Мониторинг горски пожари - система за наблюдение и контрол за опасност от пожар в гората според метеорологичните условия, състояние горски горими вещества иматериали , източници на огън и горски пожари с цел навременно разработване и прилагане на мерки за предотвратяване на горски пожари и (или) намаляване на щетите от тях. Мониторингът на горските пожари се извършва организационно на 4 нива: федерално, регионално, общинско и местно. На федерално ниво организацията на работата по мониторинга на горските пожари се извършва от федералния орган за управление на горите на Русия; на регионално ниво - органите за управление на горите на съставните образувания на Руската федерация; на общинско и местно ниво - горски стопанства и други организации, предприятия и институции, занимаващи се с горско стопанство, както и подразделения на Авиалесоохрана, участващи в откриването и гасене на горски пожари .
Като се вземат предвид средствата, използвани за наблюдение на горските пожари, могат да се разграничат нивата на земята, авиацията и космоса. За наземно откриване на пожар се използват следните технически средства:
- промишлени телевизионни инсталации и телевизионни лазерни далекомерни комплекси;
- дистанционно пилотирани самолети;
- мълниеприемници-далекомери;
- метеорологични радиолокационни станции;
- геодезически инструменти за наблюдение на димна точка;
- постове за наблюдение на пожара, чийто брой и местоположение трябва да осигуряват определянето на мястото на възникване дим с точност най-малко 0,5 км.
За патрулиране на горската зона от въздуха се използват малки самолети, които имат неоспорими предимства в тази област на приложение: ниска цена на полетен час, неизискващи летища и поддръжка и малки щети на околната среда. Мониторингът на горските пожари обхваща територията на целия горски фонд на Руската федерация, където се разграничават активно защитени и незащитени гори, както и територии и водни площи, замърсени с радионуклиди. Обектите на наблюдение са: предпожарни условия; прогнозиране на горски пожари и аварийни ситуации на горски пожари; горски пожар, който е източник на увреждащи фактори и вероятен източник на извънредни ситуации; ситуация след пожара.
Мониторингът и контролът на предпожарната обстановка в горския фонд се извършват през целия пожарен сезон и включват: наблюдение, събиране и обработка на данни за степента на пожарна опасност в гората според метеорологичните условия; оценка на степента опасност от пожарв гората според метеорологичните условия по общите или регионалните скали на пожарна опасност. На територията на горския фонд се следят следните параметри: температура на въздуха; температура на точката на оросяване; количеството на валежите; скорост и посока на вятъра. Освен това се използва информация за наличието на гръмотевична активност. Критерият за възникване на висока пожарна опасност са съответните стойности на комплекса индикатор за пожарна опасност в гората според метеорологичните условия.
Мониторингът на горските пожари се основава на използването на различни средства за изобразяване на земната повърхност – изображения от космоса и от самолети, карти, диаграми. В същото време основният картографски материал за наблюдение на регионално, общинско и местно ниво трябва да бъде съставен на точна топографска основа, да има координатна мрежа и да отразява степента на опасност от горски пожари.
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
В Сибир и някои други региони на Русия остава трудната ситуация с горските пожари. Можете да получите актуална информация за ситуацията, като използвате специални онлайн услуги.
"Огнена карта"
Сайтът, който не изисква регистрация, предоставя информация от спътници за местата на пожара, реалните му контури, броя на източниците на запалване 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 изложени на риск.
Допълнителни настройки
Картата също така показва времето и посоката на вятъра, с които можете да предвидите къде ще отиде огънят в близко бъдеще.
Време и посока на вятъра
Недостатъкът на услугата може да се нарече само времето за актуализиране: нови данни се появяват два пъти на ден и огънят през това време може да измине много значително разстояние.
"Пази гората"
Официалното мобилно приложение на FBU Avialesookhrana, което освен всичко друго има карта на пожарите. Той е съставен с помощта на сателитни данни, информация от отдела, а също и благодарение на активността на потребители, регистрирани в приложението.
