Карта природных пожаров. Космоснимки - мониторинг природных пожаров, карта пожаров. Е.И.: Расскажите, как и когда появился проект «Космоснимки – Пожары»
Система оперативного мониторинга природных пожаров базируется на основе сети приемных центров российской компании СКАНЭКС , которые принимают информацию в режиме реального времени со спутников Terra, Aqua и NPP. Главная цель сервиса - доведение результатов мониторинга пожаров до широкого круга заинтересованных пользователей. Проект ориентирован как на обычную интернет-аудиторию, так и на специалистов. В качестве базовой компоненты сервиса используется технология, основанная на алгоритме автоматического детектирования пожаров по «тепловым» каналам спутниковой съемки (подробнее см. ). Область мониторинга включает в себя всю территорию России, глобальное покрытие обеспечивается данными системы FIRMS (https://earthdata.nasa.gov/firms), исходные продукты скачиваются с серверов NASA (LANCE) сразу после их публикации, постобработка производится на серверах СКАНЭКС. Основными задачами данного сервиса являются высокая оперативность донесения информации о пожарах и ее доступность. С этой целью все данные выкладываются на карту, что обеспечивает удобный просмотр и поиск информации, а также связанных тематических слоев. Дополнительная информация включает такие данные как: прогноз погоды, границы торфяников, границы выгоревших территорий, границы заповедников, лесной покров etc.Пожалуйста, обращайтесь к нам с предложениями, комментариями и пожеланиями – мы открыты к переговорам и партнерскому сотрудничеству в целях развития проектов дистанционного мониторинга и раннего обнаружения природных пожаров. Стратегической задачей нашего проекта является дальнейшее улучшение детальности и достоверности данных, совершенствование инструментов общественного мониторинга, проводимого силами широкого круга пользователей, на основе данных спутниковой съемки и других источников наблюдений. Картографический интерфейс сервиса разработан специалистами «Космоснимки Ру» на базе технологии Scanex GeoMixer .
Работа с «картой пожаров»
Основным пользовательским сервисом является карта пожаров.По дефолту показывается информация за период – последние 24 часа + текущие сутки до 12 часов UTC (пока не произойдет смена дат во всем мире). На обзорном масштабе показывается динамическая карта плотностного распределения пожаров на основе кластеров (подробнее см ), с помощью зумирования карты можно перейти на более крупный масштаб, на котором показываются контуры кластеров и, еще ближе, все термоточки (см ).
Основными элементами UI* являются:
- - интерактивное окно карты и тулбар
- - боковая панель с виджетами:
- [закладки] - сохраненные места и даты с описанием события
- [слои] - список слоев и групп слоев
- [новости] - виджет новостей о пожарах
Доступ к информации о пожарах
Пользователи получают доступ к информации, заходя на сайт Космоснимки - Пожары либо подписавшись на оповещения о пожарах (см. описание сервиса) Разработчики сайтов и веб-приложений могут использовать API «карты пожаров» для встраивания карты во внешние сайты (подробнее см документацию по использованию API). Для использовании необходимо зарегистрировать API-ключ и сохранять ссылки и информацию о правообладателях.Если вы хотите использовать прямой доступ к базе данных пожаров, транслирующий данные в JSON, XML или другие форматы (либо регулярные выгрузки из БД) – напишите нам запрос на почту , публичное использование этой части сервиса ограничено. При использовании данных с сайта: скриншотов, координат пожаров и т.д., ссылайтесь на источник, это поможет большему количеству заинтересованных пользователей узнать о наличие такого информационного ресурса.
Открытые данные
Если вы планируете использовать данные - пожалуйста, ссылайтесь на сайт и на авторов.Доступные слои:
| Описание | Формат | Источник |
|---|---|---|
| Границы сгоревших территорий 2010 | Shape файл | 2010 год, © OpenStreetMap, Гринпис |
| участки нарушений (в основном - пожары) на особо охраняемых природных территориях | Shape файл | 2008-2011, © Transparent World |
| (заводы, факела от сжигания попутного газа при разработке нефтянных месторождений). Слой используется в проекте для фильтрации рзультатов детектирования пожаров. | CSV | © Kosmosnimki |
| Границы осушенных торфяников (в основном запад РФ). Слой пополняется. | Shape файл | © Гринпис, Kosmosnimki |
Дополнительные данные
- Оперативные данные:
Кроме результатов детектирования очагов пожаров, сервис «Космоснимки - Пожары» предоставляет доступ к RGB синтезированным изображениям спутниковой съемки:
- данные MODIS, по которым детектируются пожары, принимаемые на станции СКАНЭКС. С помощью изображений можно оценивать состояние облачности в момент проводимых наблюдений, видеть отдельные крупные пожары и следы гарей
- Данные Landsat 8 также являются публично доступными снимками высокого разрешения (30 м). Фильтруются по пересечению с точками пожаров в диапазоне 24 часа.
- Более детальные космоснимки, как правило, представляют собой коммерческие спутниковые программы и доступны в ограниченном режиме для специалистов МЧС и других ведомств, в интересах которых осуществляется съемка. Мы не можем дать публичный доступ ко всем более детальным снимкам, являющимся частью коммерческих программ, но если вы заинтересованы в работе с этими данными - пожалуйста, обратитесь к нам - Данные о погоде: оперативные данные и прогноз по облачности, осадкам, температуре и скорости ветра интегрированы от провайдера ГИС-Метео. Данные о погоде привязаны к региональным центрам. В будущем планируется увеличить детальность данных и добавить результаты аналитической обработки прогнозных данных.
- Границы особо охраняемых природных территорий: В состав данных входят границы федеральных заповедников, национальных парков и федеральных заказников. А также границы некоторых региональных ООПТ. Специальный проект по мониторингу нарушений и пожаров в пределах ООПТ ведет НП «Прозрачный Мир» (см. http://new.transparentworld.ru/ru/environment/monitoring/oopt/)
- Слой часовые пояса: Атрибуты данных о зарегистрированных очагах пожаров содержат время пролета спутника, когда был получен снимок, по которому проводилось детектирование. Время детектирования очагов отображается в универсальном координированном времени (UTC). Включив слой «часовые пояса», пользователи могут видеть в каком часовом поясе находится исследуемая территория и насколько локальное время отличается от UTC. Например, если мы смотрим очаги в районе озера Байкал, то локальное время пролета спутника равняется времени UTC+8. Следует помнить, что время по UTC не переводится ни зимой, ни летом. Поэтому для тех мест, где есть переход на летнее время, смещение относительно UTC меняется.
