Космос мониторинг лесных пожаров

Космический мониторинг лесных пожаров

Получение оперативной информации о пожарной опасности позволяет вовремя среагировать на развивающееся природное бедствие. Актуальные и достоверные данные помогают заблаговременно эвакуировать людей, лесозаготовительную технику, а также принять необходимые меры с целью прекращения распространения огня.
Применение космического мониторинга позволяет реализовать следующие задачи:

• детектирование и мониторинг лесных пожаров из космоса в динамике;
• оптимизация затрат на мероприятия по охране лесов (в том числе маршрутов авиапатрулирования);
• оценка пройденной огнем площади;
• предварительная оценка повреждений насаждениям от пожаров (в том числе выявление погибших насаждений);
• сопоставление данных наземных, авиационных и космических наблюдений, включающая обратную связь с наземными и авиапожарными службами в регионах;
• интеграция в одном ГИС-интерфейсе комплексной информации (топоосновы, ДЗЗ и атрибутивных данных) с целью поддержки управленческих решений в области мониторинга лесопожарной ситуации и обстановки.

На скорость и направление распространения пожаров влияет ветер, тип лесной растительности.

Сухой, больной лес — хороший проводник для огня и даже в безветренную погоду — может служить угрозой для инженерных сооружений. Как сами очаги пожаров, так и массивы лесов, готовые к возгоранию могут успешно определяться по данным космических съемок. Для выявления очагов пожаров используют данные низкого пространственного разрешения (до 1 км), но с хорошим временным периодом (1-3 часа). При указанном качестве снимков выявляются очаги пожаров с минимальными размерами 30х30 м.

На рисунке представлен пример выявления лесных пожаров по данным космических съёмок и форма представления данных. Выходные данные могут быть представлены в виде космического изображения с нанесенными цветом очагами пожаров, в виде векторных покрытий и списка географических координат.

Детектирование лесных пожаров

Компания «Иннотер» обладает многолетним опытом работы в области спутникового мониторинга пожаров, а также иных природных, техногенных или антропогенных воздействий. Специалисты компании индивидуально подходят к каждому проекту и создают их в соответствии с конкретными требованиями заказчика.

Источник

ГИС-мониторинг лесных пожаров – просто космос!

Если на Кипре с апреля по сентябрь длится туристический сезон, то в России – сезон лесных пожаров. Каждый год в нашей стране регистрируется от 9 тысяч до 35 тысяч лесных пожаров площадью до 10 млн гектаров (что сравнимо с площадью Исландии). Чем раньше удается зафиксировать пожар и отреагировать на него, тем меньше ущерба он принесет – природе, людям, экономике.

Какие технологии для этого используются сегодня и при чем тут космос, рассказывает Евгений Пономарев, кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории мониторинга леса Института леса им. В.Н. Сукачева Сибирского отделения РАН, Федерального исследовательского центра КНЦ СО РАН (Красноярск), доцент Сибирского федерального университета.

– Что такое мониторинг лесных пожаров?

Мониторинг лесных пожаров – это система контроля за возникновением, развитием, локализацией и тушением пожаров. Существует несколько таких федеральных систем. Одна принадлежит Рослесхозу , вторая – МЧС (там пожары рассматриваются как чрезвычайные ситуации, угрожающие населению или объектам инфраструктуры). Ну и у нас, Института леса Сибирского отделения Российской академии наук, есть своя система мониторинга – база данных пожаров для научных целей. Мы собираем достаточно большой объем сопроводительных данных: точка пожара, дата его регистрации, наблюдение за тем, как он развивался, когда был локализован. Для этого мы используем несколько спутников метеорологического назначения. У них есть большое преимущество: они позволяют осматривать территории с высокой периодичностью – каждые 4-6 часов. Термически активные точки – там, где горит лес, – на изображениях засвечиваются. Спутники высокого разрешения дают информацию раз в неделю или раз в две недели – для мониторинга пожаров этого недостаточно. Но везде есть и плюсы, и минусы. У метеорологических спутников низкое пространственное разрешение, и всегда есть вероятность, что самые маленькие пожары не будут зафиксированы. Но эти технические вопросы мы научились корректировать.

– Когда была создана эта система?