Запазете приложението Forest
Тук няма точни контури на огъня, но има координати за всеки огън и информация в коя посока е от вас.
Приложението Save the Forest: Информация за пожарите
Приложението Save the Forest: секция за новини
Когато инсталирате приложението, ще трябва да преминете през проста процедура за регистрация.
Изтеглете Save the Forest
- AppStore
- Google Play
Друг начин да научите за природните бедствия е уебсайтът на регионалното Министерство на извънредните ситуации. Данните за горските пожари се появяват тук всеки ден. Просто въведете в търсачката "Уебсайт на Министерството на извънредните ситуации" и името на вашия регион и потърсете това, от което се нуждаете в раздела за оперативна информация.
ГЕОИНФОРМ ТИКА
Развитие на информационния контрол
Станислава Игоревна Васютинская, канд. Еко. 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 ПОЖАРИ
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. Геоинформационният мониторинг се използва за наблюдение и гасене на горски пожари. Статията описва наблюдение на пространството. Космическият мониторинг е неразделна част от геоинформационния мониторинг. Статията описва специализирана информационна система за мониторинг. Статията показва особеностите на моделирането по време на наблюдение. Интегрираният мониторинг е основата за мониторинг на горските пожари.
Ключови думи: космически изследвания, мониторинг, космически мониторинг, геоинформационен мониторинг, пожари.
Въведение
Геоинформационните технологии (GIT) са многофункционални информационни технологии, предназначени да събират, обработват, моделират и анализират
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 да предоставя своевременно необходимите и достатъчни пространствени данни до потребителите за постигане на най-голяма ефективност на тяхната работа. Геоинформационните 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: точно обвързване, 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 пространствената ситуация. В широк смисъл GIT е аналитичен инструмент за работа с разнообразна информация. Развитието на геоинформационните технологии са технологии
ГЕОИНФОРМ ТИКА
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 причинява интегрирането на космическите технологии в GIT именно по отношение на 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 се превръщат във все по-опасно явление, а борбата с тях се превръща в държавен проблем не 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 официални данни на Федералната агенция по горите годишно в Русия 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. Имайки 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 Руската академия на науките Г. Н. Коровин), е от 2 до 6,0 милиона хектара годишно. Статистически данни за природните пожари предоставя и Министерството на извънредните ситуации на Русия. Данните на Министерството на извънредните ситуации и горското ведомство се различават значително. Например, според Rosle-skhoz през 2009 г., общата площ, обхваната от пожар възлиза на 2,4 милиона хектара, а броят на горските пожари 22,54 хил. възлиза на 1,14 милиона хектара (т.е. повече от 2 пъти по-малко, отколкото според Федералното горско стопанство Агенция), с броя на пожарите 21,9 хиляди.
Бързото откриване и наблюдение на пожари в обширните и труднодостъпни горски райони на Русия е спешна задача. Традиционното използване на авиацията за патрулиране на пожароопасни зони изисква значителни финансови средства, което обяснява нарастващата роля на сателитните системи за дистанционно наблюдение на земната повърхност. Използването на изкуствени земни спътници е оптимално за решаване на този проблем. Днес технологиите за космическо наблюдение и създадените на тяхна база технологии за наблюдение на космоса се използват широко в света.
Голяма опасност представляват и степните пожари. Всяка година степните пожари обхващат големи площи на Република Казахстан. През последните години пожарите започват още през април и приключват в средата на октомври. Навременното откриване на пожари е от голямо значение за намаляване на икономическите щети. В съвременните условия най-ефективното и ефикасно решение на този проблем се постига чрез използване на космически системи за наблюдение на пожара.
В Руската федерация сателитните изображения заемат водещо място в системата от инструменти, използвани за мониторинг на околната среда. Списъкът с тематични задачи, решавани според данните от дистанционното наблюдение на Земята, е дълъг и фиксирането на природни пожари, по-специално степни пожари, е едно от най-важните.
Математически методи, използвани при наблюдение на пожари. Широкото използване на сателитни изображения често създава подвеждащо впечатление за лесното получаване на надеждна информация при използването им. Цялата визуална информация трябва да бъде анализирана и обработена. Това налага използването на различни математически модели.