- Границы кадастрового деления: границы и тематические слои публичной кадастровой карты портала Росреестра (Виды разрешенного использования; Категории земель и т.д.).
Детектирование пожаров по спутниковым изображениям
Программа NASA по спутниковому мониторингу Земли (Earth Observation System) позволяет свободно использовать данные оперативной съемки, осуществляемой с помощью камеры MODIS, установленной на борту спутников Terra и Aqua. Компания СКАНЭКС ведет прямой прием этих данных на станции в приемных центрах в Москве, Иркутске и Магадане. Принятые данные поступают в автоматическую цепочку обработки и подготовки продуктов, которая включает стадию первичной обработки данных, создание на основе базовых продуктов MODIS тематических продуктов высокого уровня (таких как маски ледового и снежного покровов, маска облачности, температура поверхности, пожары и тепловые аномалии etc.), подготовку продуктов для интернет-доступа и публикацию в портале. На карте пожаров данные спутников Terra, Aqua и используются для детектирования вероятных очагов пожаров и для подготовки ежедневного обзорного покрытия (слой «Космоснимки - MODIS»).Характеристики камеры MODIS, установленной на борту спутников Terra и Aqua:
Алгоритмы детектирования пожаров в автоматическом режиме основаны на их сильном излучении в инфракрасном диапазоне. Это так называемый контекстно-пороговый алгоритм. Разница в температурных яркостях пикселей отражает разницу между температурой очагов пожара и земной поверхности, а информация, поступающая с других спектральных каналов, помогает замаскировать облака. Кроме того, применяют пороговые значения, чтобы отбросить термальные аномалии, маловероятно относящиеся к пожарам. Таким образом выходным продуктом работы алгоритма является маска пикселей, классифицированных как "термоточки" (hotspots) и их характеристики. Подробнее см. статью «Данные по тепловым аномалиям MOD14A1: описание и получение»
C сайта http://viirsfire.geog.umd.edu/
Вероятность обнаружения пожаров
Данные мониторинга пожаров являются контекстной оценкой, на степень точности которой влияют многие факторы. В первую очередь, сплошная облачность. Очаги (термоточки, тепловые аномалии) с высокой степенью вероятности детектируются при безоблачной или малооблачной погоде (см. ). Кроме того, на вероятность обнаружения пожара влияют такие факторы как разностная температура и размер пожара. (см. ).Потеря видимости пожаров со спутника из-за облачности
На основе тех же данных MODIS, по которым ведется детектирование пожаров, делается RGB синтез (каналы 7-2-1) изображений с целью визуализации обзорного покрытия снимками за текущие сутки. Доступен просмотр архивных слоев обзорного покрытия. Таким образом, с помощью этих изображений можно оценивать состояние облачности в момент проводимых наблюдений.Координаты очагов пожаров
Очаги пожаров детектируется по инфракрасным каналам MODIS, линейное разрешение которых составляет 1 км/пиксел. Это означает, что каждый обнаруженный очаг отображается как точка в центре пикселя 1 км x 1 км. В действительности очаг может быть локализован где-то внутри данной области и реальная площадь пожара может быть меньше (см )
Когда несколько точек располагаются в линию, как правило, такое изображение иллюстрирует огневой фронт пожара. Соседние, близко расположенные точки, могут в действительности относиться к одному и тому же продолжающемуся пожару (подробнее см. )
Минимальный размер детектируемых пожаров
Не смотря на то, что площадь пикселя (элементарной области наблюдения) в инфракрасном канале 1км 2 , в среднем детектирует открытые очаги и тлеющие пожары на площади от 1/10 гектара. В реальности минимальная площадь детектируемого пожара зависит от целого спектра характеристик в момент конкретной съемки (облачность, освещенность, угол съемки, тип растительности, температура поверхности и т.д.) Более яркие открытые очаги с большей температурой горения могут быть зарегистрированы на меньшей площади возгорания. Характерный пример - газовые факела или трубы заводов, которые при этом являются с точки зрения задачи детектирования пожаров.Кластеры пожаров
Кластеры - это отдельные очаги (термоточки), объединенные в одну группу. Объединение проводится на основе автоматического алгоритма и не гарантирует стопроцентную точность. Кластеризация помогает:- - визуализировать большое количество термоточек и улучшить "читаемость" информации на обзорных масштабах
- - отследить динамику развития пожаров: контуром обводятся очаги, принадлежащие одному кластеру и попадающие в выбранный период
- - приблизительно оценить силу пожара (там, где на текущую дату или период кластеризуется больше термоточек – более мощный пожар)
- - приблизительно оценить площадь активного пожара по суммарному контуру термоточек, вошедших в кластер
- - приблизительно оценить суммарную площадь выгоревшей территории за период
- - на мелких масштабах карты (уровни 1-3) кластеры пожаров визуализируются в виде динамической "тепловой карты", что позволяет быстрее визуализировать и анализировать большой объем данных
Очаг попадает в кластер когда в его окрестности регистрируются другие очаги за период более чем один день. Это помогает визуально отфильтровать «ложные пожары», которые появляются, например из-за бликов, и кратковременные пожары, которые обусловлены, например, палами сухой травы и еще не представляют реальной угрозы. Две группы очагов, которые несколько дней назад были одним пожаром, и затем разделились, все равно будут являться частью одного кластера за весь суммарный период горения, даже если за часть периода отображаются разными контурами. Интуитивно кластеры можно считать соотносящимися с выгоревшими территориями. При этом все отдельные очаги (все термоточки), вошедшие и не вошедшие в кластеры, показываются на карте, начиная с 11 уровня зума.
