Разработка методов и технологий анализа данных в информационной системе дистанционного мониторинга лесных пожаров

• Автор: Котельников, Роман Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Пушкино
• Количество страниц: 149 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
ГЛАВА 1. Специфика и основные требования к информационному обеспечению дистанционного мониторинга лесных пожаров

1. Современные возможности дистанционного мониторинга лесных пожаров.

2. Основные задачи информационного обеспечения мониторинга и тушения лесных пожаров.
3. Информационная система дистанционного мониторинга лесных пожаров Федерального агентства лесного хозяйства ИСДМ Рослесхоз.
4. Требования к построению систем сбора, хранения, представления и анализа информации в ИСДМРослесхоз.
ГЛАВА 2. Построение архитектуры системы сбора, хранения и представления информации в ИСДМРослесхоз

1. Анализ основных видов информации, использующейся в ИСДМРослесхоз.

2. Архитектура системы сбора и архивации информации ИСДМРослесхоз.

3. Основные требования к организации принятия оперативных решений в диспетчерской службе охраны лесов России.
4. Архитектура построения системы представления информации ИСДМРослесхоз.
ГЛАВА 3. Разработка алгоритмического обеспечения для анализа информации дистанционного мониторинга лесных пожаров
1. Разработка многокритериального подхода для обеспечения
принятия управленческих решений в ИСДМРослесхоз
2. Разработка алгоритма подбора весовых коэффициентов.
3. Алгоритм экспресс прогноза прироста площади лесного пожара с
использованием возможностей нейронных сетей
ГЛАВА 4. Разработка методик использования информации дистанционного мониторинга для принятия управленческих решений.
1. Методика детального анализа космических данных об отдельных
пожарах
2. Методика идентификации данных космического мониторинга
3. Методика сопоставления информации о крупных пожарах,
полученной по данным региональных наблюдений и данным дистанционного зондирования
4. Методика оценки интегральной региональной статистики и данных, полученных на основе информации дистанционного зондирования
Заключение
Благодарности
Список литературы


В главе рассмотрен алгоритм экспресс - прогноза прироста площади лесного пожара с использованием возможностей нейронных сетей, реализация которого также влияет на архитектуру системы хранения и представления данных. Разработана структурно-функциональная схема блока классификации лесных пожаров по прогнозируемым последствиям, для реализации указанного алгоритма. Разработанные алгоритмы могут использоваться для анализа информации, которая поступает и обрабатывается в Информационной системе дистанционного мониторинга Федерального агентства лесного хозяйства. Четвертая глава посвящена разработке методик использования данных ИСДМ-Рослесхоз. В связи с тем, что большая часть признаков не поддается однозначной количественной оценке, в работе приведены характерные примеры и детальные рекомендации по решению, является ли зарегистрированная тепловая аномалия лесным пожаром. Для разработки методики идентификации данных космического мониторинга был проведен анализ информации от региональных лесопожарных подразделений о характере горения в районе зарегистрированных тепловых аномалий. Разработан классификатор очагов горения (обнаруженных дистанционными методами), которые не являются лесными пожарами. Для реализации возможности удобного доступа к необходимым данным, а также ввода результатов идентификации, был разработан пользовательский интерфейс (форма -ИСДМ), в основу которого положен реестр лесных пожаров, с возможностью перехода в картографический интерфейс (на нужную территорию в заданное время актуальности данных). Предложенные методики были использованы для подготовки аналитических отчетов для Федерального агентства лесного хозяйства о деятельности региональных лесопожарных подразделений на основании информации, обрабатываемой в ИСДМ-Рослесхоз, включая данные дистанционного зондирования Земли. ГЛАВА 1. Под системой охраны леса от пожаров понимается совокупность лесопожарных служб, неспециализированных подразделений лесохозяйственных (лесозаготовительных и др. Общая цель функционирования системы - сбережение лесных ресурсов и сокращение всех видов прямог о и косвенного ущерба, наносимого пожарами народному хозяйству [4]. Одним из методов достижения этой цели является осуществление мониторинга [5]. Мониторинг лесных пожаров - систематическое наблюдение и контроль над состоянием горимости лесов, динамикой развития лесных пожаров с использованием космических, авиационных и наземных средств. Наблюдение и контроль за горимостью лесов в том или ином виде был даже в XIX веке. С середины XX века территория условно делилась на активно охраняемую и не охраняемую территорию. Наличие специализированных предприятий авиационной охраны лесов определило территории, где не только велся авиационный мониторинг и тушение лесных пожаров, но и была стройная система детальной статистики по каждому загоранию и учет динамики пожарной опасности по условиям погоды. Но даже в годы XX века, в рассвет авиационной охраны, еше оставались удаленные и труднодоступные территории, где тушение лесных пожаров (и даже их учет) не выполнялись. Российской Федерации и т. В зависимости от уровня доступности (удалённости) лесных участков, целевого назначения лесов и степени интенсивности мероприятий по охране лесов от пожаров осуществляется распределение земель лесного фонда по зонам мониторинга - наземного, авиационного и космического (первого и второго уровней). К зоне космического мониторинга первого уровня относятся удалённые территории, где обнаружение лесных пожаров производится преимущественно с помощью космических методов. В связи с тем, что в ряде случаев для смены направления распространения огня тушение производится на отдельных участках, в последние годы все чаще употребляют термин "Управление лесными пожарами". Управление лесными пожарами и их ликвидация в данной зоне осуществляются с применением авиационных сил и средств. К зоне космического мониторинга второго уровня относятся удаленные и труднодоступные территории, на которых авиапатрулирование не производится, а тушение лесных пожаров выполняется только при наличии явной угрозы населённым пунктам или объектам экономики.