaik.ru
Статията описва нова интелигентна технология - анализ на геоданни за копаене. Технологията е развитие на добре познатата технология за копаене на данни. Описана е еволюцията на концепцията за геоданни. Статията показва разликата между технологиите Data Mining и GeoData Mining. Статията разкрива понятията геоинформационно знание, пространствено знание и геонаука. Статията описва проблемите на интелектуализацията на анализа на геоданните.
Ключови думи: науки за Земята, геоинформатика, интелигентни технологии, гео-
Образователни ресурси и технологии ^ 2015'2 (10)
В Сибир и някои други региони на Русия остава трудна ситуация с горски пожари. Можете да получите актуална информация за ситуацията, като използвате специални онлайн услуги.
"Карта на пожарите"
Сайтът, който не изисква регистрация, предоставя информация от спътници за местата на пожара, реалните му контури, броя на пожарите и силата.
Очертания на пожари на картата
Има много допълнителни настройки в "Fire Map", от промяна на часовата зона до филтриране по населени места, които са застрашени.
Допълнителни настройки
Картата също така показва времето и посоката на вятъра, с помощта на които можете да предвидите къде ще отиде огънят в близко бъдеще.
Време и посока на вятъра
Единственият недостатък на услугата е времето за актуализиране: нови данни се появяват два пъти на ден и през това време огънят може да измине много голямо разстояние.
"Пази гората"
Официалното мобилно приложение "FBU Avialesokhrana", което, наред с други неща, съдържа карта на огъня. Той е съставен с помощта на сателитни данни, информация от отдела, а също и благодарение на активността на потребители, регистрирани в приложението.
Защитете горското приложение
Няма точни контури на огъня, но има координати за всеки огън и информация за посоката, в която се намира от вас.
Защитете приложението Forest: Информация за пожар
Защитете приложението Forest: раздел новини
Когато инсталирате приложението, ще трябва да преминете през проста процедура за регистрация.
Изтеглете Защитете гората
- AppStore
- Google Play
Друг начин да се информирате за природни бедствия е уебсайтът на регионалното Министерство на извънредните ситуации. Данните за горските пожари се появяват тук всеки ден. Просто въведете в търсачката "Сайт на Министерството на извънредните ситуации" и името на вашия регион и потърсете това, от което се нуждаете в секцията за оперативна информация.
Пожарите могат да причинят колосални щети на природата и за да се избегнат последствията от тях, горските пожари се наблюдават. Има различни методи: има изпитани във времето визуални изследвания, практикува се и наблюдение с помощта на спътници и съвременни технологии. Ефективно използване на системите за наблюдение на горските пожари в комплекса. В Руската федерация има специализирани служби и институции за събиране, анализиране и структуриране на данни.
Визуална инспекция
В някои гори можете да намерите специални кули. Тези сгради действат като точки за наблюдение. Обикновено се строят от горски предприятия. Кулите са оборудвани с комуникационни съоръжения, има азимутален кръг на наблюдателния пункт. Необходимо е да се определи посоката на огъня.
Гората е разделена на територии по радиуса на гледане от такава кула - 5-7 км. Кулите са изградени от дърво, но напоследък много елементи от конструкцията им са заменени с метални. Срокът на експлоатация на сградите с наблюдателни пунктове от дърво е по-малко от 10 години.
Проверката на горските площи се извършва от специално лице. При откриване на пожар той определя неговата посока, възможна опасност и предава информация на контролния център по радио или телефон.
Проблемът с този метод на наблюдение е малкият брой наблюдателни кули и работници. Преди това имаше порядък повече лесовъди, сега броят им е намалял няколко пъти.
На някои от наблюдателните кули са монтирани видеокамери. Това не решава основния проблем, защото човек в оборудвана станция трябва да наблюдава стрелбата. Ако системата за видеонаблюдение е автоматизирана, тогава задачата е опростена, но в повечето камери се изисква ръчно управление.
Освен това снимането се извършва в една посока, следователно е необходимо да се инсталират няколко камери. Клетъчните кули се използват и за наблюдение. На тях са монтирани термовизори и видеокамери.
Проучване с помощта на сателити
Един от най-евтините начини е сателитен мониторинг... Сателитите използват скенери, за да правят снимки в инфрачервения спектър. Това ви позволява да разберете температурната разлика и да определите къде отиват горските пожари.