За най-простите математически модели, работещи с прагови алгоритми, многоканалното изобразяване в топлинни диапазони е от голямо значение. Един от резултатите е създаването на многоетапен алгоритъм за откриване на огнища
Образователни ресурси и технологии^2015’2(10)
ГЕОИНФОРМ ТИКА
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 извърши 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 характеристики 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 просто отчитане на вариациите в изкривяващото влияние на атмосферата. Очевидно е, че точността на действието на такива прагови алгоритми зависи от вариациите в оптико-геометричните условия на наблюденията.
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 горския пожар в различно време, което по принцип позволява да се създаде нова методологияоткриване и диагностика на горски пожари по данни от аерокосмическия мониторинг. Тези модели трябва да създадат възможни сценарии за възникване и развитие на екстремни условия 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 начини на запалване, да се симулира развитието на пожари в зависимост от текущото състояние на горския фонд и видовете активни пожари, в за 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 концепциите 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 дава възможност да се разгледат и оценят последиците от възможното изпълнение на различни сценарии за развитие на ситуации. Подходите към синтеза на глобални модели водят до необходимостта от глобален мониторинг. Глобалният мониторинг се основава на интегрирането на космическия и геоинформационен мониторинг.
Решаването на тези въпроси дава възможност в първо приближение да се говори за математическата теория на горските пожари и да се използва за създаване както на методи и средства за гасене на горски 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 изгарянето на горите, условията за възникване и развитие на горски пожари, степента на тяхното въздействие върху околната среда, получени върху основа на наземни, въздушни и космически средства и методи за наблюдение на горските пожари и метеорологичните 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 ТИКА
Той се съхранява на WWW сървър и е достъпен за потребителите чрез интернет в реално време.
Задачите на SISMP включват следния списък: събиране на оперативна информация; оценка и прогноза за пожарна опасност в 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 регистрирани пожари. Наред със стандартните слоеве, представящи елементите на топографската основа, тази система съдържа специализирани файлове с информация от службите за опазване на горите. Системата за сателитно наблюдение на горските пожари работи в автоматичен режим, което позволява денонощно, по време на 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 позволява планиране на дейности в рамките на определени територии и периода на пожарния сезон за предотвратяване на възпламеняването на горски площи и отстраняване на последствията от пожари. Съществуват редица важни проблеми, които могат да бъдат решени само с наличието на 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 пожар; намаляване на фалшивите сигнали; откриване различни видовепожари, както и разработване на общ математически модел на горските пожари, който ще подобри методологията за прогнозиране на опасността от горски пожари.
Основните ограничения за подобряване на разделителната способност на изображението се налагат от бордовото оборудване за запис 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 изображението и стъпката на дискредитиране, преди да бъдат предадени на Земята чрез спътник. Повишаването включва две свързани задачи: подобряване на визуалното качество и математически подобряване на качеството на изображението. Решението на първия проблем е методът на фрагментиране и зониране на изображенията. Второто решение 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 на всеки – публично достъпна и безплатно. Най-известната система до момента е The Fire Information for Resource Management System (FIRMS), разработена от Агенцията по аеронавтика и космическо пространство (НАСА). През август 2010 г. на негова база Организацията по прехрана и земеделие на ООН (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 добре установена работа по наблюдение на пожари от служители на служби, отговорни за тяхното откриване и гасене, включително в Русия.
Системата позволява получаване на информация в реално време за местоположението на пожари (горещи точки), като 1x1 km пикселни центрове, на базата на автоматично регистриране на високо отражение в термичните канали на спектъра на слънчевата радиация на изображения от камерата MODIS (Moderate Resolution Imaging Спектрорадиометър), инсталиран 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 чрез
Образователни ресурси и технологии^2015’2(10)
ГЕОИНФОРМ ТИКА
електронна поща (E-mail Alerts). Системата осигурява достъп до оригиналните сливания на изображения (MODIS Subsetsl на програмата MODIS Rapid Response System, където архивът е изложен в лесен за преглед канален синтез. Напоследък стана възможно да се получи информация за месечната оценка на опожарени площи (Burned Area).
