Galfire – обнаружение лесных пожаров на ранних стадиях
В настоящее время лесные пожары обычно обнаруживаются, когда они достигли больших размеров. Большие пожары тушатся очень долго. Более того, чем глобальнее лесной пожар, тем больше ресурсов требуется для его тушения.
Используя спутниковые снимки, Galfire – победитель Galileo Masters Basque Challenge 2018 – предоставит возможность обнаруживать лесные пожары на ранних стадиях и, благодаря навигационной системе Галилео, определить местоположение пожаров и погасить их можно будет гораздо быстрее.
Дым при лесных пожарах образуется в результате горения нескольких веществ: смолы, угля, золы, а также выделятся водяной пар. Эти компоненты способствуют загрязнению воздуха в нижних слоях атмосферы, увеличивая общее загрязнение Земли.
Лесные пожары сжигают деревья, необходимые для производства кислорода, которым мы дышим. Они разрушают экосистемы, уникальные в определенных областях. Пожары оставляют людей без крова.
В Испании каждое лето случается много лесных пожаров из-за высоких температур и сухой земли. В октябре 2017 года в Галиции, регион на севере Испании, произошел огромный лесной пожар. Было сожжено почти 50 000 гектаров земли, погибло 4 человека. Этот пожар стал настолько большим из-за его позднего обнаружения и отсутствия информации для пожарных о текущей ситуации.
Galileo Masters Basque Challenge Победитель 2018
Именно тогда нам пришла в голову идея помочь справиться с лесными пожарами. Мы решили создать рабочую систему, которая поможет как можно скорее обнаружить лесные пожары с помощью спутниковой системы Galileo и потушить огонь. Мы называли систему GalFire, "Gal" от Галиции и Галилео и "fire" – огонь.
Чтобы разработать инновационную систему предотвращения лесных пожаров, прежде всего необходимо понять и проанализировать работу, проделанную другими исследователями в этой области. Одна из главных целей Galfire – объединить Galileo и другие существующие технологии, чтобы определить местоположение очага пожара в лесу и позволить аварийным пожарным службам добраться до опасного района как можно быстрее и безопаснее.
В настоящее время ГИС система предназначена для сбора, хранения, обработки, анализа, управления и предоставления пространственных или географических данных. В ГИС системе данные хранятся в цифровом формате для последующей обработки для идентификации объектов, поверхностей и склонов на Земле. Наиболее важными источниками и инструментами сбора и обработки пространственных данных являются спутниковое дистанционное зондирование и геопространственная разведка на основе пространственного анализа ГИС. Внедрение ГИС происходит очень быстро, и, поскольку система обычно разрабатывается специально для приложений с различными целями, ее можно легко интегрировать в другие существующие системы, такие как GNSS.
Измерение температуры Земли
Для измерения температуры Земли часто используют инфракрасные спутниковые снимки. Это своего рода карта температуры, которая отображает такие объекты, как облака, поверхность воды или земли (окрашенные более темными или светлыми оттенками в зависимости от их температуры). Главное преимущество ИК-спутников заключается в том, что они собирают информацию на основе тепловой энергии, излучаемой в инфракрасном спектре, поэтому сбор данных не зависит от солнечного света и может использоваться вне светового дня.
Данные о температуре Земли получают не только в ИК-диапазоне, но и в 36 спектральных диапазонах на длинах волн от 0,4 мкм до 14,4 мкм с помощью спектрорадиометра изображения умеренного разрешения (MODIS). Это научный прибор, который был запущен на орбиту Земли двумя спутниками НАСА в 1999 и 2002 годах. В настоящее время его применение включает мониторинг состояния растительности и темпов обезлесения, мониторинг тенденций снежного покрова, изменения уровня воды, а также обнаружение и картографирование лесных пожаров. Центр прикладных программ дистанционного зондирования Лесной службы Соединенных Штатов постоянно анализирует снимки MODIS для облегчения управления лесными пожарами и их тушения.
