На основе суммирования значений температуры подстилающей поверхности разработана еще одна методика. Данная методика имеет очень сильную связь с применяемой на практике методикой Нестерова. Но это и стоило ожидать из предложенной методики, так как главным, ключевым параметром, входящим в данную модель является количество выпавших осадков, определяемое по сети наземных метеорологических станций. Понижение индекса пожарной опасности в известных датах на одну и ту же величину как модели Нестерова так и в предложенной методике и дает практически 90% корреляцию хода индекса пожарной опасности.
Можно сделать следующий вывод. Недостатком данной методики является применение данных об выпавших осадках, полученных с сети пунктов метеорологических станций. Тем самым детальность данных о распределении температуры зависит от плотности сети функционирующих метеостанций на наблюдаемой территории. Также остается открытым вопрос об интерпретации данных на участках закрытыми облачным покровом. Так как наличие облачного покрова над определенной территорией может достигать нескольких дней, а для расчета пожарной опасности требуется ряд непрерывных наблюдений температуры поверхности.
3. Оценка последствий лесных пожаров
.1 Обоснование выбора спутниковых снимков
Программа Landsat - наиболее продолжительный проект по получению спутниковых фотоснимков планеты Земля. Первый из спутников в рамках программы был запущен в 1972; последний, на настоящий момент, Landsat 8 - 11 февраля 2013. Оборудование, установленное на спутниках Landsat, сделало миллиарды снимков. Снимки, полученные в США и на станциях получения данных со спутников по всему миру, являются уникальным ресурсом для проведения множества научных исследований в области сельского хозяйства, картографии, геологии, лесоводства, разведки, образования и национальной безопасности. К примеру, Landsat 7 поставляет снимки в 8 спектральных диапазонах с пространственным разрешением от 15 до 60 м на точку; периодичность сбора данных для всей планеты изначально составляла 16-18 суток.
Спутники Landsat-1, 2, 3 имели следующие параметры орбиты - орбита солнечно-синхронная, субполярная; высота орбиты -900-920 км; наклонение орбиты к плоскости экватора - 99°; период обращения - 103 минуты; повторяемость съемки - 1 раз в 18 дней.
Спутники Landsat-4, -5, -7, -8 имели следующие параметры орбиты - орбита солнечно-синхронная, субполярная; высота орбиты - 705 км; период обращения - 98,9 минут; повторяемость съемки - 1 раз в 16 дней.
На спутниках серии Landsat стояли следующие съемочные системы:
мультиспектральные видеокамеры Return Beam Vidicon (RVB; использовалась на Landsat-1, -2; 3 канала, 80 м);
панхроматические видеокамеры RVB (Landsat-3; 40 м);
сканирующий мультиспектральный сканер: MSS (Landsat-1, 2, 3, 4, 5);
сканирующий тематический сканер: TM (Landsat-4, 5);
улучшенный тематический сканер: ETM (Landsat-6);
улучшенный тематический сканер плюс: ETM+ (Landsat-7).
Мультиспектральные сканеры MSS спутников LandSat 1-5, созданные в Santa Barbara Research Center (Hughes <https://ru.wikipedia.org/wiki/Hughes>), предназначены для получения мультиспектральных снимков все поверхности Земли. MSS является оптикомеханической системой со сканирующим зеркалом (период 74 мс) и телескопом рефлектором системы Ritchey-Chretien с диаметром зеркала в 22,9 см. Пространственное разрешение 80 метром, спектральные диапазоны: 0.5 - 0.6 мкм (зеленый), 0.6 - 0.7 мкм (красный), 0.7 - 0.8 мкм, 0.8 - 1.1 мкм. Калибровка детекторов происходит от каждые 2 сканирования.
Кварцевые зеркала телескопа крепятся на Инваровых <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%BD%D0%B2%D0%B0%D1%80> стержнях. Система сконструирована таким образом, чтобы не терять фокусировку даже при сильной вибрации, которую создает колеблющееся 36 сантиметровое бериллиевое зеркало сканирования. Такое инженерное решение позволило США запустить спутники LANDSAT на 5 лет раньше французского спутника ДЗЗ SPOT <https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Spot_(%D1%81%D0%BF%D1%83%D1%82%D0%BD%D0%B8%D0%BA)&action=edit&redlink=1> (1986 год), на котором впервые использовалась двумерная матрица ПЗС-датчиков и не требовалась система сканирования.
