Спутниковый 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.
Пожары могут принести колоссальный ущерб природе и, чтобы избежать его последствий, производят мониторинг лесных пожаров. Способы различные: есть проверенные временем визуальные осмотры, также практикуют наблюдение с помощью спутников и современной техники. Эффективно использовать системы мониторинга лесных пожаров в комплексе. В Российской Федерации действуют профильные службы и учреждения для сбора, анализа и структурирования данных.
Визуальный осмотр
В некоторых лесах можно встретить специальные вышки. Эти строения выступают в роли наблюдательных пунктов. Их строительством обычно занимаются лесные хозяйства. Вышки оборудуют средствами связи, на наблюдательном пункте есть азимутальный круг. Он нужен для определения направления пожара.
Лес делят на территории по радиусу обзора с такой башни – 5-7 км. Вышки строят из дерева, но в последнее время многие элементы их конструкции меняют на металлические. Срок жизни строений с наблюдательными пунктами из дерева менее 10 лет.
Осмотр лесных территорий осуществляет специальный человек. При обнаружении пожара он определяет его направление, возможную опасность и передает информацию на диспетчерский пункт через радио или телефонную связь.
Проблема этого способа мониторинга в малочисленности наблюдательных вышек и работников. Раньше лесничих было на порядок больше, сейчас их количество сократилось в несколько раз.
На части наблюдательных вышек устанавливают видеокамеры. Это не решает основной проблемы, потому что за съемкой должен наблюдать человек в оборудованном пункте. Если система видеонаблюдения автоматизирована, то задача упрощается, но в большинстве камеры требует ручного управления.
Помимо этого, съемка ведется в одном направлении, поэтому необходимо установить несколько камер. Вышки сотовой связи тоже используют для мониторинга. На них устанавливают тепловизоры и видеокамеры.
Исследования с помощью спутников
Один из самых недорогих способов – это спутниковый мониторинг. Спутники с помощью сканеров делают снимки в инфракрасном спектре. Это позволяет узнать разницу температур и определить, где идут лесные пожары.
Данные и снимки обрабатываются на космическом аппарате, где исправляют искажения, делают привязку к географическим точкам. Последний этап обработки, который включает цифровой анализ, визуальное дешифрирование и интерпретацию снимков, производят в автоматическом или интерактивном режиме.
Информацию о лесных пожарах можно увидеть на специальных сайтах, например . Созданы федеральные системы мониторинга лесных пожаров. Они составляют общую картину, используя данные визуального осмотра, спутниковых снимков и других методов мониторинга.
Этот дистанционный метод входит в список функций экологического мониторинга. С помощью спутников также получают метеорологические характеристики, данные о техногенной обстановке, разливе рек, динамике снежных покровов, тепловых выбросах. Каждой области применения соответствует определенный канал, его обозначают цветом.
Карта пожаров в России доступна всем заинтересованным пользователям.
Информация обновляется в среднем 4 раза в день. Это усложняет идентификацию возгораний и снижает оперативность помощи пожарной охраны. Периодичность обновления зависит от времени пролета спутников по орбите. Основные данные предоставляет серия американских спутников NOAA.
Работают и частные спутники, их снимки отличаются точностью и детальностью, но стоят дороже общедоступных. Поэтому наряду с космоснимками используют данные визуального осмотра. На карте пожаров указывают точки пожаров и возможные причины их возникновения. Существует индийская система спутникового мониторинга.
На точность космоснимков влияют многие факторы. Например, повышенная облачность мешает как обнаружению лесных пожаров, так и определению их размера. Очаги возгораний на картах могут не совпадать с реальными, но их примерные координаты очерчены границами.
То есть на карте показана область, где есть очаг. Несколько пожаров на карте обычно объединяют в единый кластер. В этом случае точность также не достоверная. По этим данным определяют площадь пожара и скорость его распространения в лесах. Есть возможность получать оповещения о выявлении лесных пожаров, если оформить подписку на соответствующем сервисе.
