2.3. Систематизация ддз по масштабу

В зависимости от маштаба различают следующие виды снимков:

1. Сверхмелкомасштабные – 1 : 10 000 000 – 1 : 100 000 000. Такие снимки получают с геостационарных спутников и с метеоспутников на околоземных орбитах. Эти снимки используются с целью наблюдения за общей циркуляцией атмосферы и последующего предсказания и развития крупнейших атмосферных ЧС: ураганов, пылевых бурь.

2. Мелкомасштабные – 1 : 1 000 000 – 1 : 10 000 000. Такие масштабы типичны для снимков с ресурсных спутников, а также с пилотируемых кораблей и орбитальных станций. Широко используются при мониторинге наводнений, крупных пожаров.

3. Среднемасштабные – 1 : 100 000 – 1: 1 000 000. Снимки таких масштабов получают с ресурсно-картографических спутников.

4. Крупномасштабные – 1 : 10 000 – 1 : 100 000. Это снимки со спутников для детального наблюдения и крупномасштабного картографирования, в том числе спутников двойного назначения: военного и гражданского. Особенно ценны для контроля локальных ЧС, например, очага пожара, поврежденного леса и т.д.

Глава 3. Основные направления аэрокосмического мониторинга чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в Республике Беларусь

Согласно исследованию, проведенному Республиканским центром управления и реагирования на чрезвычайные ситуации Министерства по чрезвычайным ситуациям РБ, наиболее перспективными направлениями аэрокосмического прогнозного мониторинга ЧС природного и техногенного характера в РБ являются:

• Оценка характеризующих пожароопасность лесов факторов;

• выявление ухудшения состояния лесов;

• оценка характеризующих усыхание лесов факторов и их раннее диагностирование;

• оценка характеризующих пораженность лесов болезнями и вредителями факторов и их раннее диагностирование;

• прогнозирование последствий паводков и наводнений на землях лесного фонда;

• прогнозирование подтопления природных очагов опасных заболеваний;

• оценка характеризующих пожароопасность торфяников факторов;

• прогнозный мониторинг пожаров лесов и торфяников.

3.1. Высокая пожарная опасность лесов, лесные пожары

Лесные пожары считаются одними из наиболее опасных чрезвычайных ситуаций на территории Беларуси. В среднем за год сгорает и повреждается леса на территории около 3 183 га. Быстрое развитие лесных пожаров на территории республики связано с запоздалым обнаружением, сильными ветрами и малой сухостью древесины.

К решающим факторам в деле минимизации площади пожаров и материального ущерба относят сокращение времени реагирования на вызов, способность быстро и верно оценить обстановку, развернуть и задействовать имеющиеся силы и средства уже на начальном этапе и обеспечить быструю подачу большого количества воды на локализацию и подавление пожара. В свою очередь, время реагирования существенным образов зависит от своевременности и точности получения данных о месте возникновения и направления распространения лесного пожара.

Рисунок 3.1 – Динамика развития лесных пожаров с 1985 по 2007 гг. [autor]

Использование данных дистанционного зондирования с целью мониторинга лесных пожаров в РБ началось в 1996 году с созданием системы дистанционного обнаружения на базе УП «Геоинформационные системы».

Первоначально в системе использовались данные ДЗЗ радиометра AVHRR метеорологических спутников NOAA, а позже – и данные ДЗЗ радиометра MODIS спутника Terra.

Прибор AVHRR является типичным сканером, способным принимать сигнал в окне прозрачности атмосферы 10-12 мкм, а также производить съемку в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне спектра, что делает его незаменимым при оценке текущих изменений растительности.

На борту спутника Terra размещены две многоспектральные системы регистрации излучения Земли ASTER и MODIS. Съемка проводится в 36 спектральных каналов обеспечивающие необходимую точность наблюдений. MODIS является «наследников» радиометра AVHRR, но у него значительно улучшены радиометрическое, спектральное и пространственное разрешение, взаимная геометрическая привязка спектральных каналов.

В связи с поглощением излучения атмосферой и поставленной задачей, при мониторинге лесных пожаров системой MODIS используются следующие спектральные каналы:

Таблица 3.1. Спектральные каналы используемые при мониторинге пожаров [последняя книга в списке литературы]

№ канала	Спектральный диапазон	Применение
21	3,989-3,929	Лесные пожары и вулканическая деятельность
22	3,989-3,929	Температура облаков, температура поверхности Земли
23	4,080-4,020	Температура облаков, температура поверхности Земли
29	8,400-8,700	Температура поверхности Земли
31	11,280-10,780	Температура облаков, лесные пожары и вулканическая деятельность, температура поверхности Земли
32	12,270-11,770	Высота облаков, лесные пожары и вулканическая деятельность, температура поверхности Земли

Причины использования этих каналов:

• расположение в окне прозрачности атмосферы;

• расположение в ИК-области спектра;

• максимальный контраст спектральных яркостей пожара к фону;

• минимум спектральной яркости источников «ложных» тревог;

• наименьшая чувствительность к атмосферным искажениям.

Информация, полученная при помощи радиометров подвергается автоматизированной комплексной обработке при помощи специально разработанных ПО.

Прием данных ДЗЗ NOAA/AVHRR и Terra/MODIS

Предварительная обработка данных ДЗЗ NOAA/AVHRR и Terra/MODIS

Тематическая обработка данных ДЗЗ NOAA/AVHRR и Terra/MODIS c целью мониторинга пожаров

Тематическая обработка данных ДЗЗ NOAA/AVHRR и Terra/MODIS с целью мониторинга облачного покрова

Тематическая обработка данных ДЗЗ Terra/MODIS с целью мониторинга пожаров

Тематическая обработка данных ДЗЗ Terra/MODIS с целью мониторинга паводков и наводнений

Рисунок 3.2. – Технологическая схема обработки данных ДЗЗ [последняя книга в списке литературы]

В ходе автоматизированной обработки данных происходит детектирование очагов пожаров и тепловых аномалий по данным ДЗЗ, а также конечная их координатная привязка с геометрической коррекцией изображения. Это в первую очередь основано на значительной разнице температур земной поверхности и очага пожара. Съемка тепловой аппаратурой КА Terra с пространственным разрешением 1 км дает возможность выявить очаг пожара площадью от 1 га или подземный пожар площадью от 9 га.

Таким образом, в основе мониторинга за природными пожарами на территории Беларуси, лежит использование современных радиометрических систем, обработка данных, корректировка изображения с дальнейшей координатной привязкой. В результате полученная информация используется в ГИС системах для рационального использования ресурсов с целью борьбы с пожарами, эвакуации населения и экономически важных объектов, мониторинге за развитием пожара.