Πληροφοριακά Συστήματα Διαχείρισης Δασικών Πυρκαγιών

Transcript

1 Πληροφοριακά Συστήματα Διαχείρισης Δασικών Πυρκαγιών Γιώργος Ευτυχίδης ασολόγος

2 Τι είναι τα ΠΣΔΠ? Συστήματα πληροφορικής που χρησιμοποιούνται για την υποστήριξη του έργου της διαχείρισης των πυρκαγιών. Αναπτύσσονται με σκοπό να ενσωματώσουν την επιστημονική γνώση και τη σύγχρονη τεχνολογία στη διαχείριση των δασικών πυρκαγιών Αποτελούνται από υλικό και λογισμικό και λειτουργούν στο πλαίσιο του επιχειρησιακού σχεδιασμού της δασοπροστασίας

3 Τι εννοούμε διαχείριση δασικών πυρκαγιών? Οι πυρκαγιές αποτελούν φυσικό παράγοντα των μεσογειακών δασών που η παρουσία του δημιουργεί προβλήματα στην ανθρώπινη (οικονομική) δραστηριότητα Η διαχείριση των πυρκαγιών αναφέρεται σε ένα οργανωτικό πλαίσιο και κατάλληλα μέτρα και ενέργειες που έχουν σκοπό να μειώσουν τις επιπτώσεις τους (οικολογικές, οικονομικές, κοινωνικές..) Η διαχείριση περιλαμβάνει όλες τις φάσεις δηλ. πρόληψη, καταστολή και αποκατάσταση. Κύριες τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται για την ανάπτυξη των ΠΣΔΠ είναι ΓΠΣ (GIS) και GPS Μοντελοποίηση και Προσομοίωση Μετάδοση δεδομένων Αισθητήρες Internet

4 Αντικείμενο της διαχείρισης του προβλήματος των δασικών πυρκαγιών Εντοπισμός πυρκαγιών επέμβαση) πυρκαγιών (ανίχνευση, αναγγελία, αρχική Εκτίμηση κινδύνου (επικινδυνότητα, τρωτότητα, κίνδυνος) Εκτίμηση συμπεριφοράς δριμύτητα) συμπεριφοράς (ταχύτητα διάδοσης, Προκατασταλτικά μέτρα δυνάμεων..) Συντονισμός καταστολής δρομολόγηση,..) Εκτίμηση επιπτώσεων Μέτρα αποκατάστασης μέτρα (χειρισμοί καυσίμων, διασπορά καταστολής (παρακολούθηση δυνάμεων,

5 Κύκλος ζωής του επεισοδίου πυρκαγιάς

6 Τηλεανίχνευση δασικών πυρκαγιών Τηλεανίχνευση πυρκαγιάς Αυτομάτος εντοπισμός εστιών πυρκαγιάς Μετάδοση δεδομένων συναγερμών Μετάδοση εικόνας video Τηλεμετρική διαχείριση σταθμών παρατήρησης Σύνδεση με GIS

7 Πλατφόρμες εντοπισμού Επίγειοι σταθεροί σταθμοί παρατήρησης Μεταφερόμενες μονάδες παρατήρησης Παρατήρηση από εναέρια μέσα Διαστημικές πλατφόρμες

8 Τεχνολογίες εντοπισμού Υπέρυθροι αισθητήρες Εντοπίζουν την πηγή εκπομπής θερμότητας Ακριβοί, περιορισμένοι ψεύτικοι συναγερμοί, LOS Οπτικά συστήματα Εντοπίζουν το κινούμενο-αυξανόμενο ίχνος του καπνού την ημέρα και τη διαφορά έντασης φωτισμού τη νύχτα Φθηνότερα συστήματα με δυνατότητα έγχρωμης λειτουργίας την ημέρα και ασπρόμαυρης (κοντινό υπέρυθρο) τη νύχτα Ραδιόμετρα Εντοπίζουν τα ραδιομετρικά χαρακτηριστικά του καπνού Υβριδικά συστήματα Συνδιασμός των παραπάνω LIDAR (LIght Detection and Ranging Systems) Μετρούν την ανάκλαση δέσμης laser πάνω στα σωματίδια του καπνού Ακριβοί, περιορισμένοι ψεύτικοι συναγερμοί, LOS

9 Αισθητήρες ανίχνευσης

10 Μεταφερόμενος σταθμός τηλεανίχνευσης

11 Τηλεανίχνευση Η διαφορά μεταξύ τηλεανίχνευσης και παρατήρησης είναι ότι αντί περισσότερων πυροφυλάκων χρησιμοποιείται ένας έμπειρος παρατηρητής στο κέντρο ελέγχου. Πλεονεκτήματα αποτελούν οι συνθήκες εργασίας, οι τεχνικές δυνατότητες του συστήματος και η έλλειψη έμπειρων παρατηρητών