Площади горевших территорий
Новой функциональностью сервиса, появившейся в 2012 году, является оперативная оценка площадей территорий, затронутых огнем, методом аппроксимации по "точкам пожаров". Первичными данными о пожарах в сервисе являются продукты MOD14A1, содержащие информацию о том, какие пиксели на спутниковом изображении были классифицированы как вероятные пожары. После этого вступает в действие , который группирует эти отдельные точки по принципу плотностного распределения с учетом дополнительного временного параметра. На основе этого мы можем сделать выводы относительно динамики развития пожара, подсчитать продолжительность горения пожара. Новый алгоритм позволяет в дополнение к «кластеризации» суммировать пиксельные площади точек пожаров (каждая точка это, в среднем, квадратный пиксель со сторонами 1км) и провести аппроксимированную по точкам оценку вероятной площади пожара .- На карте показываются контуры с учетом самого последнего обновления данных о точках пожаров.
Статистика пожаров
Сервис статистики пожаров публикует в табличном виде данные о пожарах: Кол-во кластеров пожаров; Кол-во термоточек; Общая площадь горевших территорий. Доступны следующие показатели с возможностью просмотра и сравнения посуточной статистики:- Интегральная статистика РФ
- С разбивкой по административно-территориальному делению: Субъектам РФ и относящимся к ним районам
- По границам Особо-охраняемых природных территорий (в разработке)
В настоящее время сервис работает в статусе "бета".
Техногенные источники тепла
Техногенные источники, такие как трубы заводов, факела от сжигания попутного газа при разработке месторождений, вносят ложный вклад в информацию о пожарах. Количество таких «ложных тревог» может быть достаточно большим на общей обзорной карте пожаров. Поэтому для предварительной оценки ситуации имеет смысл определять автоматическим способом какие из точек пожаров могут относиться к техногенному излучению. Поскольку такие объекты характеризует скопление "точек" в одной локальной области и повторяемость горения, нами был проведен анализ архивных данных о пожарах и картирование объектов с целью выявления потенциальных источников.
Таким образом, была создана начальная база техногенных источников, верификация которых проводилась по спутниковым снимкам и сервису Wikimapia.Org. Эта база представляет собою открытые данные и может быть использована свободно с условием указания ссылки на «Космоснимки - Пожары» . Важно понимать, что база этих объектов предоставляется без каких-либо гарантий их достоверности и с той полнотой информации, которой она обладает на данный момент, а новые объекты постепенно добавляют и верифицируют пользователи сервиса. В настоящее время в сервисе «Космоснимки - Пожары» каждая новая термоточка, попадающая в окрестность 5 км от техногенного объекта, помечается как потенциальный техногенный источник тепла . Разумеется, окончательное решение о достоверности и типе источника остается за пользователем.
Верификация данных о пожарах
Данные автоматического детектирования пожаров на основе продуктов MOD14 носят вероятностный и выборочный характер. Поэтому для получения более точного и полного результата необходимо использовать инструменты верификации, основанные на дополнительных источниках информации. Такими источниками, которые могут быть интегрированы в сервис или использованы при анализе данных, являются: информация от пользователей, изображения с видеокамер, автоматическая или ручная обработка данных со спутников высокого разрешения. Основным источником проверки служат оперативные спутниковые снимки высокого разрешения, на которых можно воочию увидеть пожары. Кроме того, малоразмерные очаги пожаров и низкотемпературные очаги, характеризующиеся слабой интенсивностью теплового излучения (такие как торфяные пожары ) могут быть обнаружены в инфракрасном диапазоне сканерами более высокого разрешения (e.g. разрешение инфракрасных каналов SPOT-5 составляет 10м/пиксел). Сами данные SPOT-5 распространяются на коммерческой основе, но результаты верификации, полученные с использованием этих данных, планируются к выкладыванию на публичный сервис.Перспективные источники данных
Качество информационного сервиса определяется наличием и качеством доступных источников. Новыми источниками должны аппараты ДЗЗ нового поколения, а также наземные дистанционные методы, такие как видеомониторинг - камеры видеонаблюдения и тепловизоры, которые устанавливаются на вышках сотовой связи.Мы продолжаем работать над поиском новых партнеров и консолидацией данных вокруг информации о пожарах. Мы уверены, что только объединение усилий и открытость информации будут способствовать пониманию причин природных пожаров, сокращению угроз и рисков, связанных с ними.
Решения для организаций на основе сервиса мониторинга пожаров
В качестве решения для ваших задач мы предлагаем разворачивание портала на основе карты пожаров с возможностью индивидуальных настроек системы, публикации собственных данных заказчика, управления списками подписок на оповещения по пожарам и гарантированной технической поддержкойСпутниковый мониторинг лесных пожаров
Задача оперативного обнаружения и мониторинга очагов пожаров приобретает особую актуальность в связи с большой территорией, занятой лесами. Кроме нанесения ущерба лесному хозяйству, пожары оказывают сильное влияние на экологическую обстановку и могут угрожать жизни людей.
Реальные масштабы горимости лесов России и размеры наносимого огнем ущерба до настоящего времени не установлены. Регулярные наблюдения за лесными пожарами ведутся только в зоне активной охраны лесов, охватывающей 2/3 общей площади лесного фонда. В северных районах Сибири и Дальнего Востока, охватывающих 1/3 лесного фонда страны, учет пожаров и активная борьба с огнем практически отсутствуют. В зоне активной охраны лесов ежегодно регистрируется от 15 до 30 тыс. лесных пожаров на площади от 0,5 до 2,5 млн га.
Своевременное обнаружение очагов пожаров и определение их характеристик - одна из серьезнейших задач. Наиболее распространенный и традиционный способ ее решения в региональном масштабе - организация авиапатрулирования пожароопасных областей, что требует значительных материальных затрат. Из общей активно охраняемой площади в 760 млн га, обслуживаемая авиацией территория охватывает около 725 млн га. При этом около 550 млн га, расположенных в таежной зоне с редкой сетью дорог, отнесены к районам преимущественного применения авиационных средств пожаротушения. Резкое снижение ассигнований, выделяемых на охрану лесов в последние годы, в наибольшей степени отразилось на авиационной охране лесов. Следствием этого стало существенно возросшее число выходящих из-под контроля лесных пожаров, принимающих характер стихийных бедствий.
