Чрезвычайная ситуация (ЧС) — это внезапная или подготовленная обстановка на местном, региональном или континентальном уровнях Земли, представляющая угрозу для человека или определенной территории, сложившаяся в результате аварии, опасного природного явления, катастрофы, распространения заболевания, представляющего опасность для окружающих, стихийного или иного бедствия, которые могут повлечь или повлекли за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей среде, значительные материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности людей.
Чрезвычайные ситуации классифицируются в зависимости от их характера, сферы возникновения, масштабов и размеров ущерба.
По источникам возникновения:
- природного;
- техногенного;
- экологического;
- биолого-социального и медицинского характера.
Сфера и характер ЧС:
- террористического характера;
- гуманитарного характера;
- природного характера;
- техногенного характера.
Интегральная многоуровневая схема использования техники и технологий ДЗЗ позволяет эффективно решать большинство задач, возникающих в Чрезвычайных ситуациях.
Рис.1 Интегральная многоуровневая схема использования техники и технологий ДЗЗ
Прогноз: мировая индустрия управления инцидентами и чрезвычайными ситуациями достигнет USD 174,5 млрд к 2027 году.
Рис.2 Мировая индустрия управления инцидентами и чрезвычайными ситуациями
Статистическое распределения Чрезвычайных ситуаций и стихийных бедствий, регистрирует принадлежность в большинстве случаев к наземным территориям.
В сферу Чрезвычайных ситуаций входит сектор аварийно-спасательных служб —сообщество миллионов высококвалифицированных, обученных сотрудников, а также физические и киберресурсы, которые обеспечивают широкий спектр услуг по предотвращению, обеспечению готовности, реагированию на инциденты и восстановление повседневной жизни.
Рис.3 Сектор аварийно-спасательных служб
Развитие аэрокосмических технологий и услуг с улучшенными возможностями ДЗЗ и коммуникаций, ускорило всеобъемлющее проникновение пространственно-временной информации в каждую фазу цикла управления чрезвычайными ситуациями (смягчение последствий, подготовка, реагирование и восстановление).
Пространственно-временная информация стала критически важным атрибутом, который предлагает ощутимые преимущества для аварийных служб, что требует внедрения гибкого и эффективного управления пространственно-временными данными.
Какие задачи решает ДЗЗ:
- Ситуационная осведомленность и оперативные потребности требуют предоставления распределенной пространственной информации в режиме онлайн, что позволяет аварийным службам дополнять существующие геоданные дополнительными деталями окружающей обстановки. Оценка состояния потенциально опасных объектов и территорий, находящихся в зонах повышенного риска возникновения Чрезвычайных ситуаций. В основе системы управления ЧС - база ГИС-ДЗЗ.
Рис.4 База ГИС-ДЗЗ - Картирование чрезвычайных ситуаций, поддерживающих фазу реагирования на кризисы, включая стихийные бедствия, а также гуманитарные кризисы. Для основных типов стихийных бедствий подходящие снимки ДЗЗ, соответствующие технические характеристики и основные методы обработки, обычно применяемые в операционной структуре ЧС.
Рис.5 Картирование чрезвычайных ситуаций
- Мониторинг инфраструктуры, отслеживание сигналов раннего предупреждения в режиме реального времени, оценка безопасных убежищ, оценка распределения аварийного снабжения и определение потенциального воздействия на дороги, мосты, и здания.
- Данные ДЗЗ применяются на всех этапах реагирования после стихийных бедствий, оценки ущерба, восстановления и смягчения последствий разрушений.
- Ликвидация масштабных наводнений и оползней. Создание прогностических моделей и мониторинг пространства, особенно на основе радиолокационных спутниковых и БПЛА лидарных сенсоров. Изображения радара с синтезированной апертурой (SAR) широко применяются для картирования затопления на основе подходов обнаружения изменений (change detection).
- Модели для определения оптимального пространственного распределения центров экстренной эвакуации, таких как школы, колледжи, больницы и пожарные станции, государственные учреждения и т.п. Создание навигационных треков эвакуации, оповещения, подсказки действий для обычных людей.