Научная база данных пожаров нашего института существует с 1996 года. Это была первая подобная система в России. Потом, в начале 2000-х, МЧС начали использовать спутниковую информацию. ИСДМ-Рослесхоз (Информационная система дистанционного мониторинга) тоже появилась в начале двухтысячных. До этого в стране существовали системы наземного и авиационного наблюдения пожаров, и они работали достаточно эффективно.

Сегодня у нас в стране существует три зоны мониторинга пожаров. Это зона наземного обследования – там, где широко развита дорожная сеть, где легко можно добраться и посмотреть. Это наиболее населенные участки: европейская часть, лесные территории вдоль Транссиба. Затем, официально выделена зона авиационного наблюдения. И третья зона – это зона спутникового мониторинга: Сибирь, Дальний Восток, причем северная часть. Наземного патрулирования там не может быть потому, что это труднодоступные территории: там и население очень редкое, и дорог никаких нет. Авиационное патрулирование тоже не всегда возможно: летать туда далеко и сложно. В советское время существовали авиаотделения даже в этих северных районах Сибири, но сегодня они закрыты. И тут на помощь приходит спутник.

– За чем еще, кроме пожаров, можно наблюдать с помощью космоснимков?

Спутниковый мониторинг – это современное перспективное направление. Весь мир идет к тому, что спутниковые данные должны заменить натурные наблюдения, когда ученые едут в какую-то точку, что-то измеряют и потом экстраполируют это на прилежащую территорию. Таких точек может быть одна-две-три, а со спутника мы видим их миллион на одном изображении.

Космоснимки позволяют оценить состояние лесов по различным вегетационным индексам – показателям, которые вычисляются на основе съемки в разных спектральных диапазонах и дают информацию о характеристиках растительности. Можно оценить послепожарное состояние нарушенных участков леса, процессы восстановления леса, выявить зоны, пострадавшие от насекомых-вредителей. После любого воздействия меняются спектральные характеристики лесов: скажем, опала хвоя – на спутниковом изображении они будет уже совсем другими. Вырубки тоже хорошо отслеживаются со спутников.

– Как, по вашим наблюдениям, изменяется лес в последние годы? Что происходит и что будет происходить?

Лес – это живой организм, он всегда меняется. Сейчас мы наблюдаем достаточно сильное антропогенное воздействие. Это связано с тем, что осваиваются территории, на которых раньше не было человека: разрабатываются месторождения, строятся нефтепроводы, проводятся все более масштабные вырубки. Ну и пожары связаны с воздействием человека.

Да, лес меняется. Ненарушенных лесов практически нет. Пирологи (специалисты, изучающие пожары) утверждают, что у нас все леса – вторичны, то есть все они когда-то выгорали, отмирали. А потом это все восстанавливалось. Природа может восстановить то, что было нарушено. Другой вопрос, что сейчас воздействие человека слишком сильно , и нарушения накапливаются. Если посмотреть любой снимок Приангарья, где вырубается достаточно много леса, – вы увидите «шахматную доску»: вырубленный участок, не вырубленный участок. Естественно, все это не проходит бесследно.

– Есть ли, по-вашему, связь между вырубками и числом пожаров или еще какие-то закономерности?

Там, где вырубается лес, повышается уровень природной пожарной опасности, то есть предрасположенности леса к горению. Изначально этот уровень везде разный: с сосновых лесах – один, в темнохвойных – другой. Там, где происходят вырубки, как правило, остается большое количество горючего материала (веточки, порубочные остатки и т. д.). И если его правильно не утилизировать, он становится фактором повышенной пожарной опасности.

Леса, поврежденные насекомыми-вредителями, стоят сухие. Накапливается опад хвои, веточек, отпадает сухой древостой, и все это тоже способствует повышению уровня пожароопасности и может привести к возникновению крупных пожаров.

– Где обычный человек, не ученый, может найти информацию о том, что происходит с лесами?

Много спутниковых данных есть в свободном доступе на ресурсах НАСА. Найти их несложно: достаточно в поисковике набрать «Satellite data», и они появятся в первых ссылках. Любой желающий, зарегистрировавшись на этих сайтах, может находить космоснимки и разглядывать их. Скажем, вас интересует конкретный участок леса возле такого-то поселка – можно попытаться его найти, и даже в определенные даты.

Существует и отечественная спутниковая информация, но тут сложнее, любому пользователю получить ее не удастся. Роскосмос предоставляет данные высокого пространственного разрешения только организациям, которые работают на уровне федеральных органов власти. Например, если у нас есть заказ от правительства Красноярского края, то мы можем запросить у Роскосмоса информацию согласно этому заказу. Просто так они ее не предоставят.