Альтернативные методы
В качестве вспомогательных методов мониторинга лесных пожаров называют также осмотр территорий с воздуха. Наблюдение осуществляют с вертолетов, самолетов. В последние годы применение в этом направлении нашли беспилотные летательные аппараты, которые делают видеозаписи.
Стоимость всех перечисленных способов высокая. Из-за этого невозможно организовать непрерывный мониторинг в лесной зоне. Однако при возможности и достаточном финансировании летательные аппараты позволяют получать точную информацию в режиме реального времени. Кроме того, авиация способна тушить пожары при их обнаружении.
В России для тушения и мониторинга лесных пожаров с помощью вертолетов и пожарных самолетов создано федеральное учреждение «Авиалесоохрана». В состав экипажа воздушного судна входит летчик, парашютист-пожарный и десантник-пожарный, которые прошли специальную подготовку.
Статистика
Помимо наполнения интерактивной карты лесных пожаров, ведется их статистика. Она имеет не только информационный характер. На основе полученных данных анализируют причины возгораний, скорость их распространения.
Это необходимо для , составления прогнозов, организации эффективного тушения. По пожарной опасности определяют экономический ущерб. Статистические данные и картографирование позволяют отличать пожары от техногенных источников тепла, которыми могут быть производственные объекты.
Первые записи о лесных пожарах в летописях датированы 1724 годом. Уже тогда были призывы сохранить угодья от огня. Во времена царской России данные уже упорядочивали. Сегодня информация о лесных пожарах сводится в таблицы. Статистику ведут ведомства и службы.
По данным Росстата последние массовые пожары были зафиксированы в летний период 2010 года. Однако их количество не рекордное, экологический и экономический ущерб был причинен вследствие больших территорий, охваченных огнем, и задымлением.
В 2010 году в общей сложности произошло более 39000 лесных пожаров. Тогда сгорело на корню около 150000000 м 3 лесов. Аналогичные масштабы лесных пожаров наблюдали в 1998 году. По количеству пожаров лидирует 2002 год – 434000 возгораний, но последствия не столь плачевны.
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 поддержкойИсточник: te-st.ru
На сайте te-st.ru
опубликовано интервью с Г. Потаповым. Публикуем текст полностью; оригинал находится .
Мы поговорили с Георгием Потаповым, руководителем проекта «Космоснимки – Пожары» , о мониторинге, обработке данных со спутников и использовании карты пожаров.
Е.И.: Расскажите, как и когда появился проект «Космоснимки – Пожары»?
Г.П.: История проекта «Космоснимки – Пожары» начинается с 2010 года. Многие помнят, какая тогда была ситуация с пожарами и информацией о них – вокруг была информационная паника, обусловленная тем, что информации было мало. При этом все знали, что кругом горят леса, торфяники. Все дышали смогом, вредным для здоровья, но информации практически 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 всю информацию, которую могли извлечь из технологии спутникового мониторинга.
С тех пор мы выпустили версию с глобальным покрытием пожаров за счет интеграции данных NASA, американского аэрокосмического агентства. NASA также является оператором тех спутников, данные которых мы обрабатываем.
В начале этого лета произошло второе важное изменение – появилась бета-версия сервиса оповещения. Это то, что мы давно хотели сделать, – создать коммуникационный сервис. Благодаря этому сервису пользователи смогут получать информацию о ситуации на интересующей его территории. Например, если у вас есть мобильное приложение, вы получаете информацию о предупреждениях или угрозах в окрестностях своего местоположения. Также возможно будет получать по электронной почте отчеты о случившихся пожарах.
Е.И.: А кто принимает решение о том, является ли данная ситуация угрозой и высылать ли уведомление?
