Видеоспектральные методы и средства мониторинга контролируемых параметров лесных пожаров и аварий, связанных с разливом нефтепродуктов

В статье приведены основные результаты создания комплекса «Визир» для измерений двунаправленных спектрополяризационных коэффициентов отражения и яркости природных и искусственных объектов, указаны его назначение, состав и основные технические параметры.
Рассмотрены результаты спектрально-поляризационных исследований характеристик образцов, имитирующих объекты (загрязнения) чрезвычайных ситуаций природного (лесные пожары) и техногенного (разлив нефтепродуктов) характера, выполненных на данном комплексе с использованием поляризационных насадок при различных условиях (углах освещения, наблюдения, концентрации загрязняющих веществ, времени, прошедшем после загрязнения, степени термического повреждения древесины). Использование полученных результатов позволяет до 2-х раз повысить точность идентификации объектов мониторинга зон чрезвычайных ситуаций.
Изложены основные положения двух разработанных методик. Первая – методика определения контролируемых параметров лесных пожаров посредством авиационного мониторинга, позволяющая в диапазоне длин волн от 0,5 мкм до 0,7 мкм регистрировать максимальные значения степени поляризации отражённого излучения для гари 30–40 % и для горельника 15–20 %. Вторая – методика определения контролируемых параметров техногенных чрезвычайных ситуаций, связанных с разливом нефтепродуктов, посредством авиационного мониторинга, позволяющая регистрировать максимальные значения степени поляризации нефтяного разлива на воде: 40–50 % при оптимальных углах наблюдения, близких к зеркальным по отношению к углу падения солнечного излучения.
Разработанные методики внедрены в деятельность Министерства чрезвычайных ситуаций Республики Беларусь для принятия правильных управленческих решений по ликвидации чрезвычайных ситуаций и их последствий.

1. Беляев Б.И. Оптическое дистанционное зондирование / Б.И. Беляев, Л.В. Катковский. – Минск: БГУ, 2006. – 455 c.

2. ГОСТ 17.6.1.01-83. «Охрана природы. Охрана и защита лесов. Термины и определения».

3. Волокитина А.В. Методические аспекты характеристики лесных участков после пожара / А.В. Волокитина // Вестник Томского государственного университета. Биология. ‒ 2015. ‒ № 3. ‒ С. 84‒ 98. DOI: 10.17223/19988591/31/7

4. Stefan Sandmeier, Willy Sandmeier, Klaus I. Itten, Michael E. Schaepman and Tobias W. Kellenberger. The Swiss Field-Goniometer System (FIGOS) [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.geo.uzh.ch/fileadmin/files/content/abteilungen/rsl1/Spe1995/IGARSS95.pdf (дата доступа: 19.01.2018).

5. Gonio Radiometric Spectrometer System (GRASS) [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.npl.co.uk/science-technology/earth-observation-climate/facilities/gonio-radiometric-spectrometer-system-grass (дата доступа: 19.01.2018).

6. Pegrum-Browning H., Fox N., Milton E. The NPL Gonio RAdiometric Spectrometer System (GRASS). Proceedings of the remote sensing and photogrammetry society conference 2008 “Measuring change in the Earth system”. University of Exeter, 15-17 September 2008 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://eprints. soton.ac.uk/63464/1/81_63-81-NPL-GRASS.pdf (дата доступа: 19.01.2018).

7. Peter P.J. Roosjen, Jan G.P.W. Clevers, Harm M. Bartholomeus, Michael E. Schaepman, Gabriela Schaepman-Strub, Henk Jalink, Rob van der Schoor, Arjan de Jong. A Laboratory Goniometer System for Measuring Reflectance and Emittance Anisotropy. Article (PDF Available) in Sensors 12(12):17358-71 December 2012 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.researchgate.net/publication/235740443_A_Laboratory_Goniometer_System_for_Measuring_Reflectance_and_Emittance_Anisotropy (дата доступа: 19.01.2018).

8. Сизиков А.С. Создание отечественного комплекса «Визир» для измерений двунаправленных спектрополяризационных коэффициентов отражения и яркости природных и искусственных объектов / А.С. Сизиков, Ю.В. Беляев, И.М. Цикман // CNBOP «Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza / Safety & Fire Technique». – 2018. – № 2(50) – С. 28–37. DOI:10.12845/bitp.50.2.2018.2

9. Комплекс для измерений двунаправленных спектрополяризационных коэффициентов отражения и яркости природных и искусственных объектов: пат. 11965 Респ. Беларусь, МПК G 01J 3/02 (2006.01) / Б.И. Беляев, Ю.В. Беляев, И.М. Цикман, А.С. Сизиков; заявитель: НИИ ПБиЧС МЧС Республики Беларусь, НИИ ПФП им. А.Н. Севченко БГУ № u 20180268; заявл. 12.10.2018; опубл. 01.02.2019 // Афiцыйны бюл. / Нац. цэнтр iнтэлектуал. уласнасцi. – 2019. – № 2(127). – С. 188–189.

10. Сизиков А.С. Определение спектрополяризационных характеристик загрязнений поверхности Земли, возникающих вследствие чрезвычайных ситуаций, с помощью измерительного комплекса «ВИЗИР» / А.С. Сизиков [и др.] // Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация. – 2019. – № 2(46) – С. 102–116.

11. Есин Н.И. Динамика нефтяного пятна при его растекании по водной поверхности / Н.И. Есин, Н.Н. Загриценко, Э.Н. Потетюнко // Успехи современного естествознания. ‒ 2009. ‒ № 10. ‒ С. 43‒45.

12. Оптико-физические средства исследования океана // Под ред. Е.Г. Пащенко. ‒ Л.: Судостроение, 1984. ‒ 264 с.

13. Шевелева Т.Ю. Интерференционные методы обнаружения и измерения толщины нефтяной пленки на море // Оптика моря и атмосферы. ‒ JL: ГОИ, 1988. ‒ С. 443‒444.

14. Жевлаков А.П. Дистанционное измерение толщины пленки нефтепродуктов на поверхности воды с использованием эксимерного лазера / А.П. Жевлаков [и др.] // Известия Академии наук. Серия физическая. ‒ 1994. ‒ Т. 58. ‒ № 2. ‒ С. 175‒179.