Устройство для определения класса пожарной опасности в лесу

 

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к охране лесов от пожара, и может использоваться в авиационной охране лесов для оперативной оценки текущей пожарной опасности в лесах на больших лесных территориях. Целью изобретения является повышение точности определения класса пожарной опасности путем исключения помехи от полога леса. Для этого устройство снабжено вычислителем радиояркостной температуры полога леса и блоком вычитания.1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 А 62 С 3/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3

О

1 (Я ! с,0

1 > (. (21) 4796633/12 (22) 20,12.89 (46) 30,04..92. Бюл, 1ч 16 (71) Институт леса и древесины им. В.Н.Сукачева и Омский городской центр Научнотехнического творчества молодежи

"Пул ьсар" (72) B.Н.Амбарников, А,Н.Елагин, Н.Ф.Подковко, В,И.Троицкий и Ю.К,Шестопалов (53) 634.0.43(088.8) (56) Кидряшев К.П., Саворский B.Ï, О статической оценке пожароопасности лесов по их радиотепловому излучению. — Радиотехника и электроника, т. 31, N 6, 1986, с. 12391241.

Изобретение относится к охране окружающей среды: охране лесов от пожаров и можно использовать в авиационной охране лесов для оперативной оценки текущей пожарной опасности на больших территориях.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения пожарной опасности в лесу, реализующее предложенный в способ, основанный на анализе характеристик радиотеплового излучения участка леса. Это устройство содержит последовательно соединенные антенну, радиометр, вычислитель радиояркостной температуры, вычислитель нормированных значений радиояркостной температуры, выход которого последова-. тельно соединен ко входу вычислителя среднего нормированного среднеквадратичного отклонения радиаяркостной температуры и. Ы 1729519 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КЛАССА ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ В ЛЕСУ (57) Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к охране лесов от пожара, и может использоваться в авиационной охране лесов для оперативной оценки текущей пожарной опасности в лесах на больших лесных территориях, Целью изобретения является повышение точности определения класса пожарной опасности путем исключения помехи от полога леса.

Для этого устройство снабжено вычислителем радиояркостной температуры полога леса и блоком вычитания. 1 ил. к первому входу вычислителя нормированного среднеквадратичного отклонения радиояркостной температуры, первый и второй входы вычислителя класса пожарной опасности соединены соответственно с выходом вычислителя нормированного среднеквадратичного отклонения радиояркостной температуры и вторым выходом вычислителя среднего нормированного значения радиояркостной температуры, причем первый выход последовательно соединен со вторым входом вычислителя нормированного среднеквадратичного отклонения радиояркостной температуры.

Недостатком устройства является необходимость введения дополнительной информации об относительной площади проективного покрытия напочвенного покрова пологом древостоя. В связи с тем, что оценка этого параметра с достаточной точ1729519 ностью представляет значительные трудности, погрешность определения класса пожарной опасности может достигать двух классов. Столь высокая погрешность делает нецелесообразным использование такого устройства.

Целью изобретения является повышение точности определения класса пожарной опасности путем исключения помехи от полога леса.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения класса пожарной опасности в лесу содержит последовательно соединенные антенну, радиометр, вычислитель радиояркостной температуры, а также вычислитель нормированных значений радиояркостной температуры, выходом соединенный со входом вычислителя среднего нормированного значения радиояркостной температуры и вычислителя нормированного среднеквадратичного отклонения радиояркостной температуры, первый и второй входы вычислителя класса пожарной опасности соединены соответственно с выходами вычислителя нормированного среднеквадратичного отклонения радиояркостной температуры и вычислителя среднего нормированного значения радиояркