WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАСПРОСТАНЕНИЯ ЛЕСНЫХ

ПОЖАРОВ ПО ДАННЫМ ИСДМ-РОСЛЕСХОЗ

Коморовский В.С.

Сибирский государственный технологический университет

Красноярск, Россия

Наличие достоверного прогноза распространения и развития лесного пожара

позволяет оценить угрозу природной среде, объектам экономики и населенным пунктам, принять необходимые меры по предотвращению ущерба, спланировать работу противопожарных сил. В настоящее время прогнозирование лесных пожаров ведется с использованием математических моделей и компьютерной техники. Сегодня известны десятки моделей распространения пожара, основанных на различных походах и методах.

Задача разработки системы прогноза развития лесных пожаров и оценки их последствий на основе информации, собранной в ИСДМ-Рослесхоз с охватом всей лесной территории РФ, охраняемой ФГУ «Авиалесоохрана», ставится впервые и представляется достаточно сложной.

Трудность задачи определяется несколькими факторами.

• Сложный характер и изменчивость поведения крупных многодневных лесных пожаров, которые развиваются на большой площади в изменяющихся природных и погодных условиях.

• Недостаточная или неточная информация о характеристиках леса, топографии местности, локальных метеоданных.

• Малая разрешающая способность имеющихся космических снимков пожаров.

• Не всегда достоверная отчетная информация, поступающая с мест.

В силу сказанного перед разработкой непосредственно программного обеспечения прогноза развития лесных пожаров необходимо провести исследование различных методов прогнозирования на основе имеющейся в системе ИСДМ-Рослесхоз архивной информации о пожарах прошлых лет.

Важным этапом любого исследования является статистическая обработка экспериментальных данных. В случае лесных пожаров такими данными являются ретроспективные данные по пожарам, то есть площади регистрации и ликвидации пожара и метеорологические данные на период пожара.

Данные для исследования были взяты из ИСДМ-Рослесхоз, по Красноярскому краю за 2008 и 2009 годы и Магаданской области за 2008 год. Объектом исследования являлись только крупные лесные пожары, т.е. такие площадь которых после ликвидации составляла не менее 200 га.

В первую очередь данные выборок были проверены на анормальность результатов, неоднородные данные исключены. Объем выборок составил:

• По Красноярскому краю за 2008 – 280 записей • По Красноярскому краю за 2009 – 45 записей • По Магаданской области за 2008 год – 69 записей После этого, была проведена проверка, не являются ли оценки выборочной дисперсии и выборочного математического ожидания соответствующими оценками одной и той же генеральной совокупности. Проверка однородности дисперсий проводилась по критерию Фишера, математических ожиданий – по критерию Стьюдента. Проверка показала, что статистические характеристики выборок данных по лесным пожарам в разных районах, и в одном районе за разные года, в данном случае, не относятся к оценкам статистических характеристик одной и той же генеральной совокупности, и, следовательно, выборки нужно рассматривать отдельно. Для дальнейшего изучения была оставлена выборка данных по Красноярскому краю за 2008 год, как имеющая наибольший объем. Рассчитанные выборочные коэффициенты корреляции не являются значимыми, что говорит об отсутствии линейной зависимости между исследуемыми величинами.

При прогнозировании величины площади, пройденной огнем при крупном многодневном лесном пожаре важно определить характер зависимости площади пожара от времени. В литературе, посвященной расчету сил и средств, необходимых для борьбы с пожаром, динамика прироста площади пожара обычно представляется в виде кривой, приведенной на рисунке 1.

S Sf Ss t ts t0 tf Рисунок 1 – График прироста площади пожара t 0 - момент возникновения пожара, t s - момент начала борьбы с пожаром, t f момент ликвидации пожара, S s, S f - соответственно, площади пожара в момент начала тушения и в момент ликвидации (общая площадь, пройденная огнем).