Сборка в фокальной плоскости инструмента MSS состоит из 24 диэлектрических волноводов (оптических волокон) с экструдированными торцами размера 5 мкм, организованными в массив 4x6. Пучок волокон подводит свет к 6 кремниевым фотодиодам и 18 фотоумножительным трубкам. Для каждого из 4 спектральных диапазонов использовался свой набор из 6 детекторов. Радиометрическое разрешение каждого детектора - 0-255.1 (МФА lжndsat <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D0%B6%D0%B4%D1%83%D0%BD%D0%B0%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%84%D0%BE%D0%BD%D0%B5%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%B0%D0%BB%D1%84%D0%B0%D0%B2%D0%B8%D1%82>, ERTS A, ERTS 1, Earth Resources Technological Satellite) - первый спутник программы «Landsat« (США). Построен на модифицированной базе метеорологического спутника «Nimbus 4» (запущен 08.04.1970) в Valley Forge, Пенсильвания <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B5%D0%BD%D1%81%D0%B8%D0%BB%D1%8C%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F> подразделением Space Division компании General Electric <https://ru.wikipedia.org/wiki/General_Electric>. Запущен 23 июля 1972 г. ракетой Дельта <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D1%82%D0%B0_(%D1%80%D0%B0%D0%BA%D0%B5%D1%82%D0%B0-%D0%BD%D0%BE%D1%81%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C)>-900 574/D-89 со второго стартового комплекса авиабазы Ванденберг <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B0%D0%B7%D0%B0_%D0%92%D0%B0%D0%BD%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D0%B1%D0%B5%D1%80%D0%B3> в Калифорнии <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B0%D0%BB%D0%B8%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BD%D0%B8%D1%8F>. Спутник на околополярной орбите служил как стабилизированная, ориентированная на Землю платформа для получения информации о сельском хозяйстве, лесных ресурсах, геологии, минеральных ресурсах, гидрологии, водных ресурсах, географии, картографии, загрязнении окружающей среды, океанологии, морских ресурсах, а также метеорологических явлениях.
Для достижения этих целей, на аппарате установлены:
трёхкамерный видикон <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B8%D0%B4%D0%B8%D0%BA%D0%BE%D0%BD> с возвращаемым лучом (RBV) для получения фотографических изображений Земли ввидимом <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B8%D0%B4%D0%B8%D0%BC%D0%BE%D0%B5_%D0%B8%D0%B7%D0%BB%D1%83%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5> и коротковолновом инфракрасном <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%BD%D1%84%D1%80%D0%B0%D0%BA%D1%80%D0%B0%D1%81%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%B8%D0%B7%D0%BB%D1%83%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5> излучениях. Использовался с 23 июля 1972 по 5 августа 1972 и сделал 1692 снимка;
пространственное разрешение - 80 м;
диапазоны спектра - видимый синий-зеленый (475-575 нм), видимый оранжевый-красный (580-680 нм), видимый красный-околоинфракрасный (690-830 нм);
- четырёхканальный мультиспектральный сканер (MSS) для получения радиометрических изображений Земли;
- пространственное разрешение - 80 м;
диапазоны спектра - видимый зелёный(0,5-0,6 мкм), видимый красный(0,6-0,7 мкм), околоинфракрасный (0,7-0,8 мкм) и околоинфракрасный (0,8-1,1 мкм);
- подсистема сбора данных (DCS) для сбора информации с удаленных, индивидуально оборудованных наземных станций и передачи данных на центральные станции обнаружения.
Спутник также нес два широкополосных видеомагнитофона <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B8%D0%B4%D0%B5%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%BE%D1%84%D0%BE%D0%BD> (WBVTR-1 и WBVTR-2), способных хранить до 30 минут данных со сканера или камеры, давая датчикам аппарата возможности почти глобального охвата.
Усовершенствованная система пространственной стабилизации состоящая из сканеров горизонта, солнечных датчиков, и антенны командной связи в сочетании с двигательной установкой на фреоне позволяла поддерживать ориентацию космического аппарата в пределах плюс-минус 0,7 градуса по всем трем осям. Система связи КА включала командную подсистему работающую на 154,2 и 2106,4 МГц и узкополосную PCM телеметрическую подсистему работающую на 2287,5 и 137,86 МГц, для данных: служебных, пространственных и характеристик датчика. Видеоданные из трёхкамерного ребикона передавались как в режиме реального времени и в режиме воспроизведения записей с магнитофона на 2265,5 МГц, в то время как информация от MSS вжималась в 20-ти МГц радиочастотном диапазоне на 2229,5 МГц.
В 1976 году Landsat 1 обнаружил крошечный необитаемый остров в 20 км от восточного побережья Канады. Впоследствии этот остров был назван «Landsat Island <https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Landsat_Island&action=edit&redlink=1>«, в честь спутника.
Космический аппарат был выключен 6 января 1978 г., когда совокупная прецессия <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%B5%D1%86%D0%B5%D1%81%D1%81%D0%B8%D1%8F> плоскости орбиты привела к тому, что аппарат стал перегреваться под почти постоянным воздействием солнечного света.