Существует также спутниковая система обнаружения лесных пожаров в реальном времени, называемая TRIPS INCENDIOS. Система контролирует температуру земли и, если она обнаруживает резкое изменение (30 или 40 градусов в течение короткого времени), она немедленно переключается на политическую карту, чтобы определить местоположение пожар. Затем она переходит к физической карте, чтобы проверить, не превышает ли пораженная площадь 20 м2. Если превышает, то система связывается со службами пожаротушения.
Развитие Galfire
Galfire станет единой системой, которая будет сочетать в себе различные технологии и программное обеспечение.
В центральном офисе Galfire будут храниться и обрабатываться спутниковые снимки. Это позволит оперативно обнаружить любой лесной пожар и его основные очаги. После определения места пожара пожарным в этом конкретном регионе будет отправлен сигнал тревоги.
В то же время будет создано приложение Galfire, которое будет внедрено в приемники Galileo на пожарных машинах и в систему гидроплана. Существует также программное обеспечение, которое будет использоваться в главном пожарном депо в каждом регионе в качестве пользовательского интерфейса.
Приемники Galileo в пожарных машинах будут предоставлять геолокацию пожара на карте благодаря спутникам Galileo и будут автоматически делиться местоположением пожарных машин с главной станцией. Это означает, что, если начнется пожар, штаб Galfire обработает местоположения всей пожарной техники и на экран приемника выведет им кратчайший и лучший путь, чтобы добраться до огня как можно быстрее.
Благодаря спутникам "Галилео", гидроплан также будет всегда готов к пожарной операции. Когда местоположение наиболее сильных очагов лесного пожара будет известно, автоматически запустится подача воды на конкретную территорию. Такой подход оптимизирует расход воды и позволит пожарным службам быть более эффективными.
Программное обеспечение Galfire позволит пожарным службам знать о том, что происходит, в режиме реального времени, и у них будет вся необходимая информация, чтобы лучше управлять и координировать тушение пожара. Использование Galfire приведет к снижению затрат материальных и людских ресурсов, используемых для тушения лесных пожаров.
Используя спутниковые снимки, Galfire – победитель Galileo Masters Basque Challenge 2018 – предоставит возможность обнаруживать лесные пожары на ранних стадиях и, благодаря навигационной системе Галилео, определить местоположение пожаров и погасить их можно будет гораздо быстрее.
Дым при лесных пожарах образуется в результате горения нескольких веществ: смолы, угля, золы, а также выделятся водяной пар. Эти компоненты способствуют загрязнению воздуха в нижних слоях атмосферы, увеличивая общее загрязнение Земли.
Лесные пожары сжигают деревья, необходимые для производства кислорода, которым мы дышим. Они разрушают экосистемы, уникальные в определенных областях. Пожары оставляют людей без крова.
В Испании каждое лето случается много лесных пожаров из-за высоких температур и сухой земли. В октябре 2017 года в Галиции, регион на севере Испании, произошел огромный лесной пожар. Было сожжено почти 50 000 гектаров земли, погибло 4 человека. Этот пожар стал настолько большим из-за его позднего обнаружения и отсутствия информации для пожарных о текущей ситуации.
Galileo Masters Basque Challenge Победитель 2018
Именно тогда нам пришла в голову идея помочь справиться с лесными пожарами. Мы решили создать рабочую систему, которая поможет как можно скорее обнаружить лесные пожары с помощью спутниковой системы Galileo и потушить огонь. Мы называли систему GalFire, "Gal" от Галиции и Галилео и "fire" – огонь.
Чтобы разработать инновационную систему предотвращения лесных пожаров, прежде всего необходимо понять и проанализировать работу, проделанную другими исследователями в этой области. Одна из главных целей Galfire – объединить Galileo и другие существующие технологии, чтобы определить местоположение очага пожара в лесу и позволить аварийным пожарным службам добраться до опасного района как можно быстрее и безопаснее.