В этой связи возникает необходимость привлечения всех доступных средств оперативного обнаружения пожаров на ранней стадии их развития, что объясняет возрастающую роль в этом спутниковых систем дистанционного зондирования Земли. Космический мониторинг имеет ряд преимуществ, по сравнению с авиаразведкой: высокую оперативность, большую площадь охвата земной поверхности и меньшие операционные расходы. На охраняемой территории спутниковые данные служат существенным дополнением к традиционным методам обнаружения, а на неохраняемой – единственным средством мониторинга и оценки последствий лесных пожаров.
Обнаружение пожаров на снимках Земли из космоса возможно благодаря значительной разнице температур земной поверхности (обычно не выше 10-25 град. С) и очага пожара (300-900 град. С), что приводит к разнице в тепловом излучении этих объектов в тысячи раз. Эта особенность позволяет, при съемке тепловой аппаратурой с пространственным разрешением 1 км, обнаружить очаг пожара площадью 100 м2, или зону тления площадью 900 м2. Оперативное обнаружение очагов возгорания такой площади позволяет принять своевременные меры к их ликвидации.
Из современных спутников для целей оперативного пожарного мониторинга наибольшее применение нашли спутники серий NOAA (радиометр AVHRR с пространственным разрешением 1 100 м и полосой обзора – 3 000 км) и EOS (спутники Terra и Aqua с установленным на них радиометром MODIS с пространственным разрешением 250, 500, 1 000 м и полосой обзора 2 330 км).
Каждая из этих спутниковых систем позволяет осуществлять оперативный контроль обширных территорий с получением данных не реже 6 раз в сутки (спутники серии NOAA) и 4-6 раз в сутки (спутники серии EOS).
Выбор именно этих спутниковых систем объясняется, в первую очередь, безлицензионным (бесплатным) приемом снимков с этих систем при наличии приемной станции, а также появлением в последнее время относительно недорогих, по сравнению с зарубежными аналогами, приемных станций. Например, станции СканЭкс для приема данных AVHRR и станции ЕОСкан и УниСкан для приема данных MODIS спутников серии EOS, разработанные и поставляемые ИТЦ СканЭкс.
Алгоритм автоматического определения очагов пожаров реализован в программном обеспечении, поставляемом ИТЦ «СканЭкс»:
- ScanViewer (для спутников серии NOAA);
- ScanEx MODIS Processor (для спутников серии EOS).
Возможно совместное использование данных со спутников серий NOAA и EOS. Это повышает оперативность получения информации и увеличивает вероятность раннего обнаружения очагов пожара.
Существует несколько вариантов получения снимков обеих систем потребителем:
- по сети Internet практически в режиме реального времени;
- получение снимков со спутников серии EOS по сети Internet в дополнение к приему данных со спутников серии NOAA на собственную приемную станцию;
- прием данных обеих систем на собственные приемные станции.
Оба источника информации, т.е. AVHRR-NOAA, а в последнее время также MODIS-EOS, используются для целей пожарного мониторинга во многих странах (например, в Бразилии, Канаде, Финляндии). В США данные, получаемые с обеих систем, использовались во время катастрофических пожаров 2000 г. в штатах Монтана и Айдахо. В Финляндии разработана и отлажена национальная автоматическая программа приема, обработки и рассылки сообщений об обнаруженных лесных пожарах на места.
В нашей стране для проведения оперативного космического мониторинга в интересах служб пожароохраны лесов функционируют приемные центры, развернутые во многих городах. Так, создана ведомственная сеть станций Министерства Природных Ресурсов России с центрами приема спутниковых данных в гг. Москве, Екатеринбурге, Иркутске, Якутске, Южно-Сахалинске и Геленджике.
Мы поболтали с Георгием Потаповым, начальником проекта «Космоснимки – Пожары», о мониторинге, обработке данных со спутников и применении карты пожаров.
Е.И.: Поведайте, как и в то время, когда показался проект «Космоснимки – Пожары»?
Г.П.: История проекта «Космоснимки – Пожары» начинается с 2010 года. Многие не забывают, какая тогда была обстановка с информацией и пожарами о них – около была информационная паника, обусловленная тем, что информации было мало. Наряду с этим все знали, что кругом горят леса, торфяники. Все дышали смогом, вредным для здоровья, но информации фактически не было: что горит?
Где горит? Горит ли вблизи вашей дачи? Горит ли вблизи вашего города? Куда понесет дым в ближайшие дней?
Как один из вкладов в удаление этого информационного голода мы в компании ScanEx сделали публичную карту пожаров и стали выкладывать на нее все данные, которую имели возможность извлечь из разработки спутникового мониторинга.
С того времени мы выпустили версию с глобальным покрытием пожаров за счет интеграции данных NASA, американского космического агентства. NASA кроме этого есть оператором тех спутников, эти которых мы обрабатываем.
В начале этого лета случилось второе серьёзное изменение – показалась бета-версия сервиса оповещения. Это то, что мы в далеком прошлом желали сделать, – создать коммуникационный сервис. Именно поэтому сервису пользователи смогут приобретать данные о ситуации на интересующей его территории. К примеру, в случае если у вас имеется мобильное приложение, вы приобретаете данные о предупреждениях либо угрозах в окрестностях собственного расположения.
Кроме этого вероятно будет получать по email отчеты о произошедших пожарах.
Е.И.: А кто принимает ответ о том, есть ли эта обстановка угрозой и высылать ли уведомление?
Г.П.: на данный момент мы по факту показываем все данные – в случае если имеется в отечественной совокупности информация о пожаре, мы высылаем уведомление. Мы планируем в будущем разбирать эти сведенья с позиций угроз, а также – куда данный пожар может распространяться и чему он может угрожать. До тех пор пока аналитика будет в таком зачаточном состоянии.
К примеру, определяются все города, каковые находятся в близи от мест, где происходят пожары.
Е.И.: Это определяется машинным способом? Как по большому счету совокупность осознаёт, что в данном месте пожар?
