Vozmožnost' ispod'zovaniâ aviacionnoj spektrozonal'noj sistemy "AVIS" dlâ distancionnogo monitoringa čs

• Autorzy: Beliaev B. I. , Sosenko V. A. , Beliaev Y. V. , Chumakov A. V. , Sizikov A. S.

Identyfikatory

DOI

10.12845/bitp.34.2.2014.10

Warianty tytułu

EN

The Possibility of Using the Aviation Spectra-zone System “AVIS” for the Remote Monitoring of Emergencies

PL

Możliwość wykorzystania lotniczego systemu „AVIS” w celu zdalnego monitorowania sytuacji nadzwyczajnych

• Języki publikacji: RU

Abstrakty

EN

Objective. The article describes general structure, main characteristics and the software of a new model of the aviation spectra-zone system called “AVIS”. The system was created in The Republic of Belarus. It is characterized by high spatial and spectral resolution and automatic adaptive control system. The article also presents some flight tests results. Introduction: The aviation high spatial and spectral resolution spectra-zone system “AVIS” with automatic adaptive control is an integral part of the Multilevel aerospace territory monitoring system of the Republic of Belarus, created in the framework of realization of the State Scientific and Technical Programme “Space systems and technologies” of the National Programme for the exploration and using of outer space for peaceful purposes. The calibration methods, measuring techniques of different objects and environments, as well as the software for the system management were developed. The main purpose of “AVIS” consists in the registration of spectra-zone and thermal images of the Earth surface. The “AVIS” system is designed for the operation on the AN-2 plane of the Ministry for Emergency Situations of the Republic of Belarus equipped with a special illuminator. This system is installed on the gyroscopic platform in order to reduce the instability of the plane’s flight. The system consists of the block of optical sensors (BOS), workstation (W) and a set of visual positioning (SoVP). A special complex of programmes with the features of the hardware interface was developed with the purpose of registration and control of the data received by BOS modules. Five modules are included in this software. Conclusions. The flight tests of an experimental model (EM) “AVIS” on the board of AN-2 of the Vitebsk branch of the SOE “Bellesavia” of the Ministry for Emergency Situations of the Republic of Belarus were successfully conducted in June 2012. The modules and blocks of the “AVIS” system were installed on the board of the aircraft at the airfield. The survey was conducted at the heights of 1000, 700, 600 and 300 m. The aerial survey was conducted as a result of a flight along parallel paths – method called “parallel upwind sailing”, at the height of 1000 m. The flight took 1 hour and 50 minutes. The EM “AVIS” showed resistance to the impacts of mechanical loads during takeoff and landing of AN-2 at the soil airfield. On the basis of processing and analysis of these pictures, trace (linear) and areal mosaics of the examined territory were prepared. What is more, hard copies of spectra-zone and thermal images of the examined area were obtained. The researchers estimated the accuracy of the determination of areas in the visible and IR range. Implications for practice. In the context of the activity of the Ministry for Emergency Situations of the Republic of Belarus, the developed system “AVIS” allows: to provide executive construction of the schematic maps of the thermal fields of forest and peat fires in heavy smoke; to determine the scale and leaks from oil and product pipelines; to evaluate their consequences; to construct the schematic maps of the flooded areas and damage from hurricanes; to construct profiles of thermal fields of product pipelines, thermal paths of residential areas and industrial facilities; to evaluate the damage to crops by natural factors (frost, drought, flooding, etc.).