Г.П.: Сейчас мы по факту транслируем всю информацию – если есть в нашей системе информация о пожаре, мы высылаем уведомление. Мы планируем в дальнейшем анализировать эту информацию с точки зрения угроз, в том числе – куда этот пожар может распространяться и чему он может угрожать. Пока аналитика находится в таком зачаточном состоянии. Например, определяются все города, которые находятся в непосредственной близости от мест, где происходят пожары.
Е.И.: Это определяется машинным методом? Как вообще система понимает, что в данном месте пожар?
Г.П.: Да, это автоматизированная система. Она работает на основе автоматических алгоритмов распознавания термальных аномалий по инфракрасным каналам спутниковой съемки. Метод основан на разнице температур в инфракрасных каналах, и если есть какая-то термальная аномалия, алгоритм принимает ее за пожар. Потом с помощью настроек проводится дополнительная параметризация этого сигнала, а после этого принимается решение о том, является ли эта точка пожаром, или нет.
Е.И.: Данные, которые вы получаете со спутников, находятся в открытом доступе? Как они попадают к вам?
Г.П.: Информация со спутников – это открытые данные, это информация с американских спутников «Terra», «Aqua» и «NPP». По программе NASA Earth Observation Program было запущено два спутника, сейчас к ним присоединился третий. У спутников ограниченный ресурс, поэтому, возможно, какие-то из них с течением времени выйдут из строя. Но вообще в будущем их должно становиться больше, данные с них, надеюсь, будут открытыми, и нам удастся их использовать для разных целей, в том числе для мониторинга пожаров.
Сейчас данные попадают к нам из двух источников. Первый источник – это сеть центров ScanEx, центров приема и обработки данных, из которых мы получаем результаты детектирования пожаров, выкладываем эти результаты на карту и т.д. А второй источник – это информация более высокого уровня, которую мы скачиваем с серверов NASA. С серверов NASA мы скачиваем уже готовые маски пожаров – выделенные по спутниковым снимкам пожары. Дальше мы точно так же эти данные добавляем на карту и визуализируем их как отдельный слой. Если вы посмотрите, то на карте есть два слоя – пожары ScanEx и пожары FIRMS.
Е.И.: Вы не объединяете их в один слой?
Г.П.: Нет, потому что один из них более оперативный, а другой зато предоставляет глобальное покрытие. Поэтому сейчас мы их не склеиваем.
Е.И.: Почему один из слоев является более оперативным, и какая разница между ними во времени?
Г.П.: Пара часов, как нам кажется, в среднем. Потому что данные на американских серверах выкладываются с некоторой задержкой – пока долетит спутник и сбросит информацию, может быть, задержка связана еще с цепочкой обработки. Но оперативность – это одна из компонент информационного сервиса, которая важна для спасателей и для служб, принимающих решения на основе этой информации. Для них, чем раньше они узнают о пожаре, тем лучше, тем меньшими средствами и силами они могут с этим пожаром справиться.
Причем, как правило, спасателями, лесниками и МЧСовцами используется комплексный мониторинг – и наземные средства наблюдения, наблюдатели, которые сидят на вышках, и видеокамеры, установленные на вышке, на изображения с которых оператор смотрит в диспетчерском центре. Но есть большие территории, на которых никакая другая информация не доступна, кроме космической съемки.
Е.И.: А насколько точными являются данные? Были ли ситуации, когда ошибочно определялся пожар?
Г.П.: Да, это частая проблема вообще в автоматических алгоритмах. Вы всегда выбираете: либо у вас есть избыточная информация, но вы можете получить много ложных срабатываний, либо вы ограничиваете эти ложные срабатывания, но при этом упускаете, возможно, какую-то информацию. Это неизбежно, и даже если глазами искать на спутниковом снимке термальные аномалии, то все равно можно ошибиться и принять неправильное решение о том, является ли конкретная термальная аномалия пожаром или не является.