В настоящее время ГИС система предназначена для сбора, хранения, обработки, анализа, управления и предоставления пространственных или географических данных. В ГИС системе данные хранятся в цифровом формате для последующей обработки для идентификации объектов, поверхностей и склонов на Земле. Наиболее важными источниками и инструментами сбора и обработки пространственных данных являются спутниковое дистанционное зондирование и геопространственная разведка на основе пространственного анализа ГИС. Внедрение ГИС происходит очень быстро, и, поскольку система обычно разрабатывается специально для приложений с различными целями, ее можно легко интегрировать в другие существующие системы, такие как GNSS.
Измерение температуры Земли
Для измерения температуры Земли часто используют инфракрасные спутниковые снимки. Это своего рода карта температуры, которая отображает такие объекты, как облака, поверхность воды или земли (окрашенные более темными или светлыми оттенками в зависимости от их температуры). Главное преимущество ИК-спутников заключается в том, что они собирают информацию на основе тепловой энергии, излучаемой в инфракрасном спектре, поэтому сбор данных не зависит от солнечного света и может использоваться вне светового дня.
Данные о температуре Земли получают не только в ИК-диапазоне, но и в 36 спектральных диапазонах на длинах волн от 0,4 мкм до 14,4 мкм с помощью спектрорадиометра изображения умеренного разрешения (MODIS). Это научный прибор, который был запущен на орбиту Земли двумя спутниками НАСА в 1999 и 2002 годах. В настоящее время его применение включает мониторинг состояния растительности и темпов обезлесения, мониторинг тенденций снежного покрова, изменения уровня воды, а также обнаружение и картографирование лесных пожаров. Центр прикладных программ дистанционного зондирования Лесной службы Соединенных Штатов постоянно анализирует снимки MODIS для облегчения управления лесными пожарами и их тушения.
Существует также спутниковая система обнаружения лесных пожаров в реальном времени, называемая TRIPS INCENDIOS. Система контролирует температуру земли и, если она обнаруживает резкое изменение (30 или 40 градусов в течение короткого времени), она немедленно переключается на политическую карту, чтобы определить местоположение пожар. Затем она переходит к физической карте, чтобы проверить, не превышает ли пораженная площадь 20 м2. Если превышает, то система связывается со службами пожаротушения.
Развитие Galfire
Galfire станет единой системой, которая будет сочетать в себе различные технологии и программное обеспечение.
В центральном офисе Galfire будут храниться и обрабатываться спутниковые снимки. Это позволит оперативно обнаружить любой лесной пожар и его основные очаги. После определения места пожара пожарным в этом конкретном регионе будет отправлен сигнал тревоги.
В то же время будет создано приложение Galfire, которое будет внедрено в приемники Galileo на пожарных машинах и в систему гидроплана. Существует также программное обеспечение, которое будет использоваться в главном пожарном депо в каждом регионе в качестве пользовательского интерфейса.
Приемники Galileo в пожарных машинах будут предоставлять геолокацию пожара на карте благодаря спутникам Galileo и будут автоматически делиться местоположением пожарных машин с главной станцией. Это означает, что, если начнется пожар, штаб Galfire обработает местоположения всей пожарной техники и на экран приемника выведет им кратчайший и лучший путь, чтобы добраться до огня как можно быстрее.
Благодаря спутникам "Галилео", гидроплан также будет всегда готов к пожарной операции. Когда местоположение наиболее сильных очагов лесного пожара будет известно, автоматически запустится подача воды на конкретную территорию. Такой подход оптимизирует расход воды и позволит пожарным службам быть более эффективными.
Программное обеспечение Galfire позволит пожарным службам знать о том, что происходит, в режиме реального времени, и у них будет вся необходимая информация, чтобы лучше управлять и координировать тушение пожара. Использование Galfire приведет к снижению затрат материальных и людских ресурсов, используемых для тушения лесных пожаров.
21 АПРЕЛЯ/ 2021
