Способ определения пожарной опасности в лесу

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1648505 62 СЗ/О ЕТЕНИЯ он "прозрачэтих диапаолее тесная туры с влагодкиков гореся условиеого, указаноляют опреь в случае ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1247020, кл, А 62 С 3/02, 1986.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЖАРНОЙОПАСНОСТИ В ЛЕСУ(57) Изобретение относится к охране лесовот пожаров, в частности к области оптимизации авиапатрулирования и планированиятушения пожаров. Цель изобретения - повышение точности иоперативности определения текущей пожарной опасности леса Изобретение относится к лесной пирологии и может быть использовано для определения пожарной опасности в лесу, а следовательно, прогнозирования возникновения и развития лесных пожаоов и соответствующего планирования борьбы с ними.Целью изобретения является повыше- . ние точности оценки текущей пожарной опасности леса.Поставленная цель достигается путем проведения периодических сканерных съемок лесной территории в инфракрасном (ИК) и радиотепловом (РТ) диапазонах спектра электромагнитных волн и последующей обработке изображений. При этом двумерная регистрация излучения территории производится в ИК-диапазоне 8 - 14 мкм ввиду того, что ему соответствует максимум излучения природных образований, и в РТ-диапутем применения дистанционных методов лесной территории, Пожарная опасность леса определяется путем выполнения систематических сканерных съемок лесов в инфракрасном и радиотепловом диапазонах спектра, последующего формирования цифровых карт радиационных и радиояркостных температур, их пространственного совмещекия и вычисления пожарной опасности в каждой точке карты в виде суммы отношений произведения радиационной и радиояркостной температур, измеренных в каждом цикле съемки, к их разности, Для достижения требуемой точности и оперативности съемку производят в диапазонах длин волн 8 - 14 мкм и 0,3 - 3,3 см, з,п.ф-лы. пазоне 0,3 - 3,3 см с учетом ок ности" атмосферы, поскольку на зонах волн реализуется наиб корреляция яркостной темпера содержанием основных прово ния, а также выдерживает всепогодности съемки. Кроме т ные диапазоны длин волн позе делять пожарную опасност полного задымлекия местности Обработка заключается в пространственном совмещении изображений, соответствующих последовательным циклам съемки, вычислении радиационной и радиояркостной температур в каждом пикселе каждого снимка и последующем вычислении показателя текущей пожарной опасности леса по формулеПТху Тя х,уТр ху я х угдето - 1,2 и - 1-й цикл съемки;и - число циклов, начиная с цикла, соответствующего заданным предельным условиям;х,у - анализируемого участка мест а изображения);ТТ. - р я и радиационная температуры.В целях повышения оперативности и точности определения пожарной опасности леса обработка изображений выполняется в автоматизированном режиме.Предельные условия определяются количеством выпавших жидких осадков, сведения о которых берутся от метеостанций, а. уточнение производится путем анализа космической информации. Кроме того, распределение и интенсивность выпавших осадков характеризуются путем сравнения результатов последовательных сканерных съемок в ИК и РТ-диапазонах методом вычисления разностейТр(1-ц(х,у) - Тр(х,у) = Кр,(2) Тя(ъ 1)(х,у) - Тм(х,у) = КялЕсли Кр и Кю превышают заданные пороговые значения, класс пожарной опасности участков местности, соответствующих этому условию, равен нулю. В этом случае сумма П обнуляется, и счет по формуле (1) производится с очередного цикла съемки с учетом условия (2). координаты, ности (пиксел эдиояркостна Теоретическое обоснование предлагаемого способа заключается в том, что температура материала Тп определяет интенсивность его высушивания, поэтому влагосодержание материала а более тесно коррелирует с Тп, чем с температурой воздуха Тв,. поскольку последняя не отражает процесс радиационного теплообмена лесного горючего материала (ЛГМ) с окружающей средой. В то же время коэффициент излучения ЛГМ меньше единицы на 4 - 6, т.е. Тр меньше Тп также на 4 - 6, следовательно Тп возможно измерять в ИК-диапазоне 8 - 14 мкм с указанной точностью.Этому диапазону отвечает максимум излучения подстилающей поверхности и соответствует окно "прозрачности" атмосферы.Интегрирование уравнения температурной кривой по времени позволяет вычислить текущее значение влагосодержэния материа. ла. 8 связи с этим и предлагается производить суммирование температур материала, измеренных в последовательные моменты времени, как учет тепловой предыстории материала.51015 Таким образом, имеется возможность прогнозировать влагосодержание при условии прогнозирования температуры ЛГМ .Радиояркостная температура также коррелирует с влагосодержанием. При этом коэффициент иЗлучения в РТ-диапазоне варьирует в более широких пределах(0,4 - 1), причем из условия формирования скин- слоя излучения, а также иэ соображений всепогодности съемки РТ-диапазон выбран для длин волн 0,3 - 3,3 см,В связи с изложенным предлагается пожарную опасность выражать в виде комбинации Тр и Тя по формуле (1), т.е, последняя наиболее чувствительна к изменению влагосодержания и достаточно проста для вычислений,Работы по определению П начинаютсяс момента схода снегового покрова в южной зоне анализируемой территории, Для этого каждый снимок переводится в цифровую карту радиационых температур, и производится суммирование температур пикселов снимка, имеющих одинаковые географические координаты, По результатам расчета ежедневно составляются картосхемы природной пожарной опасности, Для этого выделяются зоны снегового покрова для Тр273 К и открытой от снега территории для Тр 273 К, причем картосхема раскрашивается или штрихуется в соответствии с выбранным числом классов пожарной опасности (ПО), В этом случае каждому классу ПО соответствует свой диапазон величин П,Когда П превышает заданное значение,например соответствует второму классу, производится дополнительный анализ на 40 предмет выпадения жидких осадков, для чего исследуется разность Кр (см,условие 2).Если КрКр, где Кр - некоторое пороговое значение, то П (х, у)=0.Полученная картосхемэ передается 45 ежедневно по каналу связи на диспетчерские пункты подразделений авиационной охраны лесов, например, в фототелеграфном режиме, где она используется для построения оптимальных маршрутов 50 авиапатрулирования, Картй:хема ПО можетуточняться и дополняться сведениями, полученными из анализа синоптических ситуаций и картосхемы типов лесных горючих материалов.55 Возможны случаи закрытия части территории кучево-дождевыми облаками на момент сьемки, При этом целесообразно дополнительно анализировать снимки следующих витков, полученные в тот же день,