«ИСДМ-Рослесхоз» является распределенной информационной системой, состоящей нескольких блоков и подсистем, которые физически располагаются в центральном (г. Пушкино Московской области) и региональных информационных узлах (г. Москва, Новосибирск, Хабаровск, г. Красноярск. Имеется также резервный узел в ИКИ РАН, на котором также тестируются модернизированные элементы системы).
Главной особенностью «ИСДМ-Рослесхоз» является комплексный анализ информации, связанной с лесными пожарами, которая поступает из разных источников (метеорологическая информация, данные о результатах наземного и авиационного мониторинга, поступающие от региональных лесопожарных служб и данные космического мониторинга) [1].
При этом, основой системы мониторинга являются данные дистанционного зондирования Земли. Это позволяет формировать однородную, независимую от человеческого фактора информацию о лесных пожарах. К уникальной особенности системы можно отнести наличие своеобразной обратной связи, когда в «ИСДМ-Рослесхоз» поступает информация о подтверждении или опровержении сведений о загораниях, зарегистрированных из космоса.
Официально утверждены ряд методик применения данных «ИСДМ-Рослесхоз», в первую очередь для контроля достоверности сведений о пожарной опасности в лесах и лесных пожаров [2]. Таким образом «ИСДМ-Рослесхоз» интегрирована в организационную систему охраны лесов от пожаров России.
История создания
Еще с середины 90-х годов прошлого века создавались различные элементы будущей системы космического мониторинга пожаров. Работы финансировались Минприроды России, Рослесхозом, РАН, а также международными фондами РФФИ и TASIS. В те годы для оперативного мониторинга лесных пожаров использовались спутники США метеорологического назначения серии NOAA.
Информация с этих спутников передавалась по радиолиниям в трех форматах: HRPT, APT и DSB. В формате HRPT передается вся информация, собираемая бортовым измерительным комплексом, и служебные данные. Для приема в формате HRPT используются в основном станции Унискан, производства ИТЦ «СканЭкс». Станция получает изображение окружающей ее территории 8 — 12 раз в сутки. В формате APT передаются изображения только двух спектральных каналов AVHRR с загрубленным пространственным (примерно до 3 км) и радиометрическим (до 8 бит) разрешением. Для приема в формате APT предназначены станции Лиана. В формате DSB передается информация только с низкоинформативных датчиков (без AVHRR). Полоса обзора радиометра AVHRR составляет порядка 2400 км на местности, пространственное разрешение в подспутниковой точке — 1,1 км, к краям снимка разрешение ухудшается до нескольких км [3].
Основным способом импорта результатов обработки спутниковый информации в ГИС мониторинга лесных пожаров было создание табличных файлов в ASCII формате. Результат детектирования очагов лесных пожаров преобразовывался в табличные формы непосредственно при обработке спутниковых данных и передается в ГИС уже в ASCII формате известной структуры.
Первые центры приема и обработки спутниковой информации в интересах лесного хозяйства были созданы в Центральной (г. Пушкино) и Иркутской базе авиационной охраны лесов в 2000 году. Уже в начале двухтысячных многие регионы России начали использовать данные космического мониторинга лесных пожаров на своей территории [4]
Так, государственная лесная служба Управления природных ресурсов и охраны окружающей среды МПР России по Республике Тыва начало эксплуатировать систему дистанционного зондирования территории, основанную на анализе космических снимков, сделанных со спутника NOAA, с 2001 года. Для организации оперативного обнаружения лесных пожаров лесная служба республики ежедневно получало информацию по состоянию и прогнозированию возникновения чрезвычайных ситуаций, которая содержала таблицу термически активных точек с координатами, распределение очагов возникновения пожаров по районам республики, метеорологические данные и уточненные контуры гарей. В 2001 году 57% (363 случая) всех лесных пожаров в республике и практически все пожары на отдаленных территориях были обнаружены спутниковой системой. В 2002 году сильнейшие пожары опустошили около 6 % территории Тывы (более 1 млн га). 426 лесных пожаров (<76 326="" a="" href="https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%A1%D0%94%D0%9C-%D0%A0%D0%BE%D1%81%D0%BB%D0%B5%D1%81%D1%85%D0%BE%D0%B7#cite_note-l4-3">[3]
Информация с этих спутников передавалась по радиолиниям в трех форматах: HRPT, APT и DSB. В формате HRPT передается вся информация, собираемая бортовым измерительным комплексом, и служебные данные. Для приема в формате HRPT используются в основном станции Унискан, производства ИТЦ «СканЭкс». Станция получает изображение окружающей ее территории 8 — 12 раз в сутки. В формате APT передаются изображения только двух спектральных каналов AVHRR с загрубленным пространственным (примерно до 3 км) и радиометрическим (до 8 бит) разрешением. Для приема в формате APT предназначены станции Лиана. В формате DSB передается информация только с низкоинформативных датчиков (без AVHRR). Полоса обзора радиометра AVHRR составляет порядка 2400 км на местности, пространственное разрешение в подспутниковой точке — 1,1 км, к краям снимка разрешение ухудшается до нескольких км [3].