PL

Cel: W artykule opisano ogólną konstrukcję, budowę, główne cechy i oprogramowanie komputerowe opracowanego w Republice Białorusi nowego modelu systemu „AVIS” o dużej rozdzielczości przestrzennej i spektralnej, wykorzystującego układ sterowania automatycznego. Co więcej w artykule opisano część wyników uzyskanych z przeprowadzonych badań lotniczych. Wprowadzenie: W ramach realizacji państwowego naukowo-technicznego programu „Systemy i technologie kosmiczne” krajowego programu badań i wykorzystania przestrzeni kosmicznej w celach pokojowych opracowano system fotografii lotniczej „AVIS” o dużej rozdzielczości przestrzennej i spektralnej, wykorzystujący adaptacyjny układ sterowania automatycznego. System stanowi integralną część wielopoziomowego lotniczo-kosmicznego systemu monitorowania terytorium Republiki Białorusi. Opracowane zostały metody jego kalibrowania, metody pomiarowe parametrów różnych obiektów i środowisk, a także programy sterowania pracą systemu. Podstawowym przeznaczeniem „AVIS” jest rejestrowanie spektralnych i termowizyjnych obrazów powierzchni Ziemi. System „AVIS” przewidziany jest do użytkowania na pokładzie samolotu AN-2 Ministerstwa Sytuacji Nadzwyczajnych Republiki Białorusi, wyposażonego w specjalny iluminator. System umieszczany jest na żyroskopowej platformie, aby zrównoważyć niestabilność lotu nośnika. Składa się z bloku czujek optycznych, stacji roboczej i systemu pozycjonowania optycznego. Aby zarządzać danymi przekazywanymi z modułów czujników i je rejestrować, opracowano specjalny kompleks programowy uwzględniający specyfikę interfejsu aparatury. W skład danego oprogramowania wchodzi pięć modułów. Wnioski: W czerwcu 2012 roku z powodzeniem przeprowadzono badania lotnicze modelu eksperymentalnego „AVIS” na pokładzie samolotu AN-2 Oddziału w Vitebsku Organizacji państwowej „Bellesavia” Ministerstwa sytuacji nadzwyczajnych Republiki Białorusi. Montaż modułów i bloków systemu „AVIS” na pokładzie samolotu przeprowadzono na lotnisku polowym. Zdjęcia były wykonywane na wysokości 1000, 700, 600 i 300 metrów. Zdjęciaterenowe zrobiono w czasie lotu po równoległych trasach metodą „halsowania równoległego” z wysokości 1000 metrów. Czas lotu wyniósł godzinę 50 minut. W rezultacie badań lotniczych „AVIS” wykazał odporność na oddziaływanie obciążenia mechanicznego przy starcie i lądowaniu samolotu AN-2 z lotniska gruntowego. Na podstawie wyników obróbki i analizy danych zdjęć opracowano liniowe i obszarowe mozaiki rejonów zdjęć. Otrzymano wydrukowane kopie spektralnych i termowizyjnych (cieplnych) obrazów z rejonu zdjęć oraz przeprowadzono ocenę dokładności opisania badanej powierzchni w zakresie widzialnym i podczerwieni. Znaczenie dla praktyki: W efekcie działalności Ministerstwa ds. sytuacji nadzwyczajnych Republiki Białorusi, opracowany system „AVIS” pozwala na: zapewnienie w celach operacyjnych generowania schematów map obszarów cieplnych pożarów lasów i torfowisk w warunkach znacznego zadymienia; określanie skali wycieków z rurociągów ropy i innych, ocenianie ich skutków; generowanie schematów map zatopionych obszarów i uszkodzeń od huraganów; generowanie profilów obszarów cieplnych rurociągów, tras cieplnych na terenach mieszkalnych i obiektach przemysłowych, ocenianie strat w uprawach rolniczych wywołanych czynnikami natury (przymrozki, susze, powodzie itp.).

Słowa kluczowe

EN

aerospace monitoring; spectra-zonal system; emergencies; spectroradiometer; thermal images

PL

monitoring aerokosmiczny; system spektrostrefowy; sytuacje nadzwyczajne; spektroradiometr; zdjęcia termowizyjne

• Wydawca: Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej im. Józefa Tuliszkowskiego - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza
• Rocznik: 2014
• Tom: Nr 2
• Strony: 105--114
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., il.

Twórcy

autor

Beliaev B. I.

• Institute of Applied Physical Problems of A.N. Sevchenko of Belarus State University

autor

Sosenko V. A.

• Institute of Applied Physical Problems of A.N. Sevchenko of Belarus State University

autor

Beliaev Y. V.

• Institute of Applied Physical Problems of A.N. Sevchenko of Belarus State University

autor

Chumakov A. V.

• Institute of Applied Physical Problems of A.N. Sevchenko of Belarus State University

autor

Sizikov A. S.