Данните и изображенията се обработват на космически кораб, където коригират изкривявания, правят препратка към географски точки. Последният етап на обработка, който включва дигитален анализ, визуално декриптиране и интерпретация на изображения, се извършва автоматично или интерактивно.
Информация за горски пожари може да се види на специални сайтове, например. Създадени са федерални системи за наблюдение на горските пожари. Те съставят голямата картина, използвайки данни от визуална инспекция, сателитни изображения и други методи за наблюдение.
Този дистанционен метод е включен в списъка с функции за мониторинг на околната среда. С помощта на спътници се получават и метеорологични характеристики, данни за техногенни условия, наводнения на реки, динамика на снежната покривка, топлинни емисии. Всяка област на приложение съответства на конкретен канал, той е обозначен с цвят.
Картата на огъня в Русия е достъпна за всички заинтересовани потребители.
Информацията се актуализира средно 4 пъти на ден. Това усложнява идентифицирането на пожари и намалява бързината на оказване на помощ. противопожарна служба... Честотата на актуализиране зависи от времето на орбиталния полет на спътниците. Основните данни са предоставени от серията спътници на NOAA на САЩ.
Частните сателити също работят, изображенията им са точни и детайлни, но са по-скъпи от публичните. Следователно, заедно със сателитни изображения, се използват данни от визуална проверка. Пожарните точки са посочени на картата на пожара и възможни причинитяхното възникване. Има индийска сателитна система за наблюдение.
Много фактори влияят на точността на сателитните изображения. Например повишената облачност пречи както на откриването на горски пожари, така и на определянето на техния размер. Огнените центрове на картите може да не съвпадат с реалните, но техните приблизителни координати са очертани от граници.
Тоест картата показва района, където има огнище. Няколко пожара на картата обикновено се комбинират в един клъстер. В този случай точността също не е надеждна. Тези данни определят площта на пожара и скоростта на разпространението му в горите. Възможно е да получавате известия за откриване на горски пожари, ако се абонирате за съответната услуга.
Алтернативни методи
Въздушната инспекция на територии се нарича още спомагателни методи за наблюдение на горски пожари. Наблюдението се извършва от хеликоптери, самолети. През последните години безпилотните летателни апарати, които правят видеозаписи, намират приложение в тази посока.
Цената на всички тези методи е висока. Поради това е невъзможно да се организира непрекъснат мониторинг в горската зона. Въпреки това, с възможност и достатъчно финансиране, самолетите могат да предоставят точна информация в реално време. Освен това авиацията е в състояние да гаси пожари, когато бъдат засечени.
В Русия за гасене и наблюдение на горски пожари с помощта на хеликоптери и противопожарни самолети, федерална агенцияАвиалесохрана. Екипажът на самолета включва пилот, парашутист-пожарникар и парашутист-пожарникар, които са преминали специално обучение.
Статистика
Освен попълването на интерактивната карта на горските пожари се води и тяхната статистика. Той има не само информационен характер. Въз основа на получените данни се анализират причините за пожарите и скоростта на тяхното разпространение.
Това е необходимо за изготвяне на прогнози, организиране на ефективно гасене. Икономическите щети се определят от пожарната опасност. Статистиката и картографирането позволяват да се разграничат пожарите от изкуствени източници на топлина, които могат да бъдат производствени съоръжения.
Първите записи за горски пожари в аналите датират от 1724 г. Още тогава се чуха призиви за спасяване на земята от пожара. В дните на царска Русия данните вече бяха рационализирани. Днес информацията за горските пожари е таблично. Статистиката се води по отдели и служби.
Според Росстат последните масови пожари са регистрирани в летен период 2010 година. Броят им обаче не е рекорден, нанесени са екологични и икономически щети заради големи площи, обхванати от огън и дим.
През 2010 г. има общо над 39 000 горски пожара. Тогава изгорели около 150 000 000 m 3 гори. Подобен мащаб на горските пожари се наблюдава през 1998 г. По брой пожари начело е 2002 г. - 434 000 пожара, но последствията не са толкова тежки.
Космическата информация, получавана ежедневно, се използва широко за оперативно наблюдение на горски пожари. В същото време съвременните ГИС технологии се използват за комбиниране на хетерогенна информация с космически данни.