Предимствата на използването на информационната система FIRM включват видимост (данните се предоставят на целия свят, в Русия те се изтеглят в един файл), редовност на събиране на данни (няколко пъти на ден), точност на локализация, независимост на предоставената информация, лекота на използване от интернет потребителите, достъп до залепване на изходни изображения в 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 наблюдение 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 MODIS изображения, 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 данните се показват в един слой за различни часове през последния ден. Можете да изтеглите само относително свежи пожари - достъпът до архивите не е реализиран. Векторният слой от пожари не отразява реалните контури на изгорени 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 коронни и силни наземни пожари. 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 слепване на безоблачни изображения на MODIS с пространствена разделителна способност 500 m (територия 500x500 m се вписва в 1 пиксел) за 2004 г. Освен това можете да покажете границите на страната, селищаи специално защитени природни зони (раздел 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 в субстрата. През лятото на 2010 г. Web Fire Mapper въведе 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 бази данни на програмата, както и геосървъри (GoogleEarth). В този случай приложението Google Earth трябва да бъде инсталирано на компютъра. В главното меню FIRMS намерете раздела Active Fire Data и изберете удобен формат за данни, като 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 са необходими данни за по-ранен период (за последните 2 месеца), те могат да бъдат изтеглени като текстов файл от ftp сървъра, като изпратите въпросника до екипа за разработка. Сайтът се обновява 3-4 пъти на ден. Данните за пожарите са разбити 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 визуализирате 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 ТИКА
щракнете върху иконата на огъня вдясно от името и изберете този, от който се нуждаете, задайте размера. На същото място, ако желаете, можете да промените името на слоя.
Оценка на територията, обхваната от пожари. Нова функция на системата FIRMS е карта на опожарените площи (базирана на продукта MODIS - MCD45A1). Това е месечно покритие на мрежата. Всички пиксели (изгорели области) са оцветени според легендата в зависимост от времето на пожара (скала с дните от месеца). Можете да отидете до него от отделен раздел в менюто Burned Area или директно на онлайн картата. В първия случай е възможно да прочетете за методологията, да отворите данните на онлайн карта и да изтеглите данните.
Достъп до моментни снимки на MODIS. Системата FIRMS позволява на потребителя, без затрудненията, свързани с предварителната обработка на изображенията, да изучава изображенията - основни източници на данни за пожар от уебсайта на MODIS Rapid Response System. За да направите това, отидете на елемента от менюто Modis Subsets. На картата изберете желания "квадрат". 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. Според препоръките на ФАО мониторингът на пожарите и оценката на въздействието играят важна роля. Мониторингът не е една технология, а включва комбинация от различни мониторинги. Мониторингът на въздействието на пожарите и резултатите от потушаването на пожари е необходим за оптимално решение между гасене на пожари и опазване на природния ресурс. Оценката на възстановяването на разходите за гасене на пожар е необходима при оценка на ефективността на различните видове пожарогасене.
Наблюдението на програма за предотвратяване на пожари помага да се намали честотата на някои видове пожари и разходите за гасене на пожари. Интегрираният мониторинг трябва да включва 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 следенето на неговото прилагане. Информацията и данните, получени от програмата за мониторинг за предотвратяване на пожари, трябва да се използват за подобряване на ефективността на мониторинга.
Трябва да се приложи програма за наблюдение на въздействието на пожарите върху околната среда и използването на противопожарни техники. Тази програма трябва да включва сътрудничество с университети, научни организации и местни общности. Най-развитата и широко използвана технология в света е технологията за космическо откриване и наблюдение на горски пожари. За денонощно изследване на цялата повърхност на Земята се разпределят данни от метеорологични спътници на NOAA (резолюция 1 km), геостационарни метеорологични спътници и данни от радиометри MODIS на американските спътници TERRA, AQUA (резолюция 0,25-1 km). безплатно се използват.