12 Οπτική παρατήρηση Εντοπισμός καπνού με οπτική παρατήρηση στο αρχικό στάδιο εκδήλωσης. Ο καπνός εντοπίζεται σε ύψος μεγαλύτερο του υψηλότερου εμποδίου που υπάρχει στο οπτικό πεδίο του παρατηρητή. Αυτό σημαίνει ανάλογη καθυστέρηση μεταξύ εκδήλωσης και ανίχνευσης

13 Περιφερειακοί Σταθμοί Παρατήρησης Οι ΠΣΠ είναι απομακρυσμένες θέσεις κατάλληλα επιλεγμένες για την ορατότητα και την επικοινωνιακή τους δυνατότητα. Συνήθως είναι θέσεις πυροφυλακίων ή θέσεων θέας. Η κατασκευή μπορεί να είναι βαρέως τύπου μέχρι μεταφερόμενοι ανάλογα με τις φυσικές και περιβαλλοντικές συνθήκες και απαιτήσεις. Στους ΠΣΠ εγκαθίσταται εξοπλισμός εικονοληπτών, αναμεταδοτών, μετεωρολογικών αισθητήρων, τροφοδοσίας. Λόγω του απομακρυσμένου της θέσης τους οι ΠΣΠ πρέπει να είναι ενεργειακά και επικοινωνιακά αυτόνομοι. Παράλληλα πρέπει να υπάρχει η δυνατότητα τηλεχειρισμού του εξοπλισμού.

14 Ημερήσια και Νυχτερινή όραση Ημερήσια όραση Νυχτερινή όραση σε ΓΠΣ Νυχτερινή όραση

15 Το Επιχειρησιακό Κέντρο Τοπικό κέντρο Κέντρο διαχείρισης Κέντρο παρακολούθησης Περιφερειακό κέντρο (Συντονιστικό)

16 Λογισμικό τηλεανίχνευσης Συνδιάζει τηλεχειρισμό του εξοπλισμού του ΠΣΠ, λειτουργίες διαχείρισης της εικόνας, Videoλειτουργίες και Διαχείριση ΓΠΣ

17 Ανάλυση ορατότητας Σκοπό έχει να λύσει το πρόβλημα της αριστοποίησης του αριθμού των μονάδων παρατήρησης (απαιτούνται τρεις τουλάχιστον για τον υπολογισμό ακριβούς θέσης) σε σχέση με την επιφάνεια κάλυψης (χρησιμοποιούνται κριτήρια βαρύτητας για τις περιοχές ενδιαφέροντος)

18 Αυτόματοι Μετεωρολογικοί Σταθμοί Αισθητήρες Καταχωρητής δεδομένων Επικοινωνία (GSM, GPRS, Wireless) Τροφοδοσία (φωτοβολταικά, ανεμογεννήτριες, fuel cells)

19 Εφαρμογή ΑΜΣ

20 Δομή ΠΣΔΠ Χάρτης κινδύνου (Καναδικός και Πορτογαλικός δείκτης) Μετεωρολογικά δεδομένα Π.Σ.Δ.Π Χάρτης εξάπλωσης πυρκαγιάς Δεδομένα από συμβατικούς χάρτες Χάρτης κατανομής δυνάμεων Δεδομένα απότομέτωπο της πυρκαγιάς Πληροφόρηση Τοπικών και Περιφερειακών αρχών

21 Εφαρμογή F.M.I.S. στο Ν.Ηρακλείου Κρήτης Σύστημα αυτόματου εντοπισμού πυρκαγιάς Ραδιόμετρο Α.Μ.Σ. 1 F.M.I.S. Α.Μ.Σ. 2 Κινητές μονάδες (GPS) Σύστημα F.M.I.S. Κονσόλα Εντοπισμού πυρκαγιών F.M.I.S. Web server

22 Γεωγραφικό Σύστημα Διαχείρισης Πυρκαγιών Χάρτες πυρολογικών δεδομένων Μετεωρολογικοί χάρτες Χάρτες Εκτίμησης κινδύνου Ταχύτητα εξάπλωσης πυρκαγιάς Ένταση μετώπου Επιπτώσεις πυρκαγιών

