Мониторинг и прогнозирование лесных пожаров.
Информационная поддержка принятия решений в системе охраны лесов и управления лесными пожарами осуществляется геоинформационными системами мониторинга лесных пожаров (ГИС).
Геоинформационная система (ГИС) — это современная компьютерная технология для картирования и анализа лесных пожаров. Эта технология объединяет традиционные операции работы с базами данных, такими как запрос и статистический анализ, с преимуществами полноценной визуализации и географического (пространственного) анализа, которые предоставляет карта. Эти возможности отличают ГИС от других информационных систем и обеспечивают уникальные возможности для ее применения в широком спектре задач, связанных с анализом и прогнозом явлений и событий окружающего мира, с осмыслением и выделением главных факторов и причин, а также их возможных последствий, с планированием стратегических решений и текущих последствий предпринимаемых действий. Однако ГИС — это не инструмент для выдачи решений, а только средство, помогающее ускорить и повысить эффективность процедуры принятия решений.
Для решения задачи мониторинга лесных пожаров ГИС взаимодействует с методами дистанционного зондирования, обеспечивающими проведение измерений земной поверхности с использованием сенсоров на борту искусственных спутников земли.
Важнейшими качествами данных, используемых в процессе принятия решений, является их актуальность, полнота и объективность. Всеми этими качествами обладают данные дистанционного зондирования (ДДЗ). Дистанционное зондирование позволяет получать наиболее свежую информацию, что особенно важно для проведения ситуационного анализа в целях выработки оптимального решения. ДЦЗ служат основой для создания актуальных тематических карт и в действительности являются первичным источником всей современной картографической информации. Более того, современные технологии дистанционного зондирования и компьютерной обработки ДЦЗ существенно превосходят возможности традиционных бумажных карт — как в отношении содержания, так и в отношении разнообразия методов визуализации.
Интегрированная многоуровневая ГИС мониторинга лесных пожаров и прогнозирования динамики лесных ресурсов ориентирована на решение таких основных задач, как:
- обнаружение пожаров;
- эффективная организация сил и средств для тушения пожаров;
- профилактика и предупреждение возникновения крупных лесных пожаров;
- расчет ущерба, причиненного уничтожением или повреждением леса в результате пожара;
- прогнозирование естественной и антропогенной динамики лесонасаждений;
- повышение уровня информированности принятия решений.
Если задачу обнаружения лесных пожаров можно решить, используя только данные наземных наблюдений, авиапатрулирования и дистанционного спутникового зондирования, то задачи борьбы и профилактики лесных пожаров, оценки ущерба невозможно решить без широкого привлечения ГИС и их наполнения соответствующими статическими и динамическими слоями.
ГИС мониторинга лесных пожаров и прогнозирования динамики лесных ресурсов создается на основе исходной картографической информации (цифровая топографическая основа масштаба 1:1000000), природно-хозяйственной карты, карт-схем лесхозов. Из цифровой топографической основы в карте оставляются границы субъекта Российской Федерации, необходимые элементы гидрографии с дополнениями, дорожная сеть и основные населенные пункты.
В современных методах оперативного мониторинга лесных пожаров широко используются метеорологические спутники США серии МОАА, вращающиеся по полярным солнечно-синхронным круговым орбитам высотой около 850 км, с наклонением 98,8° и периодом обращения порядка 100 мин. Одновременно на орбите находятся не менее двух спутников, причем орбита одного из них пересекает экватор по местному времени утром в 6-10 ч в нисходящем узле, а другого - после полудня (14-18 ч) в восходящем узле. На борту каждого спутника находится измерительный комплекс, состоящий из набора сканирующих радиометров различного назначения и разрешения.
Российская система оценки пожарной опасности базируется на методическом подходе Г.Н. Нестерова, используя данные региональных метеостанций. Однако трудность систематического картирования и прогнозирования динамики пожарной опасности состоит в необходимости рассматривать обширные малонаселенные области, где отсутствует сеть метеостанций и где наиболее эффективно привлечение спутниковой информации для оценки и картирования пожарной опасности лесных территорий.
Данная информация может быть интерполирована и представлена в виде тематической карты параметров различных слоев атмосферы, в том числе приземного слоя и служит для решения следующих задач:
- оперативной оценки текущего влагосодержания лесных горючих материалов путем компьютерного анализа информации в ближнем и дальнем инфракрасных диапазонах спектра;
- картирования динамики очагов крупных пожаров, определения энергетических свойств кромки пожара;
- пространственной оценки оптико-физических параметров зоны задымления в условиях вспышки массовых пожаров;
- инвентаризации пожарищ и диагностики послепожарного состояния гарей;
- пространственно-временной динамики границы снегового покрова как критерия наступления и окончания пожароопасного сезона.
Технология создания карты пожарной опасности представляет собой три взаимосвязанных этапа:
Первый этап — предварительная обработка — выполняется на основе программного обеспечения станции приема информации со спутников.
Второй этап — программные вычисления. Расчет радиометрического показателя пожарной опасности осуществляется по методике, предложенной Г. Н. Нестеровым, причем вместо температуры воздуха и точки росы, поставляемых местными метеостанциями, используются данные дистанционного зондирования со спутника
Третий этап — обработка результата с применением геоинформационной технологии. Данный этап осуществляется с привлечением специальных программных пакетов. По заданным диапазонам значений показателя пожарной опасности выделяются классы пожарной опасности. Общепринято использование пяти классов, характеризующих степень пожарной опасности по условиям погоды. Первый класс соответствует низкой пожарной опасности, в то время как пятый класс выделяет районы, в которых пожарная опасность достигла критических значений.
Геоинформационные технологии обработки позволяют дополнять карты пожарной опасности по условиям погоды информацией о лесных горючих материалах, на основании чего возможен переход к картированию вероятных энергетических параметров лесных пожаров.
Дата добавления: 2014-12-27; просмотров: 2049;