Г.П.: Да, это автоматизированная совокупность. Она трудится на базе автоматических методов распознавания термальных аномалий по инфракрасным каналам спутниковой съемки. Способ основан на отличии температур в инфракрасных каналах, и в случае если имеется какая-то термальная аномалия, метод принимает ее за пожар.
Позже посредством настроек проводится дополнительная параметризация этого сигнала, а затем принимается ответ о том, есть ли эта точка пожаром, либо нет.
Е.И.: Эти, каковые вы приобретаете со спутников, находятся в открытом доступе? Как они попадают к вам?
Г.П.: Информация со спутников – это открытые эти, это информация с американских спутников «Terra», «Aqua» и «NPP». По программе NASA Earth Observation Program было запущено два спутника, на данный момент к ним присоединился третий. У спутников ограниченный ресурс, исходя из этого, быть может, какие-то из них с течением времени выйдут из строя.
Но по большому счету в будущем их должно становиться больше, эти с них, надеюсь, будут открытыми, и нам удастся их применять для различных целей, а также для мониторинга пожаров.
на данный момент эти попадают к нам из двух источников. Первый источник – это сеть центров ScanEx, обработки и центров приёма данных, из которых мы приобретаем результаты детектирования пожаров, выкладываем эти результаты на карту и т.д. А второй источник – это информация более большого уровня, которую мы скачиваем с серверов NASA.
С серверов NASA мы скачиваем уже готовые маски пожаров – выделенные по спутниковым снимкам пожары. Дальше мы совершенно верно так же эти сведенья додаём на карту и визуализируем их как отдельный слой. Если вы посмотрите, то на карте имеется два слоя – пожары ScanEx и пожары FIRMS.
Е.И.: Вы не объединяете их в один слой?
Г.П.: Нет, по причине того, что один из них более своевременный, а второй но предоставляет глобальное покрытие. Исходя из этого на данный момент мы их не склеиваем.
Е.И.: Из-за чего один из слоев есть более своевременным, и какая отличие между ними во времени?
Г.П.: Пара часов, как нам думается, в среднем. По причине того, что эти на американских серверах выкладываются с некоей задержкой – до тех пор пока долетит спутник и скинет данные, возможно, задержка связана еще с цепочкой обработки. Но оперативность – это одна из компонент информационного сервиса, которая ответственна для спасателей и для работ, принимающих ответы на базе данной информации.
Для них, чем раньше они определят о пожаре, тем лучше, тем силами и меньшими средствами они смогут с этим пожаром совладать.
Причем, в большинстве случаев, спасателями, лесниками и МЧСовцами употребляется наземные средства – и комплексный мониторинг наблюдения, наблюдатели, каковые сидят на башнях, и камеры, установленные на башне, на изображения с которых оператор наблюдает в диспетчерском центре. Но имеется громадные территории, на которых никакая вторая информация не дешева, не считая космической съемки.
Е.И.: А как правильными являются эти? Были ли ситуации, в то время, когда ошибочно определялся пожар?
Г.П.: Да, это нередкая неприятность по большому счету в автоматических методах. Вы постоянно выбираете: или у вас имеется избыточная информация, но вы имеете возможность взять большое количество фальшивых срабатываний, или вы ограничиваете эти фальшивые срабатывания, но наряду с этим упускаете, быть может, какую-то данные. Это неизбежно, а также в случае если глазами искать на спутниковом снимке термальные странности, то все равно возможно совершить ошибку и принять ошибочное решение о том, есть ли конкретная термальная аномалия пожаром либо не есть.
Помимо этого, имеется, к примеру, такая неприятность, как техногенные источники тепла – трубы фабрик, факела, каковые образуются при сжигании газа при добычи нефти. Все это довольно часто оставляет сигнал на карте пожаров. Но мы такие фальшивые тревоги стараемся фильтровать тем, что эти места на карту и создаем такую маску, которая фильтрует эти фальшивые сигналы.
Если вы взглянуть на карту, то для слоя ScanEx имеется желтые пожарчики, обозначенные вторым стилем, – это вот те возможные техногенные источники, базу которых мы стараемся пополнять по мере сил.
Е.И.: Как при таких условиях осуществляется верификация данных?
Г.П.: Как я уже сообщил, мы создаем маску этих техногенных источников, т.е. мы легко термоточки – пожары, определенные по спутниковым данным, – маскируем в окрестности техногенных источников. А сами источники на карте – наблюдаем на спутниковые снимки, время от времени подгружаем слой с Викимапии чтобы взглянуть, имеется ли на этом месте какой-то завод либо какое-то добывающее предприятие, от которого смогут появиться факела.
Имеется и второй метод – автоматической верификации, полученный итог которого после этого проверяется вручную. Данный метод разрешает оптимизировать поиск техногенных источников.
Е.И.: Но вы не контролируете любой новый пожар на карте?
Г.П.: Нет, любой новый пожар мы не контролируем вручную, на это просто не хватит отечественных рук. Мы показываем данные как имеется и говорим, что это автоматические результаты, полученные таким вот методом. Ответ о том, есть ли эта термоточка пожаром, либо не есть, остается за конечным пользователем.
Е.И.: какое количество людей участвуют в работе над проектом?
Г.П.: В базе всего лежат открытые разработки, и мы используем открытые методы, каковые используем, внедряем и в какой-то степени адаптируем, исходя из этого на этом проекте задействовано мало людей. По большому счету, самими этими разработками детектирования пожаров по спутниковым снимкам занимается научная несколько в американском университете, в какой-то степени в этом участвуют русские эксперты.
У нас этим проектом занимаются три человека, совмещая его с главной работой.
Е.И.: «Космоснимки» – это некоммерческий проект?
Г.П.: Сам публичный сайт – проект некоммерческий. Но мы предлагаем и коммерческие ответы на базе этого проекта и трудимся с клиентами – занимаемся внедрением разработок, консалтингом и т.д. Те технологии, каковые были созданы для карты пожаров, употребляются и в коммерческих заказах.
К примеру, в 2011 году был проект в интересах Министерства природных ресурсов, что, к сожалению, они позже прекратили. В рамках этого проекта мы предоставляли оповещения о пожарах на всех защищаемых территориях федерального значения – заповедниках, заказниках, национальных парках. администрациям и Дирекциям соответствующих заповедников высылалась информация, дающая предупреждение их об угрозе пожара в границах заповедника либо в буферной территории, т.е. поблизости от данной защищаемой природной территории.