Кроме того, есть, например, такая проблема, как техногенные источники тепла – трубы заводов, факела, которые образуются при сжигании газа при добычи нефти. Все это часто оставляет сигнал на карте пожаров. Но мы такие ложные тревоги стараемся фильтровать тем, что просто наносим эти места на карту и создаем такую маску, которая фильтрует эти ложные сигналы.
Если вы посмотрите на карту, то для слоя ScanEx есть желтые пожарчики, обозначенные другим стилем, – это вот те вероятные техногенные источники, базу которых мы стараемся пополнять по мере сил.
Е.И.: Как в таком случае осуществляется верификация данных?
Г.П.: Как я уже сказал, мы создаем маску этих техногенных источников, т.е. мы просто термоточки – пожары, определенные по спутниковым данным, – маскируем в окрестности техногенных источников. А сами источники просто отмечаем на карте – смотрим на спутниковые снимки, иногда подгружаем слой с Викимапии для того, чтобы посмотреть, есть ли на этом месте какой-то завод или какое-то добывающее предприятие, от которого могут возникнуть факела.
Есть и другой способ – автоматической верификации, полученный результат которого затем проверяется вручную. Этот способ позволяет оптимизировать поиск техногенных источников.
Е.И.: Но вы не проверяете каждый новый пожар на карте?
Г.П.: Нет, каждый новый пожар мы не проверяем вручную, на это просто не хватит наших рук. Мы показываем информацию как есть и говорим, что это автоматические результаты, полученные таким вот способом. Решение о том, является ли данная термоточка пожаром, или не является, остается за конечным пользователем.
Е.И.: Сколько людей участвуют в работе над проектом?
Г.П.: В основе всего лежат открытые технологии, и мы используем открытые алгоритмы, которые применяем, внедряем и в какой-то степени адаптируем, поэтому на этом проекте задействовано немного людей. Вообще, самими этими технологиями детектирования пожаров по спутниковым снимкам занимается научная группа в американском университете, в какой-то степени в этом участвуют российские специалисты.
У нас этим проектом занимаются три человека, совмещая его с основной работой.
Е.И.: «Космоснимки» – это некоммерческий проект?
Г.П.: Сам публичный сайт – проект некоммерческий. Но мы предлагаем и коммерческие решения на основе этого проекта и работаем с заказчиками – занимаемся внедрением технологий, консалтингом и т.д. Те технологии, которые были разработаны для карты пожаров, используются и в коммерческих заказах.
Например, в 2011 году был проект в интересах Министерства природных ресурсов, который, к сожалению, они потом прекратили. В рамках этого проекта мы предоставляли оповещения о пожарах на всех охраняемых территориях федерального значения – заповедниках, заказниках, национальных парках. Дирекциям и администрациям соответствующих заповедников высылалась информация, предупреждающая их об угрозе пожара в границах заповедника или в буферной зоне, т.е. поблизости от данной охраняемой природной территории.
Как показал опыт внедрения этого проекта, такая информация была для них очень полезна, потому что они иногда даже лишены скоростного доступа в Интернет и не могут искать в Интернете информацию о результатах космического мониторинга. А в рамках этого проекта они получали СМС на свои мобильные телефоны – в сообщениях им приходили координаты задетектированного пожара. Дальше они уже своими силами проверяли эту информацию на местности.
Е.И.: А были ли ситуации, когда карта помогла при пожаре или предотвратить последствия?
Г.П.: Вот, например, эта история про заповедники. Я несколько раз слышал про астраханский заповедник – ребята ехали тушить один пожар, а им прислали оповещение про другой. Они выехали, действительно там обнаружили пожар и быстро его загасили.
Е.И.: Как быстро на карте появляется информация о пожаре?
Г.П.: Информация поступает примерно в течение получаса после пролета спутника. Спутник пролетел, информация пошла в обработку, потом стала доступна на сайте. Каждый спутник пролетает два раза над одной и той же точкой, а поскольку используется три спутника, то получается шесть съемок в сутки одной территории. Это значит, что если на данной территории происходит пожар, то информация о нем будет обновлена шесть раз в течение суток.
