МОНИТОРИНГ ИЗ КОСМОСА

MONITORING FROM SPACE

Artemii Kyznetsov

Cadet, Faculty of Fire Safety,  Ural Institute of State Fire Service of EMERCOM of Russia,

Russia, Yekaterinburg

Dmitrii Gorbunov

Cadet, Faculty of Fire Safety,  Ural Institute of State Fire Service of EMERCOM of Russia,

Russia, Yekaterinburg

Boris Budanov

senior lecturer, Department of life safety Ural Institute of emergency situations of Russia,

Russia, Yekaterinburg

АННОТАЦИЯ

Проведен анализ методов мониторинга окружающей среды. Изучен такой метод как дистанционное зондирование Земли.

ABSTRACT

Methods of environmental monitoring are analyzed. A method such as remote sensing of the Earth has been studied.

Ключевые слова: монитринг, прогнозирование, спутники, РСЧС.

Keywords: monitoring, forecasting, satellites, prevention and response.

Прогнозирование возникновения чрезвычайных ситуаций является одним из методов противодействия чрезвычайным ситуациям. Оно заключается в первую очередь в мониторинге природных и техносферных процессов и явлений. Мониторинг осуществляется регулярно с заданной периодичностью, для качественной оценки состояния окружающей среды или отдельных составляющих ее элементов, техногенных объектов, анализа происходящих в них процессов, явлений и своевременного выявления тенденций их изменения. В России эта задача возлагается на различные отраслевые министерства и организации. Например, за состоянием метеорологической обстановки следит Росгидромет, а мониторинг землетрясений выполняют специальные учреждения и наблюдательные сети Российской академии наук, МЧС России, Минобороны России, Госстроя России.

Система прогнозирования и мониторинга  — это информационно-аналитическая подсистема единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций. Она объединяет усилия функциональных и территориальных подсистем РСЧС в части вопросов предотвращения чрезвычайных ситуаций и их социально-экономических последствий. Функциональные подсистемы РСЧС создаются федеральными органами исполнительной власти для организации постоянного контроля состояния окружающий среды и наблюдения за потенциально опасными объектами техносферы.

РСЧС имеет следующие уровни: Федеральный, Региональный, уровень субъектов, местный и объектовый. Каждый уровень имеет свой контролирующий орган – комиссию по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций. В наше время для повышения эффективности работы подсистемы мониторинга РСЧС, применяются изделия, устройства, приборы и информационно-вычислительные комплексы, предназначенные для слежения за состоянием окружающей среды. Среди них можно выделить космические системы наблюдения.

Что такое космические системы мониторинга?

Космический мониторинг — это система для постоянного контроля потенциально опасных объектов и явлений. Спутники позволяют контролировать множество потенциально опасных объектов и выявлять возможные зоны возникновения ЧС. Так же эта система включает в себя наземные аналитические центры, которые обрабатывают информацию со спутников и моделируют поведение тех или иных объектов. В целом, этот комплекс мер позволяет контролировать большое количество вероятных природных источников опасности. Контроль за водными ресурсами позволяет прогнозировать засухи, наводнения и другие опасные гидрологические явления. Обнаружение очагов лесных пожаров сокращает материальные издержки от ущерба, нанесенного огнем, а так же минимизировать средства затраченные на тушение. Возможность отслеживать лавиноопасные районы и деятельность вулканов позволяет не допустить жертв в пределах их активности.

Спутники, которые занимаются мониторингом, наделены многими видами съемочной аппаратуры. Они работают в разных областях спектра. Это позволяет более точно и своевременно выделять опасные зоны. Так же они дополняются пилотируемыми или беспилотными летательными аппаратами, которые используются для уточнения полученной информации.

Для оперативного решения задач МЧС ведется сотрудничество с ведущими мировыми операторами Канады, США, Франции, Индии и других стран. Россия так же запускает свои спутники «Ресурс-ДК1», а так же коммерческий комплекс «Канопус». Спутники «Канопус-В» и «Ресурс-ДК1» предназначены для получения снимков Земной поверхности в интересах многих министерств, ведомств и корпораций входящих в аналитическую подсистему РСЧС. Технические характеристики этих спутников в несколько уступают от детализации, например, «Яндекс Карты», но имеется возможность отслеживать не только текущее состояние объектов на поверхности, но и, сравнивая со снимками, сделанными ранее, что позволяет оценивать степень изменений. Такие наблюдения важны в случае стихийных бедствий вроде пожаров или наводнений. Кроме этого можно отслеживать состояния водоемов, лесов, ледников, следить за ледовой обстановкой в морях и реках. Так же для дистанционного зондирования Земли в России применяются такие спутники как «Метеор-М» и «Электро-Л», со своими особенностями и функционалом. Для приема информации с космических летательных аппаратов на Земле сформированы специальные наземные комплексы приема и обработки информации. Такие центры оперативного мониторинга Земли, занимаются разработкой траектории пролета и обработкой поступающих данных. Все что поступает в эти центры, в оперативном порядке предоставляются заинтересованным ведомствам, в том числе МЧС России. Каждый день оперативная информация со спутников широко применяется для информационного обеспечения и формирования моделей состояния природных и опасных производственных объектов. При этом современные ГИС-технологии, помогают объединить информацию с космическими данными разного рода. Это позволяет автоматизировать и ускорить расчёты риска возникновения очагов возгорания, засухи, опасных гидрологических явлений и других чрезвычайных ситуаций. Возможности космических средств наблюдения зон ЧС из космоса определяются частотой съёмки и разрешением наблюдаемых объектов. Чем чаще и точнее поступают снимки, тем эффективнее работа системы. Для обеспечения защиты материалов космической съемки, сигнал передаваемый со спутника на землю предварительно шифруется. Чтением файлов занимаются специалисты центров ДЗЗ. Так же в их обязанности входит корректировка планов космической съемки, разработка программного обеспечения и оказание услуг на основании информации ДЗЗ.

Отрицательные стороны

Существуют определенные минусы использования таких технологий. Одним из основных является дороговизна оборудования. Разработка и запуск, содержание и обслуживание спутников, требует значительных затрат по времени и финансам. Для качественной обработки информации поступающих с космических летательных аппаратов, требуются высококвалифицированные кадры. Так же требуется увеличение количества спутников для увеличения частоты обновления информации по тем или иным объектам наблюдения. На данный момент частота оставляет желать лучшего. Скорость пролета космических летательных аппаратов рассчитана так, чтобы на Земле успевали принять информацию передаваемую ими. Это в разы снижает возможности данного направления мониторинга состояния окружающей среды. Так же при увеличении качества снимков, пропорционально увеличивается время их передачи и объем необходимой памяти для хранения. Стоит отметить, что на данном этапе развития, такая система мониторинга не позволяет отслеживать техногенные катастрофы, если они не сопровождаются пожаром или обильным выделением газообразных продуктов. Однако уже сейчас с помощью спутников, ученые смогли обнаружить разливы нефти в акватории. В коммерческие организации разной направленности: сельское хозяйство, геодезия, картографирование, мониторинг поверхности земли, океана, слоев атмосферы и другие требуются квалифицированные специалисты по ДЗЗ, поскольку эта отрасль имеет важное экономическое значение.

Вероятные пути решения проблем

Потенциальные пути развития технологий дистанционного зондирования Земли заключаются в повышении качества съемки. Достичь этого можно развивая технические характеристики оборудования, разработкой программного обеспечения для быстрой обработки снимков. Если увеличить скорость передачи данных, можно увеличить количество оборотов, описываемых аппаратами вокруг земли, а проблема с хранением данных может решиться при облачном хранении информации. Однако в таком случае придется усилить защиту от взлома такого хранилища и использования снимков в личных целях.

Заключение

Прогнозирование чрезвычайных ситуаций наиболее эффективный метод борьбы с ними. Имея широкий спектр технических средств мониторинга, мы обладаем информацией о состоянии окружающей среды. Программы моделирования позволяют прогнозировать развитие тех или иных ситуаций, что значительно увеличивает скорость реагирования, и снижает количество жертв и материальный вред. Средства дистанционного зондирования земли является неотъемлемой частью систем мониторинга. Эта отрасль обладает большим потенциалом развития и привлекает молодых ученых вести разработки новых технологий и программного обеспечения.

Список литературы:

1. Характеристика деятельности по мониторингу и прогнозированию ЧС  [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.kurgan-city.ru/about/defence/files/ruk_go/progn/harak.php
2. ГОСТ Р 22.1.15-2014 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Технические средства мониторинга чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера. Классификация. Общие технические требования [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/1200110374
3. Перспективы развития дистанционного зондирования Земли  [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://studref.com/492798/tehnika/perspektivy_razvitiya_distantsionnogo_zondirovaniya_zemli