Beta-версия

Повышение оперативности мониторинга лесных пожаров

Лидер проекта - Дмитрий Аксенов

Какую проблему решает проект

Современные космические снимки во многом сегодня являются основой мониторинга лесных (и вообще, природных) пожаров. Однако, существующие системы не лишены недостатков, главный из которых – недостаточная оперативность. Для мониторинга пожаров сегодня используются преимущественно следующие два типа космической съёмки. • Съёмка в дальнем инфракрасном (термальном) диапазоне (TIR) – фактически, карта температур. Автоматизированная обработка такой съёмки позволяет выделять участки земной поверхности с аномально высокой температурой – так называемые термальные аномалии. Оборудованные ИК-камерами спутники снимают сегодня всю поверхность Земли 1-2 раза в день. Для таких быстро развивающихся природных катастроф как пожары этого недостаточно. Кроме того, такая съёмка имеет низкое разрешение (250-500-1000 метров на пиксель) и, соответственно, может фиксировать только уже достаточно крупные источники огня. А эффективность тушения природных пожаров максимальна именно на самых ранних стадиях, когда очаг горения может ещё не детектироваться камерами низкого разрешения. • Съёмка среднего разрешения (10-30 метров на пиксель) в оптическом и ближнем ИК-диапазонах. Чем выше пространственное разрешение, тем, как правило, реже снимается один и тот же участок местности. Как правило, это 10-16 дней. На таких снимках прекрасно видны границы пройденной огнём территории. Но, по причине низкой повторяемости съёмки, они сегодня используются преимущественно для подведения итогов пожарного сезона – подсчёта площади сгоревших территорий и определения степени повреждения лесного покрова. Запуск новых спутников, оснащённых съёмочной аппаратурой дальнего ИК (термального) диапазона – технически сложное и затратное мероприятие. В то же время, на орбите сегодня работает гораздо бОльшее число спутников, ведущих наблюдение за нашей планетой в видимом и ближнем ИК диапазоне. Например, компания Planet имеет на орбите группировку из десятков микроспутников. За счёт большой величины спутниковой группировки, каждый участок суши снимается ими неоднократно в течение суток. Хотя спутники Planet и не оснащены аппаратурой для съёмки в дальнем ИК-диапазоне, дымы от пожаров прекрасно на них заметны. По нашим предварительным данным, в некоторых случаях начавшийся пожар может быть обнаружен на снимках Planet на 16 часов раньше, чем его зафиксируют спутники, снимающие в дальнем ИК диапазоне.

Цели и задачи проекта

Цель проекта – поиск путей повышения оперативности мониторинга пожаров, не связанного с запуском новых спутников. Задачами проекта являются: • Сбор данных для оценки возможного выигрыша во времени при использовании оптических спутников (Planet, Landsat и Sentinel-2, «Аист-2Д»). • Изучение возможных методов и алгоритмов анализа оптических снимков для выявления на них природных пожаров на ранних стадиях. • Сбор обучающих выборок для обучения алгоритмов автоматического анализа снимков.

Деятельность в рамках проекта

Используя данные обработки космических снимков в дальнем ИК-диапазоне, мы можем относительно легко найти территории крупных природных пожаров прошлого и этого года. На первом этапе участникам необходимо будет подобрать из доступных источников снимки среднего и высокого разрешения за те же и за предыдущие дни и изучить их на предмет наличия на них признаков ранних стадий пожаров, зафиксированных позднее ИК-спутниками низкого разрешения. Этот процесс может оказаться на первых стадиях трудным для автоматизации и мы приглашаем участников, готовых просматривать и анализировать космические снимки визуально (то есть искать ранние признаки возгораний «вручную»). Для каждого пожара необходимо: • Найти космический снимок, на котором видны самые ранние признаки возгорания, возможно более ранние. • Точно определить время первого обнаружения возгорания на спутниковых снимках, тип спутника и съёмки, которые его зафиксировали. • Возможно более точно определить координаты начала пожара. Выделить (оконтурить) объекты на снимке (как правило, это дымы), по которым начинающийся пожар мог бы быть автоматически опознан алгоритмом обработки (например, нейронной сетью). • При возможности – сохранить фрагмент данного снимка с признаками пожара. Вторым этапом проекта станет подбор или разработка алгоритма автоматического распознавания начинающегося пожара на оптических снимках разных типов, обучение алгоритма на подобранных примерах и разработка всей системы автоматического мониторинга. Параллельно будут подготовлены демонстрационные материалы для презентации алгоритмов и системы мониторинга потенциальным пользователям.

География проекта

Иркутская область. География может быть расширена по желанию участников и при наличии заинтересованных сторон в других регионах.

Географические координаты центра территории проекта

57°25'00" N, 106°32'00" E

Расписание ближайших пролётов

(дата, время, угол съемки)

2019-10-18 02:375.1
2019-10-21 02:387.0
2019-10-24 02:398.8
2019-10-27 02:4010.5
2019-10-30 02:4112.1

Сроки и периодичность съемки

Будут определены в ходе проекта.

Ожидаемые результаты

1) Презентационные материалы, демонстрирующие оценку возможного выигрыша во времени обнаружения природных при использовании оптических спутников. 2) Набор образцов для обучения алгоритмов автоматического выделения пожаров по оптическим снимкам. 3) Методика / алгоритм автоматического выделения признаков возгорания на ранних стадиях по космическим снимкам оптического диапазона.

Участники проекта

Пока нет зарегистрированных участников

Смотрите больше проектов в нашей галерее проектов!