Для решения задачи прогнозирования площади пожара необходимо принять соответствующую математическую модель. Наиболее естественной в данном случае представляется модель вида S (t ) = k (ti t0 ), (1) где - экспериментально определяемый показатель скорости роста площади пожара, k постоянный множитель, t0 - начальный момент времени, ti - некоторый момент времени после начала пожара.

Используя модель вида (1) при выбранном параметре, можно по данным о зарегистрированной площади пожара в различные моменты времени оценить параметры модели k и t 0, а затем использовать модель для прогнозирования дальнейшего хода пожара.

В принципе, для грубой оценки указанных параметров достаточно знать площадь свободно распространяющегося пожара в два момента времени, т.е. иметь две точки на кривой S (t ) (рисунок 1) в интервале времени от t 0 до t s.

Пусть известны площади пожара S1 = S (t1 ) и S 2 = S (t 2 ), где t 0 < t1 < t 2 t s.

Тогда из (1) следует:

ln S1 ln S =, (2) ln(t1 t 0 ) ln(t 2 t 0 ) t 2 S1 / t1 S 2 / 1 t0 =, (3) S1 / S 2 / 1 В случае, когда площадь пожара известна для нескольких моментов времени, можно применять статистические методы, например, метод наименьших квадратов. Такая экспериментального пожара в пойме реки Кас, контуры которого получены Институтом леса с помощью обработки аэрофотоснимков и представлены на рисунке 2.



Статистическая обработка площадей реального пожара дала возможность рассчитать показатель степени =1,65. Таким образом, уравнение (1) будет иметь вид:

Основными методами прогнозирования распространения лесного пожара были избраны нейронные сети. Данный метод позволяет выявить скрытые зависимости многофакторных систем, какими являются лесные пожары. По архивным и оперативным данным из ИСДМ-Рослесхоз, с использованием математической модели (5) были сформированы выборки данных, по которым обучались и тестировались нейронные сети. Прогнозируемым (выходным) параметром был среднесуточный прирост площади пожара, или коэффициент k из модели (5). В качестве входных параметров использовались:

Площадь регистрации пожара в гектарах.

Количество дней наблюдения пожара.

Код растительности местности пожара.

Температура воздуха на дату начала пожара.

Точка росы на дату начала пожара.

Дефицит точки росы в грудусах, 0С, на дату начала пожара.

Осадки за сутки на дату начала пожара.

По местным шкалам (методика Нестерова) КППО.

По местным шкалам (методика Нестерова) Класс ПО.

Размерность входного слоя варьировалась в зависимости от количества входных параметров, которое изменялось от эксперимента к эксперименту. Выходной слой состоял из 1 нейрона. В качестве нейроимитаторов использовались NeuroPro 0.25 и Statistica В рамках исследования были обучены и протестированы более NeuralNetwork.

нейронных сетей различной конфигурации. Процент достоверности, выдаваемых ими ответов, колеблется в пределах 86 – 94 %. Применение нейронных сетей без учителя оказалось малоэффективным для решения задач прогнозирования, однако они могут оказаться полезными при подготовке данных и классификации пожаров.

Наилучшие результаты показывают нейросети с конфигурациями:

Для решения задачи подготовки данных к нейросетевому прогнозированию использовались методы Данные представляются в виде абстрактного многомерного куба, ребрами которого являются измерения, а внутри куба находятся значения. В качестве измерений можно задавать наиболее существенные входные параметры модели, в качестве значений используется критерий, по которому отбираются пожары для прогнозирования. В нашем случае это была общая площадь, пройденная огнем. Результаты анализа можно представить в виде процентной диаграммы, показанной на рисунке 3.

Рисунок 3 – Процентная диаграмма данных OLAP-анализа Из представленной диаграммы видно, что 95% значений площади пожара находятся в пределах от 200 до 4133 га, средняя площадь пожара равна 1274,4 га. Пожары, площадь которых не попадает в указанные пределы, следует из выборки исключить.