Landsat-5 - спутник ДЗЗ геологической службы США USGS. Был запущен 1 марта 1984 г. в рамках программы Landsat. В октябре 2007 г. эксплуатация спутника была приостановлена на 4 месяца из-за выхода из строя одной из двух аккумуляторных батарей. В марте 2008 г. возобновлена эксплуатация спутника с дополнительными ограничениями, при этом время существования спутника на орбите составило 24 года.
Представляет полную копию спутника LandSat-4, использует такие же инструменты - Thematic Mapper (TM) и Multi-Spectral Scanner (MSS).
Высота орбиты 705 км, орбита приполярная, солнечно-синхронная.
Наклонение 98,2 градуса.
Обзор всей поверхности планеты занимает 16 суток.
В январе 2005 г. начались сбои системы поворота основной солнечной батареи. В ноябре с похожими симптомами столкнулись на запасной батарее. Получение изображений было приостановлено. После расследования в декабре 2005 и тестирования в январе 2006 были разработаны контрмеры, и работа аппарата была возобновлена.
На март 2009 г. Landsat 5 находился на орбите уже 25 лет (превысив изначальный трёхлетний срок существования на 22 года) и всё ещё использовался по назначению.
В декабре 2009 отказала запасная ЛБВ в радиоусилителе, которая использовалась вместо основной, выключенной ещё в 1987 году. Через 22 года после отключения основная ЛБВ была введена в строй, и работа канала передачи данных возобновилась в январе 2010.
В ноябре 2011 г. получение изображений было приостановлено на 90 дней. USGS заявила, что спутник практически выработал все ресурсы, проработав более 27 лет.
В марте-апреле 2012 г., на 28 году миссии, инструмент MSS, выключенный в 1995 году, был вновь включён.
декабря 2012 г. было объявлено о намерении вывода спутника из эксплуатации. За время функционирования Landsat 5 несколько раз выходил из строя, однако его работу удавалось возобновлять. Но в конце декабря 2012 г. на аппарате произошла поломка одного из гироскопов, которая не поддаётся ремонту. Всего на спутнике установлены три гироскопа, и для функционирования требуются два из них. Спутник будет выведен из эксплуатации в течение ближайших нескольких месяцев, скорее всего после введения в строй Landsat Data Continuity Mission. С момента запуска аппарата прошло 28 лет, за которые он совершил около 150 тысяч витков вокруг нашей планеты и передал около 2,5 млн фотографий. LandSat-5 поставил рекорд по времени активной эксплуатации спутников, изучавших Землю (28 лет).
февраля 2013 г. агентство NASA объявило о том, что проект вошёл в книгу рекордов Гиннесса как самая длительная миссия спутникового наблюдения Земли (28 лет и 10 месяцев).- спутник дистанционного зондирования Земли, один из запущенных в рамках программы Landsat. Выведен на орбиту в 1999 году и продолжает работу. Основной целью спутника было обновление глобального архива спутниковых фотографий. Хотя программа LandSat управлялась NASA, данные съемок обрабатываются и распространяются Геологической службой США. Программа NASA World Wind и большинство картографических сайтов («Карты Google», Yahoo! Maps, Bing Maps) используют в качестве основы изображения, полученные с LandSat-7. У спутника есть несколько компаньонов, следующих по близким орбитам с интервалом несколько минут: аппараты Earth Observing-1, SAC-C и »Терра». Вместе данная группировка иногда называется «утреннее созвездие» (The morning constellation).
Инвестиции в проект превысили 700 млн долл. к 2003 году.
Миссия LandSat-7 изначально рассчитана на длительность 5-7 лет. Спутник мог снимать и передавать до 532 изображений в сутки. Спутник находится на полярной <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D0%BB%D1%8F%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BE%D1%80%D0%B1%D0%B8%D1%82%D0%B0> солнечно-синхронной орбите <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D0%BE-%D1%81%D0%B8%D0%BD%D1%85%D1%80%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BE%D1%80%D0%B1%D0%B8%D1%82%D0%B0>, рассчитанной таким образом, что спутник пролетает над всей поверхностью планеты. При высоте 705 км на полное сканирование поверхности уходит 232 оборота, или 16 суток. Съемка местности происходит примерно в 10 часов утра (±15 минут) по местному солнечному времени <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D1%81%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%B2%D1%80%D0%B5%D0%BC%D1%8F>.
Повторяемость трека поддерживается с помощью маневров с точностью ±5 км. Схема трека получила собственное обозначение WRS (англ. <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BD%D0%B3%D0%BB%D0%B8%D0%B9%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%8F%D0%B7%D1%8B%D0%BA> Worldwide Reference System). В ней поверхность планеты делится на 233 столбца (соответствует орбите) и 248 рядов.