Основным способом импорта результатов обработки спутниковый информации в ГИС мониторинга лесных пожаров было создание табличных файлов в ASCII формате. Результат детектирования очагов лесных пожаров преобразовывался в табличные формы непосредственно при обработке спутниковых данных и передается в ГИС уже в ASCII формате известной структуры.
Первые центры приема и обработки спутниковой информации в интересах лесного хозяйства были созданы в Центральной (г. Пушкино) и Иркутской базе авиационной охраны лесов в 2000 году. Уже в начале двухтысячных многие регионы России начали использовать данные космического мониторинга лесных пожаров на своей территории [4]
Так, государственная лесная служба Управления природных ресурсов и охраны окружающей среды МПР России по Республике Тыва начало эксплуатировать систему дистанционного зондирования территории, основанную на анализе космических снимков, сделанных со спутника NOAA, с 2001 года. Для организации оперативного обнаружения лесных пожаров лесная служба республики ежедневно получало информацию по состоянию и прогнозированию возникновения чрезвычайных ситуаций, которая содержала таблицу термически активных точек с координатами, распределение очагов возникновения пожаров по районам республики, метеорологические данные и уточненные контуры гарей. В 2001 году 57% (363 случая) всех лесных пожаров в республике и практически все пожары на отдаленных территориях были обнаружены спутниковой системой. В 2002 году сильнейшие пожары опустошили около 6 % территории Тывы (более 1 млн га). 426 лесных пожаров (<76 326="" a="" href="https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%A1%D0%94%D0%9C-%D0%A0%D0%BE%D1%81%D0%BB%D0%B5%D1%81%D1%85%D0%BE%D0%B7#cite_note-l4-3">[3]
В системе МЧС России мониторинг лесных пожаров ведет Центр приема и обработки авиационно-космической информации МЧС России, созданный на базе Федерального центра науки и высоких технологий ВНИИ ГОЧС. Информация о лесопожарной обстановке передается в Национальный центр управления в кризисных ситуациях (НЦУКС МЧС России), Региональные центры МЧС России и, кроме того, дополнительно может предоставляться в органы власти, а также в городские и областные управления ГОЧС.
C середины двухтысячных годов в МЧС России для мониторинга лесных пожаров используется две системы: внутренний геопортал МЧС России «Космоплан», а также геоинформационный ресурс «Каскад» которые предназначены для отображения результатов космического мониторинга в картографическом интерфейсе. В лесном хозяйстве, в 2003 году были проведены работы по унификации отдельных элементов ранее разрабатываемых систем, что позволило в конце пожароопасного сезона ввести в опытную эксплуатацию"Информационную систему дистанционного мониторинга МПР РФ" [4].
Система космического мониторинга создавалась большим консорциумом, в состав которого в различные периоды входили организации и институты Федерального агентства лесного хозяйства, Российской академии наук (РАН), Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет), организации других ведомств и частные предприятия. Все эти годы постоянно участвовали в создании, внедрении, эксплуатации и развитии системы, в частности, следующие организации: Институт космических исследований Российской академии наук (ИКИ РАН), ФБУ «Центральная база авиационной охраны лесов» (ФБУ «Авиалесоохрана»), Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН (ЦЭПЛ РАН), Институт солнечно-земной физики Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЗФ СО РАН), Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт лесного хозяйства (СПбНИИЛХ) и другие организации[5].
На первом этапе создания системы использовалась информация о площади лесных пожаров со спутников TERRA и AQUA получаемая из центра университета штата Мэриленд (г. Вашингтон). Данные поступали по всей территории России, однако задержка в поступлении этих данных могла достигать 12 — 20 ч. В дальнейшем, для оперативного получения данных стали использоваться российские специализированные центры приема и обработки спутниковых данных. Для этого, система обработки данных «СМИС-П» была адаптирована для обработки данных с прибора MODIS. Для детектирования пожаров в ней используется алгоритм MOD14 [1] [5].