Как показал опыт внедрения этого проекта, такая информация была для них крайне полезна, по причине того, что они время от времени кроме того лишены скоростного доступа в Интернет и не смогут искать в сети данные о итогах космического мониторинга. А в рамках этого проекта они приобретали SMS на собственные сотовые телефоны – в сообщениях им приходили координаты задетектированного пожара. Дальше они уже собственными силами контролировали эти сведенья на местности.
Е.И.: А были ли ситуации, в то время, когда карта помогла при пожаре либо не допустить последствия?
Г.П.: Вот, к примеру, эта история про заповедники. Я пара раз слышал про астраханский заповедник – парни ехали тушить один пожар, а им отправили оповещение про второй. Они выехали, вправду в том месте нашли пожар и скоро его загасили.
Е.И.: Как скоро на карте появляется информация о пожаре?
Г.П.: Информация поступает приблизительно в течение получаса по окончании пролета спутника. Спутник пролетел, информация отправилась в обработку, позже стала дешева на сайте. Любой спутник пролетает два раза над одной и той же точкой, а потому, что употребляется три спутника, то получается шесть съемок в день одной территории.
Это значит, что в случае если на данной территории происходит пожар, то информация о нем будет обновлена шесть раз в течении 24 часов.
Е.И.: Вы сохраняете все информацию о пожарах?
Г.П.: Да, у нас хранится архив с 2009 год. По большому счету архив данных с этих спутников дешёв и за более ранние годы, но мы ведем собственный архив со старта проекта.
Е.И.: Какие конкретно у вас замыслы на будущее? Как вы желаете развивать проект дальше?
Г.П.: У нас в самых ближайших замыслах имеется создание глобального ресурса, что будет воображать данные в мире. Помимо этого, мы сохраняем надежду, что возможно будет применять не только эти со спутников, но и другие эти, к примеру, эти регионального мониторинга.
Я говорил уже неоднократно с разработчиками совокупностей видеонаблюдения за пожарами – это совокупности, каковые продаются конкретным клиентам, к примеру, региональным лесхозам. Они закупают эту совокупность и посредством нее выполняют мониторинг пожаров на собственной территории. И я бы весьма желал, дабы нам удалось договориться с ними и заинтересовать их, дабы они данной информацией обменивались и применяли отечественную карту пожаров, как площадку для обмена информацией.
Также, хочется, дабы была возможность разрабатывать технологии, и мы собираются вкладывать в это отечественные личные силы, как это будет вероятно. Это, к примеру, технологии прогнозирования пожароопасности на базе карты пожаров. на данный момент не существует прогнозных задымления распространения и моделей пожаров, это целый нетронутый пласт, а касается это весьма многих.
Вот вы живете, к примеру, в Москве и вам принципиально важно знать прогноз задымления из-за горящих где-то в соседней области либо в Подмосковье пожаров. Все мы пользуемся прогнозом погоды, но данный прогноз не включает ни при каких обстоятельствах информации о пожароопасности либо экологических угрозах. Будет ли такая информация включаться в метеорологическую данные в будущем – это вопрос будущего и вложения каких-то коллективных упрочнений.
Е.И.: Вы не думали о том, дабы сделать «Космоснимки» открытым краудсорсинговым проектом, дабы любой пользователь имел возможность додавать данные о пожарах?
Г.П.: У нас имеется пользователи, которым мы такие возможности воображаем. Это те, кто выезжает на пожары, но кроме того они на данный момент деятельно не додают данные. Я просто не вижу, к сожалению, возможностей у для того чтобы шага.
А вот добавление на карту техногенных источников – в том месте, где по спутниковым снимкам либо по картам возможно сделать вывод о том, что в этом месте находится какой-то антропогенный источник тепла, – это вправду необходимо сделать. Возможно, предложить сообществам, каковые занимаются открытыми данными, поучаствовать в этом проекте. Я легко до этого не добрался еще, но такие идеи были.
КАК РАФИНИРУЮТ РАСТИТЕЛЬНОЕ МАСЛО? А вот так: берут семечки и заливают их…ГЕКСАНОМ. (прим. Гексан – это органический растворитель, аналог бензина). После того, как из семечек выделяется масло, гексан удаляют парами воды, а то, что осталось – ЩЁЛОЧЬЮ. Потом полученное обрабатывается водяным паром под вакуумом, чтобы ОТБЕЛИТЬ и ДЕЗОДОРИРОВАТЬ продукт. И затем ЭТО разливают в бутылки и гордо именуют маслом. ПОЧЕМУ же такое растительное масло приносит ВРЕД? Да потому, что как ни обрабатывай, а остатки БЕНЗИНА и прочих ХИМИКАТОВ все равно содержатся в масле. Рафинированное масло, прошедшее ТЕПЛОВУЮ и ХИМИЧЕСКУЮ обработку, ОБЕДНЕНО белками, витаминами, фосфатидами, каротином и хлорофиллом. Его жирный состав отличается от первоначального, а УСТОЙЧИВОСТЬ к окислению ПОНИЖЕНА. А народ годами употребляет это маслице с бензинчиком и удивляется, что стареет быстро, что рак помолодел… Вот что происходит при производстве рафинированного растительного масла: экстракция с помощью нефтехимического растворителя (чаще гексан), потом пытаются этот растворитель выпарить, но нет никакой уверенности, что он удаляется до конца. Гексан очень токсичен. Экстрагирование масла производится в специальном аппарате - экстракторе - при помощи органических растворителей (чаще всего экстракционных бензинов - НЕФРАСов). В результате получается раствор масла в растворителе (так называемая мисцелла) и обезжиренный твёрдый остаток, смоченный растворителем (шрот). Из мисцеллы, шрота и растворителя производится экстрагирование масла (отгонка) в экстракторе. После экстракционного и прессового цехов полученный продукт отправляют на последующую очистку или рафинацию, очистку масла от сопутствующих органических примесей. К методам последней относят: -отстаивание -центрифугирование -фильтрацию -сернокислую и щелочную рафинацию -гидратацию -отбеливание -дезодорацию -вымораживание (охлаждение масла до 10-12 С° с целью формирования кристаллов воска, которые затем отфильтровывают) Далее рафинация - лишение его полезных смолистых и клейких веществ. В процессе гидратации удаляется лецитин (крайне важные элемент для каждой клетки тела), хлорофилл, витамин Е и минералы. Собственно, все самое важное для нашего организма, ради чего это масло и производилось ранее. Но и это не все. Поскольку масло еще полностью «не убито», то для окончательного отделения важных питательных веществ, являющихся нежелательной субстанцией, в него добавляют щелочной раствор, а для обесцвечивания - диатомовую землю (это составная часть динамита, прославившего Альфреда Нобеля, который представляет из себя диатомит, пропитанный нитроглицерином) Затем диатомит отфильтровывается от масла вместе с каротином (витамин А), хлорофиллом и остатками других питательных веществ.