Аппарат весит 1973 кг, его длина - 4,3 м, диаметр - 2,8 м. В отличие от предыдущих аппаратов программы, использовавших магнитную ленту, на LandSat-7 установлен массив твердотельной памяти на 378 гигабит (примерно100 изображений). Основным инструментом для получения изображений является Enhanced Thematic Mapper Plus(ETM+), созданный компанией Raytheon в отделении Santa Barbara Remote Sensing.
Параметры инструмента ETM+:
Используется сканирование с помощью подвижного зеркала (7 циклов в секунду);
Полоса захвата: 185 км (угол зрения 15є);
Телескоп: рефлектор <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B5%D1%84%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D0%BE%D1%80_(%D1%82%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%BF)> -системы Ричи Кретьена <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0_%D0%A0%D0%B8%D1%87%D0%B8_%E2%80%94_%D0%9A%D1%80%D0%B5%D1%82%D1%8C%D0%B5%D0%BD%D0%B0> с 2 зеркалами из стекла с низким коэффициентом расширения (ULE, Ultra Low Expansion);
Апертура телескопа: 40,6 см; фокусное расстояние: 243,8 см; относительное отверстие <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D1%82%D0%BD%D0%BE%D1%81%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%BE%D1%82%D0%B2%D0%B5%D1%80%D1%81%D1%82%D0%B8%D0%B5>: f/6.0;
Размеры сканера: 1,5Ч0,7Ч2,5 м; масса: 300 кг;
Панхроматическая камера с разрешением 15 м на точку (1 канал);
Полноапертурная, 5-процентная абсолютная радиометрическая <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%BC%D0%B5%D1%82%D1%80> калибровка;
Инфракрасная камера с разрешением 30 м (6 каналов);
Температурный сенсор (дальний ИК-диапазон) с разрешением 60 м.
Фокальная плоскость разделена при помощи специальной оптической системы на основную и «холодную» часть. В основной части находится 32 кремниевых <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%BD%D0%B8%D0%B9> фотодиода <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%B4%D0%B8%D0%BE%D0%B4> (SiPD - silicon photodiode) панхроматического диапазона и4 группы по 16 фотодиодов видимого и ближнего инфракрасного диапазона (до 0,9 мкм). В холодной части фокальной плоскости, охлаждаемой до 91 <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%B2%D0%B8%D0%BD>, находятся 2 группы по 16 фотодиодов на антимониде индия <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BD%D1%82%D0%B8%D0%BC%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D0%B4_%D0%B8%D0%BD%D0%B4%D0%B8%D1%8F> (InSb) коротковолнового инфракрасного диапазона (SWIR, 1,55-1,75 мкм и 2,09-2,35 мкм) и 8 фотодиодов на теллуриде ртути-кадмия <https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%A2%D0%B5%D0%BB%D0%BB%D1%83%D1%80%D0%B8%D0%B4_%D1%80%D1%82%D1%83%D1%82%D0%B8-%D0%BA%D0%B0%D0%B4%D0%BC%D0%B8%D1%8F&action=edit&redlink=1> (HgCdTe) теплового ИК-диапазона (TIR, 10,4-12,5 мкм).
Для связи с Землей используются 2 ненаправленные антенны S-диапазона (5 ватт, скорость передачи - около 0,3 Мбит/с, часто́ты 2106,4 и 2287,5 МГц) и 3 антенны X-диапазона (3,5 ватт, общая скорость в 6 каналах -450 Мбит/с, частоты 8082,5, 8212,5, 8342,5 МГц) Протокол совместим с CCSDS <https://ru.wikipedia.org/wiki/CCSDS> 701.0-B-1.
Также велись работы по проектированию для аппарата четырёхканального сенсора HRMSI (Мультиспектральный стереосенсор оптического и ближнего инфракрасного диапазонов). Планировавшееся разрешение: 5 м (в панхроматическом канале) и 10 м (в мультиспектральном); полоса захвата: 60 км. Работы над инструментом были прекращены в мае 1994 г. из-за недостаточного финансирования.
Landsat 8 - восьмой спутник в рамках программы Landsat(седьмой выведенный на орбиту). Изначально назывался Landsat Data Continuity Mission (LDCM), создан совместно NASA и USGS. Выведен на орбиту 11 февраля 2013 г.
Спутник был построен на базе платформы LEOStar-3 компанией Orbital Sciences Corporation. Полезная нагрузка космического аппарата создана Ball Aerospace и Goddard Space Flight Center (NASA) , запуск произведен United Launch Alliance.
Приблизительно 100 дней после вывода LDCM проходил настройку и проверку и находился под управлением NASA. 30 мая 2013 г., после завершения проверок LDCM был передан под управление USGS и получил официальное обозначение Landsat 8.