В САЩ и Европа е създадена система за космическо наблюдение с помощта на голямо космическо съзвездие от спътници (геостационарни метеорологични спътници, NOAA, TRMM, AQUA, TERRA, DMSP) и усъвършенствани алгоритми. Обработени изображения на територията на Земята с идентифицирани пожари са свободно достъпни в редица интернет ресурси.
В подсистемата за управление се извършва официално регистрирано получаване от външни източници на информацията, необходима за функционирането на системата за наблюдение (блок за получаване на информация), както и се удовлетворяват заявките на потребителите на информация (звено за издаване на информация). Външни източници на информация са териториални центрове (подразделения) за наблюдение, лабораторен контрол и прогнозиране на извънредни ситуации на съставните образувания на Руската федерация; единни дежурни и диспечерски служби на Министерството на извънредните ситуации на Русия; отдели за събиране
Образователни ресурси и технологии^2015’2(10)
ГЕОИНФОРМ ТИКА
данни за факторите на опасност от пожар и околната среда.
Заключение. В момента, въпреки големия обем работа, в Русия няма единна глобална база данни, свързана с въздействието и щетите от пожари, като създаваната национална инфраструктура за пространствени данни. В степните селскостопански райони доскоро селскостопански изгаряния и други пожари на растителност изобщо не са регистрирани, ако няма заплаха за населените места и техническите съоръжения. В някои общински районина местно ниво се водят отчети за селскостопански изгаряния, но, както показват проверките, отчетността е значително изкривена, много от извършените изгаряния не се записват. Комбинацията от зонална обработка на изображения и тяхната реконструкция ще позволи да се подходи към решаването на проблемите за прогнозиране на развитието на пожари и избор 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.
Препоръчително е да се включи система за екологична безопасност в системата за мониторинг на пожарната 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 наблюдение предоставя решение на всички горепосочени проблеми. Нека разгледаме тези подсистеми по-подробно. Системата само за наблюдение на пожари от космоса не дава решение на проблемите, пред които е изправена 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. Приложение на геоинформационните технологии за подпомагане на вземането на решения // Новини на висшите учебни заведения. 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. № 9. С. 826-829. DOI: 10.7868/S0869587314090278.
4. Бондур В.Г., Кондратиев К.Я., Крапивин В.Ф., Савиных В.П. Проблеми на наблюдението и прогнозирането на природни бедствия // Изследване на Земята от космоса. 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 руски фондфундаментални изследвания. 2011. No 2-3. с. 78-94.
7. Бондур В.Г. Космическо наблюдение на природни пожари в Русия в условията на анормална жега през 2010 г. // Исследование Земли из 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. Уместност и необходимост от космическо наблюдение на природните пожари в Русия // Бюлетин на клона на науките за Земята на Руската академия на науките. 2010 г. Т. 2. No NZ11001.
10. Arkhipkin O.P., Spivak L.F., Sagatdinova G.N. Петгодишен опит в оперативното космическо наблюдение на пожари в Казахстан // Съвременни проблеми на дистанционното наблюдение на Земята от космоса. 2007. Т. 1. № 4. С. 103-110.
11. GOST R.22.1.09-99 Мониторинг и прогнозиране на горски пожари // Общи изисквания. 1999 г.
12. Бондур В.Г. Аерокосмически методи и технологии за наблюдение на нефтени и газови площи и обекти от нефтено-газовия 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. Техническа кибернетика
Образователни ресурси и технологии^2015’2(10)
ГЕОИНФОРМ ТИКА
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. № 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 (MGTU 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. Антиподът на ноосферата // Бюлетин на Руската академия на науките. 2003. Т. 73. № 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 води на океана с помощта на мултиспектрални сателитни изображения с висока пространствена резолюция // Изследване на Земята от космоса. 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 на ЯНТС СО РАН, 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
ДАННИ И ГЕОДАННИ
Владимир Михайлович Маркелов, жалбоподател,
Електронна поща: [защитен с имейл],
Москва държавен университетгеодезия и картография,
http://www.miigaik.ru
Статията описва нова интелигентна технология - копаене на геоданни. 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 геознание. 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)
Източник: te-st.ru
На сайта te-st.ruпубликува интервю с Г. Потапов. Публикуваме текста изцяло; оригиналът се намира.