Очищение завершено. После этого масло подвергают дезодорированию при температуре свыше 230 градусов., затем его очищают на фракции путем охлаждения. Этот процесс называется демаргаринизация. На выходе получается продукт, лишенный всего, чем наделила его природа, а также цвета, запаха, вкуса и не обладающий никакой питательной ценностью для организма. Разве так еду производят? В процессе такой «очистки» происходит ломка и перекручивание молекул жирных кислот, что приводит к созданию молекул - уродов - трансизомеровжирных кислот, или – трансжиров. Рафинированные масла содержат до 25% трансжиров! Этих веществ в природе не существует! Поэтому организм не знает, как с ними справиться и не может вывести их наружу. С годами они накапливаются и создают большие проблемы владельцу организма: трансжиры чрезвычайно токсичны и и порождают тяжкие последствия – стресс, атеросклероз,ишемию, болезни сердца, рак, гормональные сбои (к примеру - ожирение) и т. д. Жарка на любом растительном масле кардинально изменяет его состав. При t 200-250 С (примерно эту температуру имеет раскаленная сковорода) происходит образование канцерогенных веществ и говорить о биологической ценности продукта уже нет смысла. Жир неизбежно впитывается и передает канцерогены в основной продукт – котлету, картофель и т. д. Пары гексана обладают сильным наркотическим действием. https://ru.wikipedia.org/wiki/Гексан Подсолнечное масло, описание и характеристики https://ru.wikipedia.org/wiki/Подсолнечное_масло #канцерогены #масло #растительное #трансжиры
Экстремально жаркая и засушливая погода, случившаяся нынешним летом в центральных районах европейской части России, и, как следствие этого, масштабные лесные пожары, бушевавшие во многих регионах, привлекли внимание к возможности использования космических съемок для оперативного выявления очагов возгораний. Мы попросили коротко осветить некоторые злободневные вопросы заместителя директора Института космических исследований РАН, отвечающего за направление «Исследование Земли из космоса», одного из руководителей работ по созданию, внедрению и поддержке информационной системы дистанционного мониторинга лесных пожаров Федерального агентства лесного хозяйства (ИСДМ-Рослесхоз), доктора технических наук Е.А. Лупяна.
В немногочисленной публичной информации об использовании космических съемок для мониторинга лесных пожаров в России этим летом упоминаются в основном космические аппараты Terra и Aqua cо спектрометром MODIS. Достаточно ли, на Ваш взгляд, только данных с этих спутников?
Дистанционный мониторинг лесных пожаров сегодня - это комплексный вопрос. Его не следует понимать только как мониторинг активно действующих пожаров. Это еще и мониторинг пожарной опасности, оценка пройденных огнем площадей, степени повреждения лесов и решение многих других задач, необходимых для ведения работ по обнаружению и тушению лесных пожаров, а также оценки их последствий. Конечно, все эти вопросы нельзя решить, используя только данные MODIS. Даже если говорить о получении информации об активном горении, то, как показывает наш опыт, для повышения частоты наблюдения действующих пожаров, безусловно, полезно вместе с данными MODIS использовать и данные приборов AVHRR со спутников NOAA.
Какие из работающих на орбите космических аппаратов перспективны для решения этих задач?
Если говорить о реальном опыте использования спутниковых данных для комплексного Мониторинга природных пожаров и их последствий, то, кроме данных спутников Terra, Aqua (прибор MODIS) и NOAA (прибор AVHRR), в ИСДМ-Рослесхоз сейчас массово используются данные спутников Landsat и SPOT-4. Для детальных выборочных оценок последствий отдельных пожаров используются также данные RapidEye. В ряде случаев (например, для верификации алгоритмов оценки повреждений лесов пожарами), безуслов но, полезны и данные сверхвысокого пространственного разрешения, например QuickBird. Правда, речь о массовом использовании таких данных для решения задач лесопожарного мониторинга пока не идет, в первую очередь из-за высокой цены данных и низкой периодичности съемки. Большие надежды мы возлагаем в перспективе на использование данных среднего пространственного разрешения, в том числе получаемых прибором КМСС, который, как мы надеемся, будет устойчиво работать на российских метеорологических спутниках серии Метеор-М.
Выделяются ли государством достаточные средства для ведения космического мониторинга лесных пожаров?
В последние несколько лет на обеспечение работы и дальнейшее развитие ИСДМ-Рослесхоз выделялись достаточно адекватные средства. К сожалению, в этом году средства были существенно сокращены, что привело в первую очередь к снижению объемов используемых в системе данных высокого пространственного разрешения и соответственно уменьшению работ по детальной оценке отдельных гарей. С учетом того, что в рамках лесопожарного мониторинга должны также решаться вопросы оценки постпожарных изменений и подготовки информации для обновления лесного реестра, необходимо увеличение средств на проведение такого мониторинга.
Можно ли оценить эффективность использования данных ДЗЗ для выявления очагов возгораний?
Следует отметить, что выявление очагов возгораний как одна из основных задач спутникового мониторинга стоит только в зонах космического мониторинга первого уровня (где решения о реакции на возникшие пожары принимаются только после их обнаружения по спутниковым данным) и космического мониторинга второго уровня (где тушение пожаров вообще не производится и мониторинг осуществляется только спутниковыми системами). В этих зонах спутниковый мониторинг сейчас полностью заменил авиационный, и альтернативы ему нет.