В ходе работы также решалась задача построения контуров пожаров. Контур пожара (внешняя граница кромки пожара) в каждый момент времени рассматривается как непрерывная дифференцируемая линия на плоскости. В качестве моделей для вычисления скорости распространения пожара v0 в системе использованы модель Р.Ротермела и модель М.А. Софронова. Индикатрисы вычислялись по данным Г.Н.

Коровина и Н.П. Курбатского. Для построения контуров использовался метод подвижных сеток. Указанный метод реализован в программе «Тайга-2».

Можно сделать следующие основные выводы по данной работе:

• Нейросетевые методы прогнозирования показывают удовлетворительные результаты на изученных выборках;

• Для подготовки и отбора данных возможно использование методов OLAP • Существует возможность построения спрогнозированных контуров

ЛИТЕРАТУРА

1. Гришин А. М. Математическое моделирование лесных пожаров и новые способы борьбы с ними. Новосибирск: Наука 1992, 407 с.

2. Parlar M., Vicson R.G. Optimal Forest Fire Control: an Extension of Park's Model. - Forest Science, 1982, v. 28, N 2, p. 345-355.

3. Коровин Г.Н. Методика расчета некоторых параметров низовых лесных пожаров. - В кн.: Сборник научно-исследоват. Работ по лесному хозяйству. Труды ЛенНИИЛХ. Л., 1969, вып. XII, С. 244-262.

4. Inmon W.Building the Data Warehause. – New York : John Willey&Sons, 5. Доррер Г.А. Динамика лесных пожаров. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2008, - 404 с.

6. Ишенин, П. П. Инструментальные средства построения комплексов моделей и аналитических приложений в OLAP-технологии : автреф. дис. … канд. техн. Наук :

05.21.01 / П. П. Ишенин. – СО РАН Красноярск: 2005. – 128 с.





Похожие работы:

«Приложение №1 ПРОГРАММНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРЕДМЕТОВ УЧЕБНОГО ПЛАНА 2013/2014 учебный год УМК Перспектива Класс Учебники Программы Предмет Автор Название учебника Издательство, год издания 3а,3б,3в,3г Математика Петерсон Л.Г. Математика. 3 класс, в 3 Москва,Просвещен Рабочая программа курса частях. ие, 2011 г. математики, 2 класс. Рабочая тетрадь в 3 частях. Допущен Петерсон Л.Г. Министерством Утверждена Министерством образования и науки образования и науки РФ, РФ, 2013 год. 2013 год....»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта Утверждаю: Ректор БФУ им.И.Канта А.П.Клемешев _ 201_г. Номер внутривузовской регистрации_ ОСНОВНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ Направление подготовки 040100.68 Социология Специализированная программа подготовки Управление социальными процессами...»

«Испанский в Испанском Мире 2014 ЦЕНЫ & ДАТЫ топ 24 Школы испанского языка в Испании и Латинской Америке Аликанте | Барселона | Кадис | Гранада | Мадрид | Малага | Марбелья | Памплона | Саламанка | Севилья | Тенерифе | Валенсия (ИСПАНИЯ) Аргентина | Боливия | Гватемала | Доминиканская Рес. | Коста-Рика | Колумбия | Куба | Мексика | Перу | Чили | Эквадор (ЛАТИНСКАЯ АМЕРИКА) Все включено в цены 24 года опыта • Только один регистрационный взнос: Студенты, творческая композиция, практика...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия Кафедра иностранных языков РАБОЧАЯ ПРОГРАММА по дисциплине Иностранный язык (немецкий) для студентов 1-2 курсов очного отделения агрономического факультета специальностей 110102.65 Агроэкология, 110201.65 Агрономия (составлена на основе действующего учебного плана и типовой программы, Государственного образовательного стандарта ГОС ВПО от 17 марта 2000 года) Практические занятия - 175...»