Разговаряхме с Георги Потапов, ръководител на проекта Kosmosnimki-Fires, за наблюдение, обработка на сателитни данни и използване на картата на пожарите.
E.I.: Разкажете ни как и кога се появи проектът „Космоснимки – Пожари“?
G.P.: Историята на проекта Космоснимки-Пожари започва през 2010 г. Много хора си спомнят каква беше ситуацията тогава с пожарите и информацията за тях - наоколо имаше информационна паника, поради факта, че имаше малко информация. В същото време всички знаеха, че наоколо горят гори и торфища. Всички дишаха смог, вреден за здравето, но на практика нямаше информация: какво гори? Къде гори? Има ли пожар близо до вашата вила? Гори ли близо до вашия град? Къде ще отиде димът в следващите дни?
Като част от нашия принос за премахване на този информационен глад, ние от ScanEx направихме публична карта на пожарите и започнахме да поставяме върху нея цялата информация, която можехме да извлечем от технологията за сателитно наблюдение.
Оттогава пуснахме версия с глобално покритие на пожарите чрез интегриране на данни от НАСА, американската аерокосмическа агенция. НАСА е и операторът на спътниците, чиито данни обработваме.
В началото на това лято се случи втората важна промяна - появи се бета версията на услугата за уведомяване. Това е, което отдавна искаме да направим – да създадем комуникационна услуга. Благодарение на тази услуга потребителите ще могат да получават информация за ситуацията на територията, която ги интересува. Например, ако имате мобилно приложение, получавате информация за предупреждения или заплахи в близост до вашето местоположение. Ще бъде възможно и получаването на сигнали за пожар по имейл.
E.I.: И кой решава дали тази ситуация е заплаха и дали да се изпрати уведомление?
G.P.: Сега всъщност излъчваме цялата информация - ако има информация за пожар в нашата система, ние изпращаме уведомление. Планираме допълнително да анализираме тази информация по отношение на заплахите, включително къде може да се разпространи този пожар и какво може да застраши. Засега анализите са в начален стадий. Например се определят всички градове, които са в непосредствена близост до местата, където възникват пожари.
E.I.: Определя ли се по машинен метод? Как системата разбира, че на това място има пожар?
G.P.: Да, така е. автоматизирана система. Работи на базата на автоматични алгоритми за разпознаване на термични аномалии с помощта на инфрачервени канали на сателитни изображения. Методът се основава на температурната разлика в инфрачервените канали и ако има някаква топлинна аномалия, алгоритъмът я приема за пожар. След това с помощта на настройките се извършва допълнителна параметризация на този сигнал и след това се взема решение дали тази точка е пожар или не.
E.I.: Данните, които получавате от сателити, са в свободен достъп? Как стигат до теб?
G.P.: Информацията от спътници е отворена информация, това е информация от американските спътници Terra, Aqua и NPP. Програмата на НАСА за наблюдение на Земята изстреля два спътника, а сега към тях се присъедини и трети. Сателитите имат ограничен ресурс, така че е възможно някои от тях да се провалят с течение на времето. Но като цяло в бъдеще трябва да има повече от тях, данните от тях, надявам се, ще бъдат отворени и ще можем да ги използваме за различни цели, включително наблюдение на пожари.
Сега данните идват при нас от два източника. Първият източник е мрежа от центрове на ScanEx, центрове за данни, от които получаваме резултати от откриване на пожар, поставяме тези резултати на карта и т.н. И вторият източник е информация повече високо ниво, който изтегляме от сървърите на НАСА. От сървърите на НАСА изтегляме готови противопожарни маски - пожари, идентифицирани от сателитни снимки. След това добавяме тези данни към картата по същия начин и ги визуализираме като отделен слой. Ако погледнете, има два слоя на картата - ScanEx пожари и FIRMS пожари.