Рис.6 Создание навигационных треков - Картирование города, вплоть до 3D моделей сложных объектов и труднодоступных районов. Стихийные бедствия оказывают значительное воздействие на городские районы, приводя к гибели людей и потерям городских служб. Используя спутниковые и аэрофотоснимки, быструю и автоматическую оценку зданий, находящихся в зоне риска, можно улучшить общую систему управления стихийными бедствиями в городских районах.
Рис.7 Картирование города, 3D модели - Видеонаблюдение, привязанное к пространству в онлайн режиме. Обнаружения людей для служб быстрого реагирования при поиске жертв, застрявших в завалах после стихийного бедствия.
- Аналитические работы ДЗЗ прогнозирования и картирования районов землетрясений и извержения вулканов по спутниковым снимкам, радиолокационным и многоспектральным (гиперспектральным). Оценка ущерба разрушений.
Рис.8 Аналитические работы ДЗЗ прогнозирования и картирования районов землетрясений и извержения вулканов по спутниковым снимкам, радиолокационным и многоспектральным (гиперспектральным) Рис.9 Оценка ущерба разрушений - Геопространственная оценка масштабов аварийных разливов нефтепродуктов и динамика их распространения.
- Поиск аварийных объектов, терпящих бедствие в труднодоступных местах и акваториях. Выделение районов риска.
Рис.10 Выделение районов риска
Преимущества использования ДЗЗ:
- Достаточно просто получить данные о труднодоступных областях
Поскольку анализ материалов ДЗЗ выполняется камерально, требуется меньше полевых исследований, что окупает затраты на приобретение детальных данных ЧС. Сплошное изучение значительных по площади территорий методами наземной съемки (тахеометрия, нивелирование и т.д.) требует огромных финансовых и временных затрат. В отличие от методов дистанционного зондирования Земли, при наземных исследованиях трудно добиться синхронности, одновременности наблюдений на всех участках.
- Возможность получения снимков разного разрешения
Создание данных дистанционного зондирования Земли для решения чрезвычайных ситуаций в разных задачах от наводнений, пожаров (распределенные данные) до разрушенных зданий (детальные данные). Одна из наиболее важных характеристик методов ДЗЗ – возможность накапливать данные о большой области земной поверхности за короткий промежуток времени, получая практически моментальный снимок.
- Объективность ЧС ситуации
Спутниковый снимок объективно отражет состояние местности на момент съемки Чрезвычайной ситуации. Район полученного изображения не привязан к государственным и территориальным границам. Для его получения не требуется разрешение местных властей. Многие данные ДЗЗ коммерчески доступны, что позволяет делать оценочные модели ЧС, чтоб более точно перейти к детализации.
- ГИС является ключевым элементом подготовки к стихийным бедствиям посредством компьютерного моделирования
Доступен широкий спектр специализированных расширений программного обеспечения для моделирования. Это позволяет пользователям настраивать параметры бедствий и моделировать модели ущерба, например, от стихийных бедствий, пандемий или пожаров. Разработка пространственных вычислительных моделей последствий стихийных бедствий и использование ГИС для имитации гипотетических чрезвычайных ситуаций ГИС, как и любой другой инструмент в арсенале аварийного персонала, необходимо использовать в повседневной работе и в рамках тренировок для любого типа инцидентов.
- Возможности предупреждений Чрезвычайных ситуаций
Такие чрезвычайные ситуации как ураганы или сильные штормы, могут предоставлять время для подготовки, тогда используются мероприятия для координации эвакуации и других видов подготовительных мероприятий (например, укрепление дамб песком), как реакция на приближающееся событие ЧС. Методы ДЗЗ позволяют мониторить развитие ситуации в режиме близком к онлайн.
- Оценка последствий чрезвычайных ситуаций
Методы дистанционного зондирования показали большой потенциал в локализации наиболее поврежденных регионов и, таким образом, в руководстве оказанием помощи и спасательных операций, например, во время землетрясений. Для минимизации жертв землетрясений, необходимо немедленно выявить сильно поврежденные, небезопасные здания. Потенциал концепции спектра реагирования в сочетании с данными спутникового дистанционного зондирования для оценки структурных повреждений после землетрясения существеннен.
