Декабрь 2016 г. Выполнен пятый этап проекта.

   На 5-м этапе ПНИ была проведена оценка и обобщение результатов, полученных в ходе выполнения исследований.
Проведенная оценка эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем показала, что разработанные методы и технологии представляют принципиально новые способы прогнозирования состояния атмосферы при природных пожарах и обладают высокой конкурентоспособностью, что позволяет использовать результаты, полученные в настоящих ПНИ, в дальнейших исследованиях и ОКР. Полученные в ходе выполнения ПНИ результаты можно считать высокоэффективными, согласно всем критериям, применяемым к оценке прикладных научных исследований.
   Был проведен анализ выполнения требований Технического задания на ПНИ, который показал, что согласно всем критериям, применяемым к оценке научных исследований, результаты, полученные в ходе выполнения работ по проекту, являются полными и в полном объеме удовлетворяют требования ТЗ к выполняемым работам, к разрабатываемой документации.
   Была проведена технико-экономическая оценка рыночного потенциала полученных результатов, основанная на системе экономических показателей, которая продемонстрировала высокий научно-технический уровень разработок по проекту и высокий рыночный потенциал полученных результатов, и соответственно их экономическую привлекательность.
   Проведенные с целью изучения перспектив коммерциализации РИД, полученных при выполнении ПНИ, маркетинговые исследования позволили установить, что маркетинговая стратегия по предлагаемому проекту основывается на концепции интеграции технологий, реализованных в виде программного обеспечения, баз данных, методов, комплексных решений с применением предлагаемых продуктов, созданием информационно-аналитических систем.
   Были предложены подходы по коммерциализации и внедрению полученных РИД, которые позволят решить проблему сохранения и развития научно-технического потенциала, сформировать инвестиционную привлекательность организации-разработчика, собственные источники финансирования капитальных вложений.
   В рамках разработки предложений по дальнейшей реализации и внедрению результатов проведенных ПНИ разработан проект технического задания на проведение ОКР по созданию системы для оценки объемов эмиссий и распространения углеродсодержащих газовых компонент и аэрозолей в воздушной среде, возникающих при природных пожарах, по данным космического мониторинга, который определяет основные технические, конструктивные, технико-экономические требования к системе, ее потребительские свойства и эффективность применения, перечень необходимых документов, порядок сдачи и приемки результатов разработки и т.д.
   Были проведены дополнительные патентные исследования, в рамках которых выполнен анализ научно-технической, конъюнктурной, нормативной документации, а также материалов государственной регистрации с целью выявления технического уровня и основных тенденций развития объекта исследований. Отчёт

Август - Сентябрь 2016 г. Проверка и экспертиза отчетного материала по 4-му этапу.

Август 2016 г.  Подана заявка на патент № 2016132406 от 05.08.2016.

Июнь 2016 г. Выполнен четвертый этап проекта. Подготовлены отчетные материалы.