• The Establishment «Research Institute of Fire Safety and Emergencies» of the Ministry for Emergency Situations of the Republic of Belarus, Minsk, Soltisa str, 183a

Bibliografia

• 1. Beliaev, B.I. Opticheskoe distantcionnoe zondirovanie, v: B.I. Beliaev, L.V. Katkovskii. – Minsk: BGU, 2006. – 455 s.
• 2. Bespilotnye letatelnyie apparaty: primenenie v tceliakh aerofotosemki dlia kartografirovaniia [elektronnyi resurs]. – Rezhim dostupa: http://shhshhshh.racurs.ru/?page=681. – Data dostupa: 15.04.2012.
• 3. Semka i obrabotka izobrazhenii aviacionnoi sistemy kontrolia chrezvychainykh situacii / B.I. Beliaev [i dr.], v: Zhurn. prikl. Spektroskopii. – 1998. – T. 65. – № 2. – S. 128-131.
• 4. Pribory i metody aerokosmicheskogo distantcionnogo zondirovaniia prirodnykh obektov / B.I. Beliaev [i dr.] // Zhurn. prikl. Spektroskopii. – 2000. – T. 67. – № 4. – S. 141-152.
• 5. Katkovskii, L.V. Primenenie aviatcionnoi sistemy kontrolia ChS dlia otcenki pozharnoi opasnosti lesov, obnaruzheniia pozharov i otcenki ikh posledstvii. / L.V. Katkovskii // Doklady BGUIR. – 2010 g. – № 6 (52). – S. 5-13.
• 6. Semka i obrabotka izobrazhenii aviatcionnoi sistemy kontrolia chrezvychainykh situacii, v: B.I. Beliaev [i dr.] // Kosmichna nauka i tehnologiia. – 2010. – T. 6. – № 2. – S. 41-45.
• 7. Perspektivy razvitiia tekhnicheskikh sredstv distantcionnogo zondirovaniia Zemli dlia monitoringa chrezvychainykh situacii / A.S. Sizikov [i dr.] // Zhurn. Chrezvychainye situatcii: preduprezhdenie i likvidatciia. – 2012. - № 1 (31). – S. 20-36.
• 8. Beliaev, B.I. Apparatura distantcionnoi spektrometrii / Beliaev B.I. [i dr.] // Spektroskopiia plazmy i prirodnykh obektov / pod. red. V.I. Arkhipenko, V.S. Burakova, A.F. Cherniavskogo. – Minsk: Belorusskaia nauka, 2007. – Gl. 6. – S. 305 349 (488 s.).
• 9. Beliaev, B.I. Sozdanie aviatcionnoi spektrozonalnoi sistemy «AVIS» dlia aerokosmicheskogo monitoringa territorii / Beliaev B.I. [i dr.] // Prikladnyie problemy optiki, informatiki, radiofiziki i fiziki kondensirovannogo sostoianiia: materialy Mezhdunar. nauch.-prakt. konf., posvashchennoi 40-letiiu NIIPFP im. A.N. Sevchenko BGU, 28 fevralia 2011 g. / NIIPFP im. A.N. Sevchenko BGU; red. kol.: V.I. Popechic [i dr.]. – Minsk 2011. S. 13 14.
• 10. Evraziiskii patent № 013800. Aviatcionnyi opticheskii kompleks vysokogo prostranstvennogo i spektralnogo razresheniia s avtomaticheskim adaptivnym upravleniem / Beliaev B.I., Katkovskii L.V., Hvalei S.V. – № 200900899; zaiavl. 08.04.2009 g.; opubl. 30.06.2010 g.
• 11. Spektroradiometr MS-14 dlia bloka opticheskikh datchikov aviatcionnoi sistemy «AVIS». / Krot Iu.A., Beljaev Iu.V., Kkomicevich A.D., Domaratckii A.V. // Priborostroenie-2011: materialy 4-j Mezhdunar. nauch.-prakt. konf., Minsk, BNTU, 16 18 noiabria 2011 g. / BNTU; red. kol.: O.K. Gusev [i dr.]. – Minsk, 2011. S. 100 101.