Възможностите за космическо наблюдение на горските пожари се определят от ефективността на изследването, пространствената разделителна способност и наличието на изображения. Основно метеорологичните спътници TERRA и AQUA с камерата MODIS се използват за наблюдение на пожари, които имат висока честота на покритие на територията (поради широкия обхват от 2,5 - 3 хиляди км, два метеорологични спътника осигуряват 3-4 изображения на ден за всеки регион на Русия) и високоефективно предаване на информация. Изображенията със средна разделителна способност на Landsat и SPOT се използват за изясняване на информация от метеорологични спътници, за получаване на окончателните контури на изгорелите зони, както и за регистриране на активни пожари.
Информация за скенера MODIS е представена на сайтовете:
Данните от топлинните канали на радиометъра се обработват по специален автоматичен алгоритъм MOD-14, който засича участъци от повърхността, които имат повишена температура - така наречените "горещи точки". Разделителната способност на топлинните канали на радиометъра е 1 km, но на практика е възможно да се открие горене в по-малка площ. Понякога алгоритъмът може да даде "фалшиви аларми", например от нагрят железен покрив, факла в нефтените находища и т.н., докато малките пожари, напротив, не могат да бъдат открити. За всеки " гореща точка"има параметър на неговата регистрационна увереност - доверие. Въпреки това данните за "горещите точки" в момента са достъпен, оперативен източник на данни за горски пожари в големи райони.
В момента в Русия няма единен източник на информация, който да предоставя обективна информация за горските пожари. Всеки от съществуващите източници има своите предимства и недостатъци и пълна обективна картина на ситуацията с горските пожари може да се получи само в един случай - ако използвате няколко независими източника на информация наведнъж.
Източници на данни за сателитни изображения
Противопожарна информационна система SFMS .
SFMS (ScanEx Fire Monitoring Service) е публично достъпна система за наблюдение на горски пожари, базирана на космически изображения Terra, Aqua, LANDSAT 5 и SPOT4 / 5, разработени от Инженерно-технологичния център ScanEx (Москва).
Системата позволява получаване на информация за местоположението на големи и средни горски пожари на територията на Русия за предходните няколко дни (от 4 до 14) с възможност за разделяне на пожари по дати във формат Google Earth. Подобно на информационната система за пожар на FIRMS, но по подразбиране (за нерегистриран потребител) се използват по-високи прагове на вероятността за класифициране на гореща точка като пожар, така че малките / зараждащи се пожари не се виждат. Съдържа няколко допълнителни функции и опции за персонализиране (включително задаване на праг на вероятност). Голямо предимство пред FIRMS е по-бързото показване на данни за горещи точки, както и възможността за използване на средно детайлни оптични изображения за проверка на горещи точки. Системата стартира през юни 2010 г.; до началото на пожарния сезон 2011 г. се планира подобряване на услугата, включително с възможност за бързо пренасочване на камери Spot 4/5.
Проектът се изпълнява на базата на системата SFMS и FIRMS ,като част от проекта на уебсайта на Прозрачен свят се публикува ежедневен текстов доклад за пожари в Рамсарски зони и ЗЗ. федерално значение, и на картографската уеб услугаhttp://oopt.kosmosnimki.ru/информацията се визуализира.
Ресурсът съдържа границите на ценни природни зони, информация за пожари и редица проблемни зони - изображения с висока разделителна способност. Сайтът предоставя информация не само за пожари, но и за други заплахи за защитените територии.
През лятото на 2010 г. данни за пожари бяха публикувани и от Yandex.Maps.
Пожарна информационна система ФИРМИ
FIRMS (Fire Information for Resource Management System) е противопожарна информационна система за управление на природни ресурси.
Обществено достъпната система за наблюдение на горски пожари, базирана на изображения Terra, Aqua, е разработена от екип от Университета на Мериленд в сътрудничество с Националната агенция по аеронавтика и космическо пространство на САЩ (НАСА). Системата покрива целия свят и позволява получаване на информация за локализацията на големи и средни горски пожари през предходните 24 или 48 часа (по избор на потребителя), във формат Google Earth или в прозорец на браузъра. Позволява ви да получавате информация за големи горски и средни пожари.