   На 4-м этапе выполнения проекта получены следующие основные результаты:
1. Проведены экспериментальные исследования Макета системы для оценки объемов эмиссий и распространения углеродсодержащих газовых компонент и аэрозолей, продемонстрировавшие на практике возможности функциональных подсистем и программных модулей Макета системы и подтвердившие выполнение установленных Техническим заданием (ТЗ) требований.
   Проведенные экспериментальные исследования подтвердили следующие возможности Макета системы:
- получения данных от внешних источников и реализации функций сбора и предварительной обработки данных, полученных аппаратурой MODIS (Terra, Aqua), AIRS(Aqua) и OMI(Aura) с помощью Модуля КД, что удовлетворяет условиям пунктов 4.1.1.1-4.1.1.3, 4.1.7.4, 4.2.1 ТЗ;
- расчета объемов эмиссий углеродсодержащих газовых компонент (СО, СО2) и аэрозолей в воздушной среде при природных пожарах с учетом коэффициентов эффективности для различных типов растительности с помощью Модуля КМ (п. 4.1.1.4 ТЗ);
- построения карт распространения углеродсодержащих газовых компонент (СО, СО2) и аэрозолей в воздушной среде и выявления изменений концентрации углеродосодержащих газовых компонент (CO, CO2) с помощью Модулей KA и KO (выполнено требование ТЗ п. 4.1.1.5);
- расчета концентраций углеродосодержащих газовых компонент (CO, CO2) по данным прибора AIRS (спутник Aqua), которые позволяют проанализировать состояние воздушной среды в пожароопасный период. Что подтверждает выполнение требования ТЗ п. 4.1.7.5;
- получения информационные продукты в виде геопривязанных карт распространения аэрозолей в пожароопасный период (выполнено требование ТЗ п. 4.1.1.5, 4.1.1.6).
2. По полученным в результате экспериментальных исследований модуля тематической обработки данных о состоянии воздушной среды, получаемых прибором MODIS (Модуля КМ) данным для выбранных тестовых участков: Дальневосточного федерального округа и Сибирского федерального округа Российской Федерации и Северо-Восточной части Китая построены гистограммы, отражающие распределения площадей природных пожаров и объёмов эмиссий CO, CO2 и PM2,5 для тестовых участков в период с апреля по октябрь 2010-2015 гг.
3. В результате экспериментальных исследований модуля тематической обработки данных о состоянии воздушной среды (Модуля КА) по космическим данным, полученным с прибора AIRS (спутник Aqua), построены карты, показывающие распространения оксида и диоксида углерода (СО, CO2) в пожароопасный период с апреля по октябрь 2010-2015 гг. для выбранных тестовых участков.
4. По результатам проведенных экспериментальных исследований модуля тематической обработки данных о состоянии воздушной среды (Модуля КО) построены карты, показывающие распространения аэрозолей в воздушной среде, возникающих при природных пожарах, по данным, полученным прибором OMI (КА Aura) в период с апреля по октябрь 2014, 2015гг. для выбранных тестовых участков.
5. Сформирован фрагмент Базы данных результатов оценки объемов эмиссий и распространения углеродсодержащих газовых компонент и аэрозолей в воздушной среде при природных пожарах для тестовых участков территории Российской Федерации, полученных по данным дистанционного зондирования, включивший в себя исходные космические данные, полученные со следующих космических аппаратов: КА Terra (аппаратура MODIS), КА Aqua (аппаратура MODIS, AIRS), КА Aura (аппаратура OMI), предварительно обработанные данные, результаты тематической обработки, а также их визуализацию. Общий объем сформированного фрагмента БД на настоящий момент составляет порядка 2 Гб (~20 000 файлов).
   Сформированный фрагмент БД наглядно показывает возможность оперативного доступа к полученным результатам, обобщения и анализа большой группы данных, полученных при оценке объемов эмиссий и распространения углеродсодержащих газовых компонент и аэрозолей в воздушной среде при природных пожарах.
6. В соответствии с Техническим заданием и Планом графиком выполнения ПНИ иностранным партнером Институтом дистанционного зондирования и цифровой Земли Китайской академии наук (RADI) на 4-м этапе ПНИ проведены исследования методик и технологий измерения и оценки объема эмиссий малых газовых компонент (СО, СО2), а также анализ распределения малых газовых компонент (СО, СО2) в тестовых районах Китая. Отчёт

Апрель 2016 г. Результаты проекта представлены на конференции «АЭРОКОСМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ЛЕСОВЕДЕНИИ, ЛЕСНОМ ХОЗЯЙСТВЕ И ЭКОЛОГИИ», г. Москва, Российская Федерация.