«Организаторы конференции • Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) • Министерство образования и наук и РФ • Российская академия наук • Российский фонд фундаментальных исследований • Российский Национальный комитет по теоретической и прикладной механике Научные направления конференции Течения в соплах и каналах A. Двухфазные потоки и неравновесные течения B. Химические реакции, горение, детонация C. Стационарные и нестационарные струйные течения D. Плазменная...»

«ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Программа вступительного экзамена в аспирантуру по специальности 03.00.08 Теория и методика профессионального образования выявляет знание соискателем современных тенденций развития профессионального образования; теоретико-методологических основ педагогики профессионального образования, специфики подготовки специалистов с учетом дифференциации по отраслям и видам профессиональной деятельности; вопросов управления и организации учебно-воспитательного процесса,...»

«МИНИСТРЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования Российский экономический университет имени Г.В. Плеханова Утверждено на заседании Ученого совета вуза Протокол № _ от _ 20 Зам. Председателя Ученого совета Л.А. Брагин ОСНОВНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ для контингента студентов, переведенных из ФГБОУ ВПО РГТЭУ в результате слияния в соответствии с...»

«Приложение 7Б: Рабочая программа дисциплины по выбору Региональная экономика ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ПЯТИГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛИНГВИСТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Утверждаю Проректор по научной работе и развитию интеллектуального потенциала университета профессор З.А. Заврумов _2012 г. Аспирантура по специальности 08.00.05 Экономика и управление народным хозяйством отрасль науки: 08.00.00 Экономические науки Кафедра...»

«САМ СЕБЕ АДВОКАТ В ПОМОЩЬ ГРАЖДАНАМ, НЕ ИМЕЮЩИМ РЕГИСТРАЦИИ ПО МЕСТУ ЖИТЕЛЬСТВА практическое пособие Санкт-Петербург 2009 1 ББК 67.3 С 17 Книга Сам себе адвокат. В помощь гражданам, не имеющим регистрации по месту жительства подготовлена некоммерческой организацией Открытая Альтернатива (Тольятти) в рамках проекта Укрепление гражданского общества и местных органов власти в европейской части Российской Федерации (IBPP 2007 / 123-563), реализуемого гуманитарным агентством Датская Церковная...»

«Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) 2 Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) 3 Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) Содержание 1 Паспорт программы учебной дисциплины.Ошибка! Закладка не определена. 2 Структура и содержание учебной дисциплины 3 Условия реализации рабочей программы учебной дисциплины. 10 4 Контроль и оценка результатов освоения дисциплины 5...»

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ УДМУРТСКОЙ РЕСПУБЛИКИ ПОСТАНОВЛЕНИЕ от 5 июня 2002 г. N 612-II О РЕСПУБЛИКАНСКОЙ ЦЕЛЕВОЙ ПРОГРАММЕ РАЗВИТИЕ И УКРЕПЛЕНИЕ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ БАЗЫ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ВЕТЕРИНАРНОЙ СЛУЖБЫ УДМУРТСКОЙ РЕСПУБЛИКИ НА 2003 - 2005 ГОДЫ В соответствии с Законом Удмуртской Республики от 23 августа 2001 года N 35-РЗ О Программе социально - экономического развития Удмуртской Республики на 2001 - 2004 годы Развитие Удмуртии на 2001 - 2004 годы Государственный Совет Удмуртской...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кубанский государственный аграрный университет РАБОЧАЯ ПРОГРАММА по дисциплине С2.Б.11 Ветеринарная микробиологии и микология (индекс и наименование дисциплины) Специальность 111801.65 Ветеринария Квалификация (степень) выпускника Ветеринарный врач Факультет Ветеринарной медицины Кафедра-разработчик Кафедра микробиологии, эпизоотологии и вирусологии...»

«Александр Гуща, Наталия Ромашкина РАКЕТНО КОСМИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ РАЗВИВАЮЩИХСЯ СТРАН И МЕЖДУНАРОДНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ1 Сфера космической деятельности связана с широкомасштабными возможностями и большими экономическими выгодами. Одна из главных характеристик ее современ ного развития заключается в небывалых темпах наращивания усилий различных стран и организаций по овладению космическими ресурсами. Применение космических средств в развитых и развивающихся странах уже можно рассматривать как общеми...»