E.I.: Не ги комбинирате в един слой?
G.P.: Не, защото единият е по-бърз, а другият осигурява глобално покритие. Така че сега не ги лепим.
E.I.: Защо един от слоевете е по-ефективен и каква е разликата между тях във времето?
Г.П.: Няколко часа, струва ни се, средно. Тъй като данните на американските сървъри се излагат с известно закъснение - докато сателитът не излети и изпусне информацията, може би забавянето е свързано и с веригата за обработка. Но ефективността е един от компонентите на информационната услуга, която е важна за спасителите и за службите, които вземат решения въз основа на тази информация. За тях, колкото по-скоро научат за огъня, толкова по-добре, толкова по-малко средства и сили могат да се справят с този огън.
Освен това, като правило спасителите, горските и Министерството на извънредните ситуации използват интегрирано наблюдение - както наземно оборудване за наблюдение, наблюдатели, които седят на кулите, така и видеокамери, инсталирани на кулата, изображенията, от които операторът гледа на контролен център. Но има големи области, където няма друга информация, освен сателитни изображения.
E.I.: И колко точни са данните? Имало ли е ситуации, когато пожар е бил погрешно определен?
G.P.: Да, това е често срещан проблем като цяло в автоматичните алгоритми. Винаги имате избор: или имате излишна информация, но можете да получите много фалшиви положителни резултати, или ограничавате тези фалшиви положителни резултати, но в същото време може да пропуснете някаква информация. Това е неизбежно и дори да търсите термични аномалии на сателитно изображение, пак можете да сгрешите и да вземете погрешно решение дали дадена топлинна аномалия е пожар или не.
Освен това има например такъв проблем като изкуствени източници на топлина - фабрични тръби, факели, които се образуват при изгаряне на газ по време на добив на петрол. Всичко това често оставя сигнал на картата на пожара. Но ние се опитваме да филтрираме такива фалшиви аларми, като просто начертаем тези места на картата и създадем маска, която филтрира тези фалшиви сигнали.
Ако погледнете картата, има жълти пожарникари за слоя ScanEx, маркирани с различен стил - това са вероятните изкуствени източници, чиято база данни се опитваме да попълним възможно най-много.
E.I.: Как се проверяват данните в този случай?
Г.П.: Както казах, ние създаваме маска на тези изкуствени източници, т.е. ние сме просто термични точки - пожари, определени от сателитни данни - маскирани в близост до изкуствени източници. И просто маркираме самите източници на картата - разглеждаме сателитни изображения, понякога зареждаме слой от Wikimapia, за да видим дали на това място има някакъв завод или някакво минно предприятие, от което могат да изникнат факли .
Има и друг начин - автоматична проверка, резултатът от която след това се проверява ръчно. Този метод ви позволява да оптимизирате търсенето на техногенни източници.
E.I.: Но вие не проверявате всеки нов огън на картата?
G.P.: Не, ние не проверяваме всеки нов огън ръчно, ръцете ни просто не са достатъчни за това. Показваме информацията такава, каквато е и казваме, че това са автоматични резултати, получени по този начин. Решението дали дадена гореща точка е пожар или не зависи от крайния потребител.
E.I.: Колко души участват в работата по проекта?
G.P.: Всичко е базирано на отворени технологии и ние използваме отворени алгоритми, които прилагаме, внедряваме и адаптираме до известна степен, така че няма много хора, участващи в този проект. По принцип с тези технологии за откриване на пожари от сателитни изображения се занимава научна група в американски университет, до известна степен в това участват руски специалисти.
Имаме трима души, участващи в този проект, съчетавайки го с основната работа.
E.I.: Космоснимки некомерсиален ли е проект?
G.P.: Самият публичен сайт е некомерсиален проект. Но ние предлагаме и търговски решения на базата на този проект и работа с клиенти – занимаваме се с внедряване на технологии, консултиране и т.н. Тези технологии, които са разработени за картата на огъня, се използват и в търговски поръчки.