"Пожарна" част от информационната система за дистанционно наблюдение ISDM-Рослесхоз
Системата ISDM-Rosleskhoz по отношение на наблюдението на горските пожари се основава на космически изображения на Terra, Aqua, NOAA и е близка до информационни системиФИРМИ и SFMS. За разлика от тях, тя не е напълно публично достъпна (безплатен достъп до цялата информация се предоставя само на органите за управление на горите, докато други организации могат да получат пълен достъп на търговска основа).
Сателитни данни за текущата пожарна обстановка на официалния сайт на ФГУ "Авиалесоохрана"
Предишната версия на тази система (продължаваща да работи, но позволяваща получаването на само минимална информация за пожари) все още се публикува в специализираната услуга на уебсайта на FGU Avialesokhrana.
EOStation-ScanEx
Частично отворена система, осигурява достъп до векторни маски на гореща точка във формат .shp и сателитни изображения. Обща информация за пожари с приблизително местоположение на пожара е достъпна безплатно, по-подробни данни се предоставят срещу заплащане.
Европейска система за мониторинг на горските пожари
англо говорящ информационен порталотразяващ текущото ниво на опасност от горски пожари и прогноза за следващите пет дни (въз основа на набор от метеорологични и други данни). Прогнозата обхваща страните от Европейския съюз и прилежащите територии, включително най-западните райони на Русия, на изток приблизително до Архангелск. Прогнозата обикновено е доста качествена, както и анализът на текущото ниво на опасност от пожар.
Източници на необработени данни MODIS
Първоначалните данни на MODIS за целия свят са предоставени от НАСА.
На сайтовете, представени по-долу, има 3 вида данни за пожари: оперативни, след всеки облет на сателит и обобщени данни за един ден и за 8 дни (изложени със закъснение от 1-3 седмици). Можете също да изтеглите самите сателитни изображения. Те се предоставят в hdf растерен формат и изискват доста сложна обработка и превод във векторен формат.
Инструкции за използване на търсачката WIST на уебсайта на GIS-Lab
Аналитични и новинарски услуги
Секция „Горски пожари“ на форума за горите на Грийнпийс Русия
Раздел от форума, посветен на проблема с горските пожари. Тук се движат и новини за горските пожари.
Помощна карта за пострадали от горски пожари
Сайтът приема съобщения за нови пожари, тези, които се нуждаят от помощ, и тези, които искат да помогнат. Освен това чрез „Картата“ можете да докладвате и получавате информация за проблемите на гората и нейното възстановяване във вашия регион, тъй като състоянието на гората е един от значимите фактори, които могат да определят мащаба на възможните пожари.
Световен център за наблюдение на пожари (GFMC )
Проучвания на горски пожари по държави. Информационен портал на английски език, предоставящ информация за текущата ситуация с горските пожари в основните страни и региони на света. Данните са базирани основно на сателитни изображения Terra, Aqua. Основният информационен партньор на GFMC в Русия е Институтът по горите на име Сукачева (Красноярск). Данните за площта на горските пожари почти винаги се различават няколко пъти от "официалните" данни на Федералната агенция по горите и Министерството на извънредните ситуации.
Резюме на извънредните ситуации на официалния сайт на Министерството на извънредните ситуации
Потърсете от дясната страна на екрана календара с подзаглавие „Резюме за спешни случаи“ – трябва да изберете желаната дата.
Данните се актуализират ежедневно, включително почивните дни и празниците. Данните са базирани на отчети на горските власти, преработени по някакъв неразбираем начин. Качеството на данните е "официално". Допълнителна информация може да бъде получена на уебсайтовете на главните управления на Министерството на извънредните ситуации за конкретни съставни образувания на Руската федерация.
Информационен портал "Горски пожари"
Информационен портал, съдържащ основните новини и аналитични материали, свързани с горските пожари в Русия. Новини и аналитични материали се актуализират редовно, но няма оперативна статистическа информация за пожарите.
Оперативна информация за горски пожари на Федералната агенция по горите
Данните се актуализират ежедневно (по време на пожароопасния период), с изключение на почивните дни и почивни дни... Дава се сравнение със сходни показатели от предходната година. Данните са базирани на официални секторни отчети и не отразяват пожари в онези гори, които официално (съгласно новото горско законодателство) не се считат за гори – например в гори и горски пояси върху земеделска земя. Качеството на данните е доста "официално", т.е. за "като новините по телевизията".