Е.И.: Вы сохраняете все данные о пожарах?
Г.П.: Да, у нас хранится архив с 2009 год. Вообще архив данных с этих спутников доступен и за более ранние годы, но мы ведем свой архив со старта проекта.
Е.И.: Какие у вас планы на будущее? Как вы хотите развивать проект дальше?
Г.П.: У нас в самых ближайших планах есть создание глобального ресурса, который будет представлять информацию по всему миру. Кроме того, мы надеемся, что можно будет использовать не только данные со спутников, но и другие данные, например, данные регионального мониторинга.
Я разговаривал уже много раз с разработчиками систем видеонаблюдения за пожарами – это системы, которые продаются конкретным заказчикам, например, региональным лесхозам. Они закупают эту систему и с помощью нее проводят мониторинг пожаров на своей территории. И я бы очень хотел, чтобы нам удалось договориться с ними и заинтересовать их, чтобы они этой информацией обменивались и использовали нашу карту пожаров, как площадку для обмена информацией.
Кроме этого, хочется, чтобы была возможность разрабатывать технологии, и мы намерены вкладывать в это наши собственные силы, насколько это будет возможно. Это, например, технологии прогнозирования пожароопасности на основе карты пожаров. Сейчас не существует прогнозных моделей распространения пожаров и задымления, это целый нетронутый пласт, а касается это очень многих. Вот вы живете, например, в Москве и вам важно знать прогноз задымления из-за горящих где-то в соседней области или в Подмосковье пожаров. Все мы пользуемся прогнозом погоды, но этот прогноз не включает никогда информации о пожароопасности или экологических угрозах. Будет ли такая информация включаться в метеорологическую информацию в дальнейшем – это вопрос будущего и вложения каких-то коллективных усилий.
Е.И.: Вы не думали о том, чтобы сделать «Космоснимки» открытым краудсорсинговым проектом, чтобы каждый пользователь мог добавлять информацию о пожарах?
Г.П.: У нас есть пользователи, которым мы такие возможности представляем. Это те, кто выезжает на пожары, но даже они сейчас активно не добавляют информацию. Я просто не вижу, к сожалению, перспектив у такого шага.
А вот добавление на карту техногенных источников – там, где по спутниковым снимкам или по картам можно сделать вывод о том, что в этом месте находится какой-то антропогенный источник тепла, – это действительно нужно сделать. Может быть, предложить сообществам, которые занимаются открытыми данными, поучаствовать в этом проекте. Я просто до этого не добрался еще, но такие идеи были.
Так какой же такой пархатый Паша Грудинин директор Совхоза? Какую правду скрывают жидозомбиСМИ от Русского народа? Часть 1. Враг народа и предатель Отечества Генка Зюганов не понимает разницы между совхозом и капиталистическим ЗАО? Сколько бабла ему за это заплачено? Лукавство здесь прячется даже в названии. Совхоз имени Ленина, конечно же, никаким совхозом не является. По словам пархатого Пашки Грудинина, название было придумано, чтобы оставить прежний «бренд», который был известен многим москвичам. Это обычное капиталистическое ЗАО – то есть, закрытое акционерное общество. История его очень интересна и увлекательна. В начале 90-х годов бывший совхоз попал, как и все подобные ему предприятия, в полосу кризиса. Пархатый Паша Грудинин работал в нем с начала 80-х годов, а в 90-х годах он уже был заместителем директора по коммерческой части. Именно при его непосредственном участии была провернута сделка по продаже 5,6 гектаров колхозных земель, выходивших прямо на пересечение Каширского шоссе и МКАД. Вот так пархатый Паша продал землю азербайджанской диаспоре, а сам в интервью "Русскому репортёру" говорил о невозможности таких продаж не то что земли, а даже