Консультация
Заполните форму, и мы свяжемся с вами в течение 15 минут
Результат оказания услуги
Примеры применения:
Карты опасности наводнений
Данные дистанционного зондирования о масштабах наводнений, полученные в режиме близком к реальному времени, могут быть использованы для управления чрезвычайными наводнениями и в качестве наблюдений для ассимиляции в моделях прогнозирования наводнений.
ЗАДАЧА: выявление масштабов наводнений в городах
РЕШЕНИЕ: высокое разрешение датчики радара с синтезированной апертурой (SAR) имеют потенциал для решения такой задачи. Метод обнаружения наводнений в городских районах путём объединения данных SAR о масштабах наводнений в режиме близком к реальному времени с картами опасности наводнений по LiDAR съёмке
РЕЗУЛЬТАТ: позволяет создать двусторонний симбиоз, при котором имеющиеся в настоящее время данные о масштабах наводнений в городах, полученные с помощью SAR улучшает будущие прогнозы наводнений по модели, в то время как карты опасности наводнений, полученные после прохождения SAR улучшают SAR-оценку масштабов городских наводнений. Одновременно дана оценка городских наводнений с помощью SAR обратного рассеяния только в сельских районах, прилегающих к городским. После сравнения метод, использующий SAR только в сельской местности, дал среднюю точность обнаружения наводнений 94% и коэффициент ложных срабатываний 9% в городских районах и был более точным, чем существующий наземный метод.
Соответствие между масштабом наводнения по модели Flood Foresight (в сочетании с масштабом наводнения по данным SAR в городских районах) и масштабом наводнения по аэрофотоснимкам в городских и сельских районах Тьюксбери и аэрофотоснимками в городских и сельских районах Тьюксбери, наложенными на LiDAR-изображение городской территории (более светло-серый - выше), и (b) соответствие между масштабами наводнения модели Flood Foresight и аэрофотоснимками городской территории (более светло-серый - выше), и (b) соответствие между масштабом наводнения по модели Flood Foresight и аэрофотоснимком протяжённостью наводнения на длинном 6-километровом сельском участке реки Северн непосредственно к северо-западу от Тьюксбери (мост Mythe Bridge на юге от (b) виден на северо-западе (a)).
Картирование рисков и восстановления разрушений объектов и территорий в результате ЧС (Risk & recovery mapping (RRM)
Картирование рисков и восстановления ЧС - это предоставление карт (и анализов ЧС) в течение нескольких недель или месяцев в поддержку деятельности, связанных с восстановлением, реконструкцией, снижением риска бедствий, готовности и предотвращения ЧС.
ЗАДАЧА: Точная информация для различных типов опасностей о риске для людей и зданий и их подверженности, уязвимости и сопротивляемости.
РЕШЕНИЕ: картирование районов ЧС (или возможных районов ЧС) на основе ДЗЗ.
РЕЗУЛЬТАТ: сравнивая снимки, сделанные в разные моменты времени, проведена количественная и качественная оценка изменений на местности. Картирование местности перед стихийными бедствиями предоставляет актуальную тематическую информацию, которая может помочь службам чрезвычайных ситуаций и гражданской обороны в планировании действий в чрезвычайных ситуациях в районах, уязвимых к ЧС.
Рис.12 Гаити, справочная карта - тематические изменения 2010 - 2014г
Рис.13 Гаити, справочная карта - тематические изменения 2010 - 2014г (крупный план)
ЦЕЛЬ СОЗДАНИЯ КАРТЫ: - оказать помощь планировщикам, архитекторам, и лицам, принимающих решения, участвующим в разработке планов гуманитарной помощи и гражданской обороны, в рамках деятельности по снижению риска стихийных бедствий.
Беспилотный летательный аппарат аварийной поддержки для наблюдения за лесными пожарами
Достижения в области автономных технологий и микроэлектроники увеличили использование автономных беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) для мониторинга лесных пожаров и борьбе с ними. Данный метод - передовой инструмент для групп реагирования на чрезвычайные ситуации.
