Мониторинг лесных и торфяных пожаров

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСВЕТННЫЙ ГУМАНИТАРНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ им. М.А.ШОЛОХОВА

Кафедра экологии и природопользования

РЕФЕРАТ

по предмету: «Геоинформационные системы»

на тему: «Мониторинг лесных и торфяных пожаров»

Выполнили:

студенты 3 курса

отделения экологии

(очная форма обучения)

Вешкина Елена Юрьевна

Москва - 2010

Рассмотрим определения лесного и торфяного пожаров, распространенные причины их появления.

Лесной пожар - это стихийное, неуправляемое человеком распространение огня по лесной площади.

Торфяной пожар - это горение торфяного болота, осушенного или естественного, при перегреве его поверхности.

Основными причинами возникновения лесных пожаров являются:

- неосторожное обращение с огнем туристов, охотников, рыбаков, грибников и других лиц при посещении лесов (костер, непогашенный окурок, не затушенная спичка, искры из глушителя автомобиля и т.д.) - 50-60 %;

- весенние и осенние неконтролируемые сельхозпалы (выжигание сухой травы на сенокосах, отгонных пастбищах, а также стерни на полях) - до 15-20 %;

- нарушение правил пожарной безопасности лесозаготовителями - до 20 %; мониторинг спутник очаг лесной пожар

- грозовые разряды - до 10-20 %.

Исследования, проводимые с 1997 года Федеральным центром науки и высоких технологий "Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайным ситуациям" (ФЦ ВНИИ ГОЧС), доказали высокую эффективность проведения мониторинга лесных и торфяных пожаров при помощи информации с космических спутников.

В 2005-2008 гг. в интересах Федерального агентства лесного хозяйства создана и введена в эксплуатацию система космического мониторинга лесов России с ежегодной съёмкой высокого разрешения (6-10 м) всей территории интенсивного лесопользования (более 110 млн. га). Космическая система практически заменила существовавшую ранее систему аэрофотосъёмки, обеспечив региональные центры (лесоустроительные предприятия) панхроматическими и мультизональными («цветными») снимками разного разрешения для мониторинга порядка лесопользования и государственной инвентаризации лесов.

Лесным законодательством Российской Федерации установлено, что все леса подлежат охране от пожаров. Обнаружение пожаров осуществляется наземными и авиационными методами. По официальным данным, под охраной наземных служб находятся 27% площади лесного фонда; служба авиалесоохраны охраняет площадь около 47%. Неохраняемая в настоящее время часть лесов составляет более 300 млн. га, или 26% площади лесного фонда, на которой контроль за лесопожарной обстановкой осуществляется только по снимкам со спутников. Информация, используемая для мониторинга природных и техногенных ЧС, поступает с орбитальных спутников серии NOAA, ширина полосы обзора у которых равна 2000 км. В данный момент задействовано три аппарата этой серии. На каждом из них установлено оборудование AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer - радиометр высокого разрешения), которое имеет временное разрешение (время повторного обзора со спутника одной и той же точки) 12 часов. Это позволяет видеть контролируемую точку не менее 6 раз в сутки.

Для выделения очагов пожаров на полученном со спутников изображении помимо уже используемых пакетов таких программ, как ERDAS Imagine, ArcView, ScanView (ИТЦ "СканЭкс"), ФЦ ВНИИ ГОЧС разработал специальное программное обеспечение. Обнаружение очагов пожаров визуальным способом позволяет быстрее и точнее определить пороги обнаружения тепловых аномалий. В общем случае данные пороги будут разными. Это связано прежде всего с площадью и температурой горения, временем года и суток, и с географическими координатами места пожара. Присутствие очага горения в видимом спектре определяется по наличию основного дешифровочного признака лесных пожаров - дымовому шлейфу - на исходном снимке, полученном с космических спутников. По форме на снимке очаг напоминает конус светло-серого цвета. Следует помнить, что перистая и слоистая облачность по своей структуре и яркости могут напоминать дымовые шлейфы лесных пожаров. Поэтому те части снимков видимого спектра, где предварительно обнаружен лесной пожар, просматриваются в инфракрасном диапазоне спектра. В этом случае шлейфы дыма от лесных пожаров практически не просматриваются.

На территории европейской части России эффективность обнаружения лесных и торфяных пожаров с помощью спутников особенно ярко проявилась в года экстремальной засухи-2002 и 2010. С марта по сентябрь 2002г в Московской области выпало всего 150 мм осадков при норме в 430 мм. Многочисленные очаги возгорания лесов и торфяников возникли на севере и востоке области. В конце июля, августе и начале сентября 2010 года в России на всей территории сначала Центрального федерального округа, а затем и в других регионах России возникла сложная пожарная обстановка из-за аномальной жары и отсутствия осадков. Торфяные пожары Подмосковья сопровождались запахом гари и сильным задымлением в Москве и во многих других городах. По состоянию на начало августа 2010 года, в России пожарами было охвачено около 200 тыс. га в 20 регионах (Центральная Россия и Поволжье, Чукотка, Дагестан). Торфяные пожары были зафиксированы в Московской области, Свердловской, Кировской, Тверской, Калужской и Псковской областях.

Синтез каналов ближнего инфракрасного спектра позволяет выявить очаги возгораний даже под облаками дыма, а использование теплового инфракрасного канала - получать контуры подземных торфяных пожаров при отсутствии очагов открытого пламени. Совмещение снимков до и после пожаров дает возможность выявить гари, определить их площади на текущий год и оценить ущерб, нанесенный лесному хозяйству. Возможность ликвидации пожара на малой площади, особенно в условиях высокой пожарной опасности, определяется оперативностью обнаружения и проведения первоначальной атаки. Из опыта работы служб Авиалесоохраны известно, что при площади очага менее 5 га ликвидация низового пожара осуществляется с высокой надежностью. Такие пожары ликвидируются десантом из 4-6 человек. Площадь свыше 25 га для одного и даже двух десантов считается критической, и пожар зачастую выходит из-под контроля.

Вывод

Таким образом, спутниковые данные являются существенным дополнением к традиционным методам обнаружения пожаров, а на неохраняемых Авиалесоохраной труднодоступных территориях единственным методом мониторинга и оценки последствий лесных пожаров. Разработанная ИТЦ СканЭкс технология позволяет принимать информацию со спутников в любой локальной точке (вплоть до лесхоза) и вести мониторинг пожаров напрямую - независимо от работоспособности централизованной федеральной системы оповещения. Наиболее полно требованиям оперативного мониторинга лесных и торфяных пожаров соответствуют спутники с высоким радиометрическим разрешением и высокой периодичностью съемки (серии NOAA и EOS). При этом очаги возгорания можно дешифрировать как визуально, так и, что более важно, автоматизировано, используя яркостные температуры тепловых каналов. Алгоритмы детектирования пожаров в автоматическом режиме основаны на значительной разнице температур земной поверхности (обычно не выше10-25°C) и очага пожара (300-900°C). Почти 100-кратное различие в тепловом излучении объектов фиксируется на снимке, а информация, поступающая с других спектральных каналов, помогает отделить облака. Информация MODIS передается на наземные станции непрерывно и бесплатно. Готовность данных - в течение часа после приема.

Размещено на Allbest.ru