квартир. Покупателем стала компания «Крокус Интернэшнл» известного азербайджанского бизнесмена Араса Агаларова, который построил на ней магазин сети «Твой дом» – один из самых успешных объектов коммерческой недвижимости у этой компании. Продавали землю вроде бы как по 1500 долларов за сотку, но это со слов самого Пархатого Паши Грудинина. Эксперты, кстати, говорят, что «сотка на МКАДе» может достигать цены в 100 тысяч условных единиц… Куда пошли «задекларированные» 840 тысяч долларов – тоже не понятно. А может они пошли на оплату за выдвижение пархатого Паши от КПРФ в Мособлдуму? По официальной версии, на эти деньги удалось расплатиться с долгами и приобрести новые технологии. Однако сразу же после продажи земли в совхозе сменилась власть – прежний директор Петр Рябцев добровольно ушел в отставку, а собрание членов артели новым руководителем избрало 35-летнего пархатого Пашу Грудинина. По слухам, Рябцева «попросили» уволиться, поскольку он был в курсе всех прежних манипуляций с землями совхоза (красный директор сдавал их в аренду и т.п., о чем ранее сообщали и газета «Коммерсант») Став директором совхоза, пархатый Паша Грудинин сразу же взял власть в свои руки так, что времена Рябцева некоторым работникам показались раем. Вообще же, ловкому предтече «эффективных менеджеров» 2000-х годов удалось развести наивных селян как в игре в наперсток. Первым делом пархатый Паша Грудинин объявил судебную войну тем крестьянам, которые на основе указов Бориса Ельцина получили 15 соток колхозной земли на члена семьи. Им предложили вернуть участки обратно, но под благовидным предлогом – в виде взноса в акционерный капитал созданного в 1995 году ЗАО «Совхоз имени Ленина». Потеряв полученную землю, они стали акционерами. При этом совхозников братки пархатого Пашки уговорили - в целях защиты якобы от «рейдеров» - закрепить в уставе положение, о том, что земли совхоза могут быть проданы только по цене 1500 долларов за сотку. Это притом, что земли оставались сельскохозяйственного назначения и под жилищное строительство не переводились, что делало такую цену в тогдашних условиях абсурдной. Но крестьяне поверили. И, в итоге, потеряли как свои земли, так и полученные ценные бумаги. Ведь что такое акции, если речь идет о мизерной доле уставного капитала, которая досталась каждому из членов артели? Сегодня они есть, завтра их нет, и понятно, что рано или поздно они достанутся тому, у кого больше денег. Угадать того, кто сумел аккумулировать их большую часть, труда не составляет. - Акционерами вначале, в 1995 году, были 526 акционеров, работников совхоза. А сейчас их осталось 40 человек, большинство акций в руках у менеджеров, у главных специалистов, - честно признался пархатый Пашка Грудинин в одном из своих интервью в 2010 году. При этом у самого пархатого Пашки Грудинина, по его информации, есть около 40% акций. Проще говоря, верхушка ЗАО во главе с директором исподволь скупила акции у почти 90 процентов акционеров. Так подмосковные крестьяне потеряли свою землю окончательно. Но врагу народа и предателю Отечества Генке Зюганову на это наплевать - лишь бы пархатый Пашка заплатил ему бабки?Так какой же такой пархатый Паша Грудинин директор Совхоза? Какую правду скрывают жидозомбиСМИ от Русского народа? Часть 1. Враг народа и предатель Отечества Генка Зюганов не понимает разницы между совхозом и капиталистическим ЗАО? Сколько бабла ему за это заплачено? Лукавство здесь прячется даже в названии. Совхоз имени Ленина, конечно же, никаким совхозом не является. По словам пархатого Пашки Грудинина, название было придумано, чтобы оставить прежний «бренд», который был известен многим москвичам. Это обычное капиталистическое ЗАО – то есть, закрытое акционерное общество.