23 Θεματική χαρτογραφία πυρκαγιών Στατική πληροφόρηση Τυποποίηση και Χαρτογράφηση δασικών καυσίμων Θεματικοί χάρτες πυρκαγιών Τοπογραφική πληροφόρηση Δυναμική πληροφόρηση Μετεωρολογία (θερμοκρασία, σχ.υγρασία, άνεμος) Κίνδυνος πυρκαγιάς Ταχύτητα εξάπλωσης, ένταση πυρκαγιάς

24 Θεματικοί χάρτες Χάρτης καυσίμων Χρήσεις γης Χάρτης κλίσεων

25 Διαχείριση μετεωρολογικών δεδομένων

26 Χρήση δορυφορικών υποβάθρων

27 Τυποποίηση δασικής καύσιμης ύλης Τύποι ΠΡΟΜΗΘΕΑΣ

28 χαρτογράφηση και χαρτογράφηση δασικών δασικών καυσίμων καυσίμων Τυποποίηση Τυποποίηση και

29 Χαρτογράφηση δασικής καύσιμη ύλης

30 Μετεωρολογικοί χάρτες Χάρτης κατανομής θερμοκρασίας Δημιουργούνται με βάση τα δεδομένα από τους ΑΜΣ και μοντέλα χωρο-χρονικής παρεμβολής

31 Εκτίμηση κινδύνου πυρκαγιάς Προέλευση Δομικός κίνδυνος πυρκαγιάς Μετεωρολογικός κίνδυνος Ανθρωπογενής κίνδυνος Κλίμακα Επίπεδο ΕΕ Εθνικό Περιφερειακό Τοπικό επίπεδο

32 Εκτίμηση κινδύνου έναρξης πυρκαγιάς

33 Χάρτης κινδύνου πυρκαγιάς Δείκτες κινδύνου Κλάσεις κινδύνου Χρωματικός κώδικας Σύνδεση με μέτρα

34 Εκτίμηση συμπεριφοράς και προσομοίωση εξάπλωσης

35 Εισαγωγή μετεωρολογικών δεδομένων Τα δεδομένα μπορεί να εισάγονται αυτόματα σε περίπτωση λειτουργίας δικτύου μετεωρολογικών σταθμών

36 Στοιχεία από δίκτυο ΑΜΣ Δυνατότητα αλλαγής των στοιχείων πριν τη χρήση για εξυπηρέτηση εκπαιδευτικών σκοπων και ανάλυση σχεδιασμού

37 Υπολογισμός πεδίου ροής ανέμου σε δασικές περιοχές

38 Ορισμόςπαραμέτρων προσομοίωσης

39 Προσομοίωση πυρκαγιών Με δεδομένο το σημείο ή τη γραμμή έναρξης της πυρκαγιάς ο προσομοιωτής συνεκτιμώντας την τοπογραφία, τις τρέχουσες μετεωρολογικές συνθήκες και τον τύπο της δασικής καύσιμης ύλης εκτιμά την εξάπλωση στο χώρο και το χρόνο

40 Χαρακτηριστικά πυρκαγιάς Πληροφορίες για την εκτίμηση της εξέλιξης της πυρκαγιάς ανά τακτά χρονικά δίνονται στον διαχειριστή της πυρκαγιάς. Οι εκτιμήσεις και οι αποφάσεις έιναι πάντα του συντονιστή. Ο προσομοιωτής προσφέρει απλώς εκτιμήσεις με ένα συστηματικό τρόπο.

41 Εκτίμηση χρόνου άφιξης Ο προσομοιωτ ης μπορεί να δώσει εκτιμήσεις από υπολογισμούς που ενδιαφέρουν τη λήψη αποφάσεων σε περίπτωση έκτακτων καταστάσεων.

42 Προσομοίωση ταυτόχρονων πυρκαγιών Για την ικανοποίηση επιχειρησιακών αναγκών ο προσομοιωτής θα πρέπει να έχει τη δυνατότητα ταυτόχρονης επεξεργασίας περισσότερων ταυτόχρονων εστιών.

43 Ορισμός ταυτόχρονων εστιών διαφορετικού τύπου

44 Ταυτόχρονη εξάπλωση πυρκαγιών

45 Υποστήριξη Συντονισμού

46 Υποστήριξη συντονισμού Παρακολούθηση οχημάτων Συντονισμός Με τη χρήση τεχνολογίας GPS/GPRS είναι δυνατή η παρακολούθηση και η καθοδήγηση των πυροσβεστικών οχημάτων στις θέσεις εκδήλωσης πυρκαγιάς και διασποράς δυνάμεων Φωνής, θέσης, εικόνας κα Επικοινωνία Ο συντονιστής έχει τη δυνατότητα να εκτιμήσει την εξάπλωση και να διασπείρει κατάλληλα τις διαθέσιμες δυνάμεις