ЗАДАЧА: создание системы мониторинга пожаров, основанной на алгоритмах реализованных с применением БПЛА
РЕШЕНИЕ: БПЛА оснащён RGB и тепловизионными камерами, датчиками температуры, и модулей связи, чтобы предоставить полную информацию о пожаре и самом БПЛА, путем отправки этих данные на станцию приема в режиме реального времени.
РЕЗУЛЬТАТ: выполнена задача наблюдения за лесными пожарами, позволяющая контролировать конкретную область, реализованы алгоритмы автономного взлёта/посадки, планирования траектории и мониторинга пожаров. Полученные результаты показывают эффективность и устойчивость предлагаемой системы к различным погодным условиям.
Рис.14 Наблюдение за лесными пожарами
Картирование риска лесных пожаров в местном масштабе — Пример из андалусии (Испания)
Лесные пожары представляют собой серьёзную экологическую проблему, с которой сталкиваются современные общества и имеют серьёзные последствия для экологической, экономической и личной безопасности.
ЗАДАЧА: составление подробных карт, позволяющих определить области, которые могут быть затронуты, является необходимым первым шагом, позволяющим применять различные меры по предотвращению и защите от лесных пожаров. Эти карты могут быть особенно ценны для использования в управлении земельными ресурсами и планировании действий в чрезвычайных ситуациях в муниципальном масштабе.
РЕШЕНИЕ: показана методология создания локальных карт среднесрочной и краткосрочной опасности лесных пожаров с учётом как природных, так и человеческих факторов. Среди природных факторов переменными, обычно используемыми в моделях опасностей, считаются модели топлива, уклоны или влажность растительности.
РЕЗУЛЬТАТ: оценены новые аспекты антропогенной опасности лесных пожаров (близость к лесным массивам возбудителей или способность людей проникать в лесную среду), дана оценка уязвимости с учётом размещения населения в городских центрах и разрозненных населённых пунктах.
Методика применялась в муниципалитете Андалусии (Испания) и полученные результаты сравнивались с картами выгоревших территорий.
Рис.15 Краткосрочные карты рисков. (A) 14 января 2013 года. (B) 25 июля 2013 г.
Рис.16 Окончательная карта опасности лесных пожаров и произошедшие пожары на исследуемой территории (данные о сгоревших территорий REDIAM)
Разработка алгоритмов дешифрирования материалов ДЗЗ для картирования территории бедствия
Быстрое картирование катастроф с использованием любых видов спутниковых снимков является сложной задачей. Чем оперативнее поступают данные, тем больше своевременной информации для поддержки принятий управленческих решений. Однако скорость предоставление данных не должна идти в ущерб качеству информации.
ЗАДАЧА: автоматизированное извлечение данных о наводнениях и пожарах.
РЕШЕНИЕ: картографические конвейеры, позволяют в полной мере использовать преимущества передовых алгоритмов в короткие сроки и оставляют достаточно времени для эксперта-оператора для проверки результатов и исправления любых неуправляемых тематических ошибок. Хотя автоматизированные алгоритмы не являются безупречными, они значительно облегчают и ускоряют обнаружение и картирование кризисной информации, особенно в случае наводнений и пожаров.
РЕЗУЛЬТАТ: разработана система алгоритмов для картографирования катастроф. Система объединяет автоматическую загрузку и предварительную обработку данных, а также высокоточные цепи обнаружения наводнений и пожаров.
Рис.17 Картирование катастроф. Ивановка, Российская Федерация
Несколько населённых пунктов были затоплены на берегах реки Амур в Еврейской автономной области России. Наводнения затронули около 32 сел и близлежащих районов в регионе, причём деревня Ивановка одна из наиболее пострадавших. Уровень воды в реке Правый Уркан достиг 810 см. Жители пострадавших сел были эвакуированы.
Рис.18 Картирование катастроф. Петрополис, Бразилия
Более 260 мм осадков выпало на город Петрополис, вызвав проливные дожди. Расположенный на склонах гор Флуманес, город был сметён наводнениями и грязью, разрушая дома и покрывая улицы грязью и мусором.
Сопутствующие услуги
Выполненные проекты
Заказчики
Лицензии