История его очень интересна и увлекательна. В начале 90-х годов бывший совхоз попал, как и все подобные ему предприятия, в полосу кризиса. Пархатый Паша Грудинин работал в нем с начала 80-х годов, а в 90-х годах он уже был заместителем директора по коммерческой части. Именно при его непосредственном участии была провернута сделка по продаже 5,6 гектаров колхозных земель, выходивших прямо на пересечение Каширского шоссе и МКАД. Вот так пархатый Паша продал землю азербайджанской диаспоре, а сам в интервью "Русскому репортёру" говорил о невозможности таких продаж не то что земли, а даже квартир. Покупателем стала компания «Крокус Интернэшнл» известного азербайджанского бизнесмена Араса Агаларова, который построил на ней магазин сети «Твой дом» – один из самых успешных объектов коммерческой недвижимости у этой компании. Продавали землю вроде бы как по 1500 долларов за сотку, но это со слов самого Пархатого Паши Грудинина. Эксперты, кстати, говорят, что «сотка на МКАДе» может достигать цены в 100 тысяч условных единиц… Куда пошли «задекларированные» 840 тысяч долларов – тоже не понятно. А может они пошли на оплату за выдвижение пархатого Паши от КПРФ в Мособлдуму? По официальной версии, на эти деньги удалось расплатиться с долгами и приобрести новые технологии. Однако сразу же после продажи земли в совхозе сменилась власть – прежний директор Петр Рябцев добровольно ушел в отставку, а собрание членов артели новым руководителем избрало 35-летнего пархатого Пашу Грудинина. По слухам, Рябцева «попросили» уволиться, поскольку он был в курсе всех прежних манипуляций с землями совхоза (красный директор сдавал их в аренду и т.п., о чем ранее сообщали и газета «Коммерсант») Став директором совхоза, пархатый Паша Грудинин сразу же взял власть в свои руки так, что времена Рябцева некоторым работникам показались раем. Вообще же, ловкому предтече «эффективных менеджеров» 2000-х годов удалось развести наивных селян как в игре в наперсток. Первым делом пархатый Паша Грудинин объявил судебную войну тем крестьянам, которые на основе указов Бориса Ельцина получили 15 соток колхозной земли на члена семьи. Им предложили вернуть участки обратно, но под благовидным предлогом – в виде взноса в акционерный капитал созданного в 1995 году ЗАО «Совхоз имени Ленина». Потеряв полученную землю, они стали акционерами. При этом совхозников братки пархатого Пашки уговорили - в целях защиты якобы от «рейдеров» - закрепить в уставе положение, о том, что земли совхоза могут быть проданы только по цене 1500 долларов за сотку. Это притом, что земли оставались сельскохозяйственного назначения и под жилищное строительство не переводились, что делало такую цену в тогдашних условиях абсурдной. Но крестьяне поверили. И, в итоге, потеряли как свои земли, так и полученные ценные бумаги. Ведь что такое акции, если речь идет о мизерной доле уставного капитала, которая досталась каждому из членов артели? Сегодня они есть, завтра их нет, и понятно, что рано или поздно они достанутся тому, у кого больше денег. Угадать того, кто сумел аккумулировать их большую часть, труда не составляет. - Акционерами вначале, в 1995 году, были 526 акционеров, работников совхоза. А сейчас их осталось 40 человек, большинство акций в руках у менеджеров, у главных специалистов, - честно признался пархатый Пашка Грудинин в одном из своих интервью в 2010 году. При этом у самого пархатого Пашки Грудинина, по его информации, есть около 40% акций. Проще говоря, верхушка ЗАО во главе с директором исподволь скупила акции у почти 90 процентов акционеров. Так подмосковные крестьяне потеряли свою землю окончательно. Но врагу народа и предателю Отечества Генке Зюганову на это наплевать - лишь бы пархатый Пашка заплатил ему бабки?