47 Έλεγχος αξιοπιστίας και προσαρμοστικές ρυθμίσεις προσομοιωτή

48 Βάλια Κάλντα Συλλογή δεδομένων

49 Ανάλυση πυρκαγιάς

50 Προσομοίωση της εξάπλωσης

51 Σενάρια και ρυθμίσεις

52 Περιορισμοί προσομοιωτών Η προσομοίωση μπορεί να δώσει χρήσιμααποτελέσματαστοπρώτο διάστημα της πυρκαγιάς (5-6 ώρες). Για μεγαλύτερη διάρκεια χρειάζονται πιό εξελιγμένες εφαρμογές που να παίρνουν υπ όψιν τους την επέμβαση του μηχανισμού Καταστολής και τις μεταβολές του ανέμου. Οι εφαρμογές αυτές απαιτούν δεδομένα τα οποία είναι δύσκολο να διατίθενται Επιχειρησιακά και φυσικά μοντέλλα που απαιτούν τεράστια υπολογιστική ισχύ

53 Πυρκαγιά Πεντέλης Ιουλίου

54 Πεντέλη / / /

55 Ο προσομοιωτής FMIS στην Κίνα

56 Υπηρεσίες FMIS στο Internet Παροχή πληροφοριών σε χρήστες με πρόσβαση σε web Υπηρεσία για Ημερήσιο Χάρτη Επικινδυνότητας Πυρκαγιάς Εξυπηρέτηση αιτήματος εκτίμησης της συμπεριφοράς και εξάπλωσης συγκεκριμένης πυρκαγιάς και αποστολή χάρτη με e- mail στο χρήστη Ενημέρωση και συστάσεις για τεχνολογίες προστασίας σπιτιών και κατασκευών απο τις δασικές πυρκαγιές

57 Ο χρήστης ορίζει μία εστία έναρξης πυρκαγιάς με το ποντίκι ή με γεωγραφικές συντεταγμένες

58 Υποβολή στοιχείων μέσω Ιντερνετ Φόρμα υποβολής στοιχείων για την εκτίμηση της εξάπλωσης πυρκαγιάς μέσω Internet

59 Πληροφόρηση μέσω Ο χρήστης παίρνει με την εικόνα της εξάπλωσης και τα χαρακτηριστικά της πυρκαγιάς (ταχύτητα μετάδοσης, ύψος φλόγας, ένταση κ.α.).) σε πίνακα.

60 Γεωγραφική ανάλυση για την εκτίμηση επιπτώσεων πυρκαγιάς

61 Επιπτώσεις στη δασική βλάστηση

62 Ένταση πυρκαγιάς

63 Εκτίμηση νέκρωσης βλάστησης

64 Αναγέννηση και αποκατάσταση

65 Επιπτώσεις στο έδαφος

66 Δυναμικό κάλυψης

67 Εκτίμηση κινδύνου διάβρωσης

68 Εκτίμηση κινδύνου πλημμυρικής παροχής

69 Συμπεράσματα-προβληματισμοί προβληματισμοί Οι πυρκαγιές αποτελούν κοινωνικό και πολιτικό πρόβλημα Η κλιματική αλλαγή θα εντείνει τα προβλήματα των πυρκαγιών τα επόμενα χρόνια. Θα επιμηκυνθεί η περίοδος των πυρκαγιών, οι πυρκαγιές θα γίνουν πιο γρήγορες και θα έχουν μεγαλύτερη ένταση. Η τεχνολογία μπορεί να προσφέρει πολλές λύσεις για την υποστήριξη της διαχείρισης και της προστασίας. Η επιλογή της καταλληλότερης διαθέσιμης λύσης σε κάθε περίπτωση είναι πολύ σημαντική Η πολιτική της καταστολής δημιουργεί ένα φαύλο κύκλο καθώς η αποτελεσματική καταστολή στη διάρκεια ενός χρόνου συσσωρεύει βιομάζα και επομένως μεγαλύτερο δυναμικό για την επόμενη πυρκαγιά. Ανά 2-5 χρόνια το δυναμικό ξεπερνάει τις δυνατότητες του μηχανισμού δασοπυρόσβεσης και ο κύκλος κλείνει με μεγάλες καμένες εκτάσεις. Η πρόληψη είναι η πλέον ορθολογική προσέγγιση για την αντιμετώπιση του προβλήματος σε βάθος χρόνου. Πρόληψη όμως σημαίνει ότι οι πυρκαγιές και η διαχείρισή τους μας απασχολούν ολόκληρο τον χρόνο και όχι μόνο τους καλοκαιρινούς μήνες.