«ОГЛАВЛЕНИЕ 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ - ИНФОРМАТИКА, ЕЕ МЕСТО В 3 СТРУКТУРЕ ОСНОВНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ. 2. КОМПЕТЕНЦИИ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ 3 ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ – ИНФОРМАТИКА. 3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ. 3 4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ.. 4 4.1. Лекционный курс.. 4 4.2. Практические занятия.. 5 4.3. Самостоятельная внеаудиторная работа студентов. 7 5. МАТРИЦА РАЗДЕЛОВ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ И ФОРМИРУЕМЫХ В НИХ ОБЩЕКУЛЬТУРНЫХ И ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ...»

«МИНОБРНАУКИ РОССИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (ФГБОУ ВПО ВГУ) УТВЕРЖДАЮ Заведующий кафедрой административного и муниципального права юридического факультета д.ю.н., профессор заслуженный деятель науки РФ Ю.Н. Старилов Протокол № _ _2012 года РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ М2.Б.4 Актуальные проблемы административного права 1. Шифр и наименование направления...»

«1 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ САРАТОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ЮРИДИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ УТВЕРЖДАЮ Первый проректор, проректор по учебной работе _С.Н. Туманов 22 июня 2012 г. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ ТЕОРИЯ СУДЕБНОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ Специальность 031003.65 – Судебная экспертиза Разработчик – доцент кафедры правовой психологии и судебной экспертизы Колоколов Г.Р. Саратов- Учебно-методический комплекс дисциплины обсужден на...»

«ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ ГОРНЫЙ Согласовано Утверждаю Руководитель ООП Зав. кафедрой ПТПЭ, по направлению 240100 проф.Н.М.Теляков проф. Н.М.Теляков _ _ 2012 г. _ _ 2012 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРАКТИКА Направление подготовки:...»

«Севак Саруханян РОССИЯ И ИРАН: 10 ЛЕТ ЯДЕРНОГО СОТРУДНИЧЕСТВА Научно-образовательный фонд НОРАВАНК УДК 327:947 ББК 66.4 + 63.2 (2Р) С 207 Ответственный редактор: М.Р. Андреева Рецензенты: В.М. Сергеев – д.и.н., профессор (МГИМО (У) МИД России) Г.А. Арутюнян – к.х.н., с.н.с. (фонд Нораванк) С.Н. Саруханян С 207 Россия и Иран. 10 лет ядерного сотрудничества. - Ер.: Из-во “Нораванк“, 2006. - 173 с. Книга посвящена истории и проблемам российско-иранского сотрудничества в ядерной сфере. Исследование...»

«РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ИСТОРИЯ ДРЕВНЕГО МИРА 5 КЛАСС Уровень общего образования: средняя школа Учитель: Поткина Оксана Ивановна Срок реализации программы: учебный год: 2013-2014 Количество часов по учебному плану: 68 часов 2013-2014 УЧЕБНЫЙ ГОД МОСКВА 1. Пояснительная записка. Рабочая программа по истории Древнего мира в 5 общеобразовательном классе составлена на основе типовой программы базового стандартного уровня. Авторы: С.В. КОЛПАКОВ, Н.А.СЕЛУНСКАЯ, История Древнего мира для 5 класса, которая...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ УТВЕРЖДАЮ Проректор по УМР Криницин В.В _2004 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ Основы теории эксплуатации авиационной техники (ОПД.Ф.08.01) Направление подготовки бакалавра по направлению 160900 Факультет Механический Кафедра Техническая эксплуатация ЛА и АД Курс - Форма обучения - дневная Семестр - Общий объем учебных часов на дисциплину - 100 (ч)...»








 
2014 www.av.disus.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.