Например през 2011 г. имаше проект в интерес на министерството природни ресурсикоето, за съжаление, след това преустановиха. Като част от този проект предоставихме сигнали за пожар във всички защитени зони с федерално значение – природни резервати, резервати за диви животни, национални паркове. Изпратена е информация до дирекциите и администрациите на съответните резервати, като ги предупреждава за опасност от пожар в границите на резервата или в буферната зона, т.е. близо до тази защитена природна зона.
Както показа опитът от изпълнението на този проект, подобна информация беше много полезна за тях, тъй като понякога дори са лишени от високоскоростен достъп до Интернет и не могат да търсят в интернет информация за резултатите от наблюдението на космоса. И като част от този проект те получиха SMS на мобилните си телефони – в съобщения получиха координатите на засечения пожар. След това сами провериха тази информация на място.
E.I.: Имало ли е ситуации, когато картата е помагала при пожар или е предотвратявала последствията?
Г.П.: Например тази история за природните резервати. Чух няколко пъти за природния резерват Астрахан - момчетата отидоха да гасят един пожар и им беше изпратено известие за друг. Излязоха, наистина намериха пожар там и бързо го погасиха.
E.I.: Колко бързо информацията за пожар се появява на картата?
GP: Информацията идва около половин час след преминаването на сателита. Сателитът прелетя, информацията премина в обработка, след това стана достъпна на сайта. Всеки спътник лети два пъти над една и съща точка и тъй като се използват три спътника, се получават шест проучвания на ден от една област. Това означава, че ако възникне пожар в даден район, информацията за него ще се актуализира шест пъти през деня.
E.I.: Запазвате ли всички данни за пожари?
Г.П.: Да, имаме архив от 2009 г. Като цяло архивът с данни от тези спътници е наличен и за по-ранни години, но ние поддържаме собствен архив от началото на проекта.
E.I.: Какви са плановете ти за бъдещето? Как искате да доразвиете проекта?
G.P.: Най-близките ни планове включват създаването на глобален ресурс, който ще предоставя информация по целия свят. Освен това се надяваме, че ще бъде възможно да се използват не само сателитни данни, но и други данни, например регионални данни от мониторинг.
Вече съм говорил много пъти с разработчиците на системи за видеонаблюдение за пожари - това са системи, които се продават на конкретни клиенти, например регионални горски стопанства. Те купуват тази система и я използват за наблюдение на пожари на тяхна територия. И много бих искал да можем да постигнем споразумение с тях и да ги заинтересуваме, така че те да обменят тази информация и да използват нашата огнена карта като платформа за обмен на информация.
Освен това искаме да можем да развиваме технологии и възнамеряваме да инвестираме собствените си сили в това, доколкото е възможно. Това са например технологии за прогнозиране на опасност от пожар, базирани на пожарна карта. Сега няма прогнозни модели за разпространението на пожари и дим, това е цял недокоснат слой и това се отнася за много. Тук живеете, например, в Москва и за вас е важно да знаете прогнозата за дим поради пожари, горящи някъде в съседния регион или в района на Москва. Всички използваме прогнозата за времето, но тази прогноза никога не включва информация за опасности от пожар или заплахи за околната среда. Дали такава информация ще бъде включена в метеорологичната информация в бъдеще е въпрос на бъдещето и инвестиция на някакъв вид колективни усилия.
E.I.: Мислили ли сте да направите Kosmosnimki отворен краудсорсинг проект, така че всеки потребител да може да добавя информация за пожари?
G.P.: Имаме потребители, на които предоставяме такива възможности. Това са тези, които отиват на огъня, но дори и те не добавят активно информация сега. Просто не виждам, за съжаление, перспективите за такава стъпка.
Но добавянето на изкуствени източници към картата – където от сателитни изображения или карти може да се заключи, че на това място има някакъв антропогенен източник на топлина – това наистина трябва да се направи. Може би поканете общности с отворени данни да участват в този проект. Просто още не съм стигнал до това, но имаше такива идеи.