Распознавание и прогнозирование лесных пожаров на базе ГИС-технологий
Дипломная работа - Экология
Другие дипломы по предмету Экология
В°нения до локализации, время и способ тушения, размеры и структуру пройденной огнем площади.
Оперативные данные о лесных пожарах содержат информацию о каждои крупном (площадью от 25 га в Европейской части и от 200 га в Азиатской части России) пожаре и интегральные характеристики горимости лесов за каждый день пожароопасного сезона на уровне субъектов Федерации.
База метеорологических данных формируется на основе оперативной (фактической и прогнозной) информации Гидрометеоцентра России. Эта информация используется для оценки и прогноза степени пожарной опасности в лесах по условиям погоды и построения соответствующих оперативных карт.
База данных о ресурсах службы охраны лесов содержит информацию о людских и материальных ресурсах и предназначена для решения задач их учета, оптимального размещения по охраняемой территории, эффективного решения транспортных задач.
Картографическая часть банка данных ГИС включает цифровые карты следующих основных типов: топографическая основа, административное деление, производственная организация территории.
В составе банка данных федеральной ГИС предусмотрено использование топографических основ (базовых карт) двух масштабных уровней. Базовая цифровая карта обзорного уровня соответствует по содержанию и генерализации маштабу 1:8000000 и показывает речную сеть и крупные водоемы, основные железные и автомобильные дороги, крупные населенные пункты.
Базовая карта обзорно-топографического уровня создана на основе цифровой карты мира масштаба 1:1000000 (DCW) и включает информацию о гидрографии, рельефе, дорожной сети, населенных пунктах, гражданских и военных аэропортах, коммуникациях.
Цифровые карты административного деления показывает границы субъектов РФ и административных районов, названия соответствующих территориальных образований. Цифровые карты производственной организации территории включаю границы охраняемой зоны, региональные авиабазы, оперативные авиа отделения и лесохозяйственные предприятия, а также местоположения наблюдательных вышек, пожарно-химических станций, резервных складов и метеорологических станций.
Как уже отмечалось в главе Ш, среди действующих в настоящее время космических систем наиболее подходят для оперативного мониторинга лесных пожаров, системы низкоорбитальных метеорологических спутников, таких, как спутники серии NOAA. Основная проблема интегрирования спутниковых данных в ГИС состоит в оперативной доставке данных и результатов их обработки в центр сбора и анализа информации, коей является Центральная база авиационной охраны лесов от пожаров (тАЬАвиа лесоохранатАЭ) и другим потребителям - Федеральной службы лесного хозяйства России, региональным авиабазам. Эта задача не может быть решена с использованием одной станции приема спутниковых данных (в ее зону видимости попадает не более половины территории России). Поэтому необходимо использовать данные, получаемые в ряде центров приема информации со спутников NOAA. Сейчас в России их более десяти. В настоящее время идет работа с двумя такими центрами в Москве (ИКИ РАН) и Иркутске (ИСЗФ СО РАН). Принимаемые данные и результаты их обработки передаются для анализа в тАЬАвиа лесоохранутАЭ.
Диспетчерская служба Центральной авиабазы ежедневно получает информацию трех основных типов: данные о лесных пожарах (в пожарный период через каждые 6-ть часов); данные о фактической и прогнозной метеобстановке; данные спутниковых наблюдений. Сведения о пожарах поступают от региональных авиабаз и территориальных органов управления лесным хозяйством в Субъектах Федерации по модему, телефону или другим каналам связи. Метеорологические данные по метеостанциям на территории России поступают по модему из Гидрометцентра, в виде двух информационных потоков:
- фактические данные за истекшие сутки по 812 метеостанциям;
- прогноз основных метеопоказателей на ближайшие 5-ть суток по 247 метеостанциям.
Сбор всей информации о лесных пожарах и метеобстановке завершается к 9-ти часам утра текущего дня по московскому времени. По каналам Internet в ГИС ежедневно поступают следующие оперативные спутниковые данные:
- обзорная карта-склейка облачных структур над территорией России (разрешение 8 км на пиксель), автоматически формируемая в 8.00 час по московскому времени по данным, полученным в Москве и Иркутске за прошедшую ночь и утро текущего дня;
- фрагменты спутниковых изображений оригинального разрешения (1.1 км на пиксел) на территории наиболее горимых регионов России по запросам тАЬАвиа лесоохранытАЭ. (см.рис.).
Поступающая информация предварительно обрабатывается и подгружается в специализированный ГИС-сервер, где происходит автоматическое обновление баз данных и картографических покрытий, дополнение архивов, а также формирование информационных продуктов в виде растровых изображений цифровых карт и таблиц, и передача их на WWW-сервер. По завершении этих процедур пользователи в Центральной авиабазе получают доступ по локальной вычислительной сети к оперативным данным в виде ГИС, а пользователи Internet - к информационным продуктам на WWW-сервер.
Получая с ИСЗ NOAA информацию о температуре и влагосодержании ЛГМ, а также используя априорную информацию о каждом прошедшем пожаре за 5 последних лет, о погодных условиях, о причинах возникновения пожаров за тот же период, а также получая информацию с метеостанций за 5 последующих суток и со станции направленного поиска молний, можно с большой вероятностью о