Что касается тематической информации, есть сервер Рослесхоза с информацией о пожарах, есть сервер МЧС . Существует ресурс kosmosnimki.ru . Ну а та информация, которую получает наш Институт леса, нигде не публикуется. Мы ее обрабатываем, наши статьи доступны, но сами спутниковые снимки мы не распространяем – это не входит в круг наших задач.

– Допустим, человек нашел снимки на серверах НАСА. Сможет ли он их прочитать, или этому нужно специально учиться?

Если человек имеет хотя бы начальные географические познания, то он сможет опознать известные объекты: например, озеро Байкал, сеть рек и водохранилищ. Но, конечно, для неподготовленного глаза спутниковая информация – это красивая, но непонятная мозаичная картинка. Естественно, нужно иметь некоторый навык, чтобы читать ее .

Спутники снимают в разных спектральных диапазонах, в том числе в не видимых человеческому глазу. Поэтому изображение космоснимка на компьютере имеет условные цвета. Специальное программное обеспечение позволяет преобразовывать, классифицировать характеристики отдельных пикселей и выдавать результат: например, выделять пиксели, где существует пожар, где нарушены участки леса и т. д.

Существуют специализированные курсы в образовательных учреждениях, на которых учат читать космоснимки. Есть форумы, посвященные геоинформационным технологиям: можно набрать в поисковике «GIS» и найти много и русскоязычных, и англоязычных ресурсов. Есть и каналы на YouTube о работе со спутниковой информацией.

– Можно ли стать вашим волонтером? Как это сделать?

У нас пока нет волонтерских программ, но над этим можно подумать. Например, спутник может дать нам карту растительности всей России. Но всегда необходимо проводить калибровку и валидацию, то есть проверку результатов обработки спутниковых данных. Тут не обойтись без хотя бы точечных обследований отдельных участков на земле. И помощь волонтеров была бы полезны. В мире это называется «Citizen science» (гражданская наука) – когда не научные сотрудники, а просто люди сообщают определенные сведения, и все это потом стекается в большую базу данных. Можно придумать такую программу.

Беседовала Наталья Захарова

Присоединяйтесь к онлайн-марафону «Добавь зеленого»!
Давайте вместе сохранять и восстанавливать леса, делать окружающую среду красивой, комфортной и живой!

Источник

Космомониторинг лесных пожаров

Пожары не только вредят людям, но и уничтожают природный фонд. Часто с ними сложно справиться. Они являются проблемой в РФ. Но специальные службы постоянно ищут новые методы борьбы.

Мониторинг пожаров с помощью снимков из космоса позволяет собирать и анализировать данные. Это действенный метод. Ведь здесь извещатель сигнализации не поможет.

Разберемся, как происходит процесс, где смотреть фотографии в режиме реального времени.

Ведение мониторинга пожаров

Регулярно в лесничестве происходит визуальный осмотр. Обученный человек обнаруживает опасность и сообщает диспетчеру. Также практикуются определения с помощью спутников. Этот способ надежный. Для него используют специальные сервисы. Они недорогие. Доступны в интернете.

Список сервисов

Космоснимки мониторинга пожаров можно просматривать с помощью нескольких спутников. Например: Terra, Aqua, NPP, NOAA-20 и других. Популярные ресурсы приведены в таблице:

Перечисленные сервисы имеют плюсы и минусы, помогают отслеживать, где происходят пожары, и снимать их.

Геопортал «Сканэкс»

Одна организация в РФ, а также на территории СНГ, принимающая информацию со спутников ДЗЗ по своей технологии. Стоимость получения данных для пользователей низкая. Заказы выполняются оперативно.

Известный ресурс компании «Сканэкс» – Fires.kosmosnimki. Мониторингом возгораний она занимается с 2004 года. Оценивает пожары по тепловым каналам съемки через спутник. Имеет сеть собственных станций. Принимает информацию в режиме реального времени.

Проект «Космоснимки – Пожары»

Он известен давно и популярен у пользователей.

История создания

Она началась в 2010 г. Карта горения лесов в России по данным МЧС была ужасающей, но адекватную информацию никто не получал. Людям приходилось дышать смогом, исходящим от торфяников. Только они не знали, где очаг.