На 3-м этапе выполнения проекта получены следующие основные результаты:
1. Разработаны методы оценки объемов эмиссий и распространения углеродсодержащих газовых компонент (СО и СО2) и аэрозолей в воздушной среде при природных пожарах, которые позволят обеспечить:
- регулярную оперативную оценку объёмов эмиссий различных газовых примесей и аэрозолей, являющихся результатом природных пожаров, по спутниковым данным с различных космических аппаратов (Terra, Aqua, NOAA, Suomi-NPP, Метеор-М и др.) с учётом различий между типами подстилающей поверхности;
- более точную регулярную оценку объёмов эмиссий с использованием уточнённых данных о площадях пожаров, получаемых на основе спутниковых изображений низкого и среднего пространственного разрешения;
- более точную оперативную оценку объёмов эмиссий за счёт уточнения количества сгораемой биомассы по энергетическим параметрам природных пожаров;
- анализ сезонной динамики эмиссий различных газовых примесей и аэрозолей, являющихся результатом природных пожаров;
- регулярные наблюдения за изменением ежемесячных распределений эмиссий CO, СО2 и аэрозолей и их распространением от природных пожаров;
- анализ динамики эмиссий газовых примесей CO, СО2 и аэрозольного загрязнения в пожароопасный период путем сопоставления полученных данных с картой растительности и площадями территорий, пройденных огнем.
2. Осуществлен сбор, систематизация и предварительная обработка данных космического мониторинга, поступающих со спутников Terra, Aqua, NOAA, Aura и Метеор-М в соответствии с разработанной на предыдущем этапе работ технологией сбора и обработки данных.
   Для выбранных тестовых участков за период с апреля по октябрь 2010-2015 гг было собрано и систематизировано около 12 тысяч космических изображений, полученных прибором MODIS спутников Terra и Aqua, около 5 тысяч космических изображений, полученных прибором AVHRR спутников серии NOAA, более 100 информационных продуктов, полученных приборами AIRS спутника Aqua и прибором OMI спутника Aura.
3. Разработан Макет системы для оценки объемов эмиссий и распространения углеродсодержащих газовых компонент и аэрозолей в воздушной среде, возникающих при природных пожарах, реализующий разработанные методы и технологии, который обеспечивает оценку объемов эмиссий углеродсодержащих газовых компонент (СО, СО2) и аэрозолей в воздушной среде при природных пожарах по данным космического мониторинга, включающий в свой состав следующее специальное программное обеспечение:
- модуль сбора и предварительной обработки данных, получаемых от внешних источников;
- модуль конвертации данных и их ввод в Базу данных;
- модуль управления данными базы данных;
- модуль удаленного доступа к базе данных и визуализации данных;
- модуль тематической обработки данных о состоянии воздушной среды, полученных прибором MODIS (КА Terra, Aqua);
- модуль тематической обработки данных о состоянии воздушной среды, полученных прибором AVHRR (КА NOAA);
- модуль тематической обработки данных о состоянии воздушной среды, полученных прибором AIRS (Aqua);
- модуль тематической обработки данных о состоянии воздушной среды, полученных прибором OMI (Aura).
4. Разработана техническая документация на Макет системы для оценки объемов эмиссий и распространения углеродсодержащих газовых компонент и аэрозолей, определяющая состав и устройство оборудования, входящего в состав Макета системы, а также определяющая правила пользования оборудованием и отражающая данные, удостоверяющие требуемые значения основных параметров и характеристик, гарантии и сведения по его эксплуатации в течение установленного срока службы.
5. Разработана программа и методика экспериментальных исследований Макета системы для оценки объемов эмиссий и распространения углеродсодержащих газовых компонент и аэрозолей, определяющая цели проведения таких исследований, способы проверки Макета системы в целом, а также его отдельных компонентов в виде Программных модулей, позволяющая оптимизировать объем экспериментальных исследований и повысить их точность.
6. В рамках 3-го этапа проекта проведены дополнительные патентные исследования.
7. В соответствии с Техническим заданием и Планом графиком выполнения ПНИ иностранным партнером Институтом дистанционного зондирования и цифровой Земли Китайской академии наук (RADI) на 3-м этапе ПНИ проведены исследования алгоритмов определения динамики эмиссий углеродсодержащих газов (СО, СО2) на основе данных космического мониторинга над поверхностью суши, а также валидация полученных результатов.
На рисунке 1 представлена функциональная схема космического мониторинга с использованием ПО Макета системы для оценки объемов эмиссий и распространения углеродсодержащих газовых компонент и аэрозолей.

Рисунок 1- Технологическая схема сбора и обработки и хранения спутниковых данных

     На 1-м этапе выполнения проекта получены следующие основные результаты:

- Аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы.

- Выбор и обоснование направления исследования.

- Анализ и обобщение результатов ПНИ по 1 этапу.

- Патентные исследования по ГОСТ 15.011-96.

     Проведен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы о состоянии исследований в области разработки методов и технологий оценки объемов эмиссий и распространения углеродсодержащих газовых компонент и аэрозолей в воздушной среде по данным космического мониторинга.

     В ходе аналитического обзора в соответствии с ТЗ проанализировано более 200 научно-информационных источников за период 2004 – 2014 гг. Рассмотрены основные источники природных эмиссий углеродсодержащих газовых компонент и аэрозолей в воздушную среду. Проанализированы особенности природных пожаров, являющихся основным источниками эмиссий углеродсодержащих газовых компонент и аэрозолей в атмосферу. Проведен аналитический обзор существующих космических методов и технологий мониторинга и прогнозирования состояния воздушной среды при природных пожарах. Рассмотрены методы расчёта объёмов эмиссий углеродсодержащих газовых компонент и аэрозолей с использованием космических данных о пожарах.

     Проанализированы возможности и приведены примеры использования различных космических методов и средств для оценки объемов эмиссий и распространения углеродсодержащих газовых компонент и аэрозолей в воздушной среде по данным космического мониторинга.

     Разработаны варианты возможных решений поставленных задач и проведена их сравнительная оценки, выбраны и обоснованы пути проведения прикладных научных исследований.

     Проведены патентные исследования в соответствии с ГОСТ 15.011-96, которые позволят обеспечить патентную чистоту, при разработке методов и технологий оценки объемов эмиссий и распространения углеродсодержащих газовых компонент и аэрозолей в воздушной среде по данным космического мониторинга.  Отчёт

Рисунок 1 - Распределение эмиссий CO на территории Сибири в июле 2010 года по данным AIRS.

Далее