В зонах же авиационного и наземного мониторинга задача обнаружения пожаров лежит пока на наземных и авиационных средствах. В то же время, как показывает опыт эксплуатации ИСДМ-Рослесхоз, даже в этих зонах на основе спутниковых данных обнаруживается (т.е. впервые наблюдается) значительное число пожаров. Например, в 2009 г. более 50% пожаров, которые в дальнейшем стали крупными, были зарегистрированы по спутниковым данным на сутки раньше, чем по наземным и авиационным данным.
Высказать свое мнение о современном состоянии и перспективах мониторинга лесных пожаров из космоса с помощью оптико-электронных и радарных систем мы предложили также специалистам компании «Совзонд».
А.С. Черепанов, старший инженер по тематической обработке данных ДЗЗ, кандидат географических наук.
«Использование данных мультиспектрального сенсора MODIS, установленного на аппаратах Terra и Aqua американской системы EOS (Earth Observation Satellites), уже стало традиционным для целей выявления большинства контрастных тепловых аномалий на поверхности Земли, в том числе и раннего выявления очагов лесных и степных пожаров. Обусловлено это, с одной стороны, революционным для своего времени (Terra функционирует с 1999 г., Aqua - c 2002 г.) набором спектральных зон (всего 36, они покрывают диапазон от 0,6 до 14 мкм), широкой полосой охвата (2330 км), высокой периодичностью съемки и, что также немаловажно, открытым бесплатным доступом для всех физических лиц и организаций, а с другой - отсутствием реальной альтернативы для замены этих данных при решении указанной задачи. На современных съемочных системах среднего и высокого пространственного разрешения зачастую отсутствует аппаратура для съемки в среднем инфракрасном и инфракрасном диапазонах спектра, а на тех системах, где она есть (Landsat-5 / TM, Landsat-7 / ETM, Terra/ASTER), не используется очень важный для выявления очагов пожара диапазон - 3,5–4 мкм. Поэтому, несмотря на все имеющиеся недостатки (низкое пространственное разрешение (около 1 км) в важных для выявления очагов пожара диапазонах спектра 3,5–4 и 8–9 мкм; сложная геометрия, требующая специальных приемов при обработке; сильные искажения на краях сцен; низкая точность орбитальной привязки), на сегодняшний день данные сенсора MODIS остаются незаменимыми при решении такой важной и как никогда актуальной задачи мониторинга и выявления очагов лесных пожаров (рис. 1). Безусловно, появление нового спутника (или группировки из спутников), выполняющего съемку в диапазонах спектра 3,5–4 и 8–9 мкм с хорошим пространственным разрешением (100–200 м), могло послужить существенным дополнением к имеющейся системе мониторинга и выявления очагов лесных пожаров».
Ю.И. Кантемиров, ведущий специалист отдела программного обеспечения по обработке радарных данных.
Рис. 1. Данные сенсора MODIS. Лесные пожары в Австралии, январь 2002 г. Инфракрасный канал 9 мкм. Размер пиксела - 1 км . «Использование спутниковых радарных данных для мониторинга лесных пожаров и их предотвращения представляется крайне перспективным ввиду всепогодности радарных съемок.
Однако первые попытки по оконтуриванию гарей, описанные во многих публикациях 1990-х гг., нельзя назвать удачными. Оказалось, что на некоторых радарных снимках гари четко дешифрируются, а на других снимках их не видно совсем. Анализ многопроходных серий радарных снимков также показал, что в некоторых случаях появление и развитие гарей хорошо заметны, в то время как в других случаях никаких изменений на радарных снимках выявить не удается, хотя было известно, что пожары на анализируемых территориях произошли. Этот не слишком удачный опыт 1990-х гг. объясняется довольно просто. В то время широко использовались радарные спутники ERS-1 и ERS-2, которые выполняли съемку только лишь в одной поляризации (ВВ) и только под одним относительно небольшим углом
Рис. 2 Мультивременной RGB-композит на территорию Саскачеван (Канада). В красном канале - снимок ERS за апрель 1995 г., в зеленом - за октябрь 1995 г., в синем - за январь 1996 г. Водная поверхность показана темно-зеленым и синим цветами. Красно-коричневый цвет большая часть снимка) - неповрежденный лес. Светло-голубой цвет - гарь от пожара летом 1995 г. . съемки (23°). Однако даже при таких ограниченных возможностях достигались хорошие результаты за счет анализа интерферометрической когерентности, изменений амплитуды отражения и построения мультивременных RGB-композитов (рис. 2). C появлением новых спутников, способных производить съемку одновременно в четырех поляризациях (ВВ, ВГ, ГВ, ГГ) и в широком диапазоне углов съемки (от 10 до 60°), выяснилось, что съемка в 4-поляризационном режиме или в 2-поляризационном режиме с кросс-поляризацией при больших углах съемки от вертикали значительно усиливает контраст между гарью и окружающим лесом.
С помощью технологий поляриметрии и
Рис. 3. RGB-композит, построенный по трем поляризационным каналам одного радарного 4-поляризационного снимка ALOS/PALSAR. Красный канал - поляризация ГГ, зеленый - ГВ, синий - ВВ) . поляризационной интерферометрии, реализованных в программном комплексе SARscape, можно создать серию выходных тематических продуктов, на которых выделяются гари и наблюдается их развитие во времени. В настоящее время, по мультиполяризационным данным при значительных углах съемки от вертикали уверенно выделяются классы «лес» и «не лес». Сложнее отделить вырубки от гарей. Если недавние вырубки довольно уверенно выделяются в отдельный класс, то старые вырубки от гарей отличить довольно сложно. Пример выделения гарей и вырубок приведен на рисунке 3.
Выводы: для задач мониторинга пожаров радарные данные ДЗЗ должны применяться в комплексе с оптическими и по возможности при поддержке полевых наблюдений. Многопроходные интерферометрические серии радарных снимков предпочтительнее, чем единичные изображения».