И невозможно было разобраться, в какую сторону облака понесут дым. Поэтому компания «Сканэкс» решила сделать карту пожаров с необходимой информацией. Так появился проект «Космоснимки». Данные начали интегрировать с NASA. Также оператором спутников является это агентство.

Предназначение

Сервис помогает пользователям узнавать о пожарной ситуации на конкретной территории. Информация доступна в мобильном прило-жении.

Человек выяснит данные об угрозах и получит предупреждение в том месте, где находиться. Можно заказать, чтобы отчеты о пожарах обнародовались на адрес электронной почты.

Главное предназначение проекта – полное информирование общественности о произошедшем возгорании. Он призван обеспечить безопасность людей. Ведь в РФ ежегодно фиксируют от 10 до 40 тысяч лесных пожаров. Иногда они случаются по вине людей. Их даже не пугает штраф.

Как работает система

Это происходит в автоматическом режиме. Инфракрасные каналы съемки определяют, где произошло возгорание. Спутники следят не только за очагами огня, но и тлением на территории от 1/10 гектар.

Клиенты, использующие сервис, самостоятельно задают площадь мониторинга. Если пожар из космоса будет зафиксирован, данные об этом и координаты поступят в отчете.

Вся информация в публичном доступе. Менять это разработчики не собираются.

Источники данных

Их два – это центры «Сканэкс», у компании сеть и серверы американского аэрокосмического агентства NASA. Маски пожаров скачиваются. Информация добавляется на карту в виде отдельных слоев. Второй способ получения данных более оперативный.

Службы и лесники мониторят ситуацию комплексно. Они применяют два метода, что помогает своевременно реагировать на угрозы.

Верификация данных

Чтобы получить точный результат о снимках пожаров со спутника в реальном времени нужно использовать этот инструмент. Он помогает узнать данные с дополнительных источников. Такими являются пользователи, видеосъемки, ручная обработка карт со спутников в высоком разрешении.

Последние дают возможность визуально оценить пожар. Распространение инфор-мации предусмотрено на платной основе. Но верификация повышает качество сервиса.

Оперативность

Лучше показателей FIRMS и важная для служащих лесопожарных центров. Ведь они принимают решение о дальнейших действиях, используя данные сервиса. Обновление информации происходит минимум четыре раза в день.

Это возможно благодаря уникальным в РФ наземным комплексам. Информацию удастся получать чаще с помощью коммерческих спутников, пройдя верификацию. Она отличается детальностью снимков.

Перспективы проекта

Благодаря космомониторингу лесных пожаров МЧС и другие службы спасают территории от огня. Без него воспламенения перекинуться на Европу и весь мир. С помощью Роскосмоса и отслеживания пожаров этого удается избежать. Проект перспективен. У него большое будущее.

Трансляция информации о пожарах будет осуществляться даже с помощью СМС. Также усовершенствуются другие способы передачи данных. Пользователи смогут легко узнавать, что происходит на территории их проживания и ближайших окрестностях. Интерфейс также будет выглядеть иначе.

Как отслеживать пожары онлайн

Работать с сервисами можно на планшетах и других мобильных устройствах. Отслеживать возгорания не сложно.

Чтобы посмотреть, где они происходят, доста-точно зайти на любой из перечисленных выше ресурсов. Некоторые из них доступны без регистрации.

Рассмотрим на примере официального сервиса NASA Earth Data:

• для начала требуется скачать Google Earth (Гугл Планета Земля);
• после программу нужно установить на ПК;
• теперь следует произвести вход в NASA Earth Data;
• слева будет дерево меток. Необходимо выбрать интересующий материк.

На экране появятся активные точки, где зафиксировано возгорание. Их можно свободно просматривать. Карты покажут не только огонь, но и задымление. Принцип использования любых подобных сервисов похож. Но их функционал немного отличается.

Выводы

Отслеживание лесных пожаров из космоса не только специалистами, а простыми людьми, помогает определить очаг возгорания быстрее. Такие ресурсы полезны и эффективны. Благодаря им получилось спасти от огня большие территории и жизни животных, а также людей.

Не стоит быть равнодушным к проблемам планеты. Пользоваться сервисами просто. На интерактивной карте с высоты можно отслеживать наводнения, другие стихийные бедствия. Опубликовывать об этом информацию. Космический мониторинг полезен.

Источник