Такие системы в первоначально были установлены в НИЦ «Планета» (г. Москва) и в Дальневосточном региональном центре приема и обработки спутниковых данных (г. Хабаровск). С 2004 система после модернизации была переименована в Информационную систему дистанционного мониторинга лесных пожаров Федерального агентства лесного хозяйства (ИСДМ-Рослесхоз), а в 2005 году был разработан и утвержден первый регламент работы системы, и она была введена в промышленную эксплуатацию. При этом, Федеральное бюджетное учреждение "Центральная база авиационной охраны лесов «Авиалесоохрана» стало оператором ИСДМ-Рослесхоз [6].
Были запущены дополнительные информационные узлы приема, обработки и распространения данных в Институте леса имени В. Н. Сукачёва СО РАН (Красноярск) и в Западно-Сибирском РЦПОД (г. Новосибирск). В 2010 году в ФБУ «Авиалесоохрана» была установлена антенна Унискан-24, которая позволила повысить оперативность получения данных высокого разрешения за счет прямого приема данных со спутника SPOT-4.
В 2010 году ИСДМ-Рослесхоз внесена в реестр государственных информационных систем. [6]
Следует отметит так же, что с 2003 года ситуацию с лесными пожарами в регионах России стали отслеживать с борта МКС в рамках российской программы «Ураган», направленной на предотвращение глобальных катастроф. Специальная аппаратура для программы «Ураган» была разработана в Ракетно-космической корпорации «Энергия» [3]. Вместе с тем, данные с указанной аппаратуры в ИСДМ-Рослесхоз не поступают и в интересах лесного хозяйства не используются из-за низкой эффективности обнаружения лесных пожаров.
В то же время, данные со всех действующих российских космических аппаратов дистанционного зондирования Земли из космоса, интегрированы в систему и широко используются для мониторинга лесных пожаров.
Примечания
1. Е. А. Лупян, С. А. Барталев, Д. В. Ершов, Р. В. Котельников, И. В. Балашов, М. А. Бурцев, В. А. Егоров, В. Ю. Ефремов, В. О. Жарко, К. А. Ковганко, П. А. Колбудаев, Ю. С. Крашенинникова, А. А. Прошин, А. А. Мазуров, И. А. Уваров, Ф. В. Стыценко, И. Г. Сычугов, Е. В. Флитман, С. А. Хвостиков, П. П. Шуляк. Организация работы со спутниковыми данными в информационной системе дистанционного мониторинга лесных пожаров Федерального агентства лесного хозяйства (ИСДМ-Рослесхоз) (рус.) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. — 2015. Т. 12 № 5. С. 222-250.
2. Приказ Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации от 05.12.2014 № 540 «Об утверждении Методики осуществления оперативного контроля за достоверностью сведений о пожарной опасности в лесах и лесных пожарах»
3. Ю.Л.Воробьев, В.А. Акимов, Ю.И.Соколов. Лесные пожары на территории России: Состояние и проблемы. Под общ. ред. Ю.Л.Воробьева; МЧС России (рус.) // ДЭКС-ПРЕСС. — 2004. – 312 с..
4. Лупян Е.А., Мазуров А.А., Флитман Е.В., Ершов Д.В., Коровин Г.Н., Новик В.П., Абушенко Н.А., Алтынцев Д.А., Кошелев В.В., Тащилин С.А., Татарников А.В., Сухинин А.И., Пономарев Е.И., Гришин А.М., Афонин С.В., Белов В.В., Гриднев Ю.В., Матвиенко Г.Г. Спутниковый мониторинг лесных пожаров в России. Итоги. Проблемы. Перспективы. Аналитический обзор (рус.) // Сер. Экология. — ГПНТБ СО РАН. Новосибирск. — 2003. — Вып. 68. — С. 134.
5. Барталев С.А., Ершов Д.В., Коровин Г.Н., Котельников Р.В., Лупян Е.А., Щетинский В.Е. Основные возможности и структура информационной системы дистанционного мониторинга лесных пожаров Федерального агентства лесного хозяйства (ИСДМ Рослесхоз) (рус.) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. — 2010. — Т. 7, вып. 2. — С. 97 -105.
5. Барталев С.А., Ершов Д.В., Коровин Г.Н., Котельников Р.В., Лупян Е.А., Щетинский В.Е. Основные возможности и структура информационной системы дистанционного мониторинга лесных пожаров Федерального агентства лесного хозяйства (ИСДМ Рослесхоз) (рус.) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. — 2010. — Т. 7, вып. 2. — С. 97 -105.
0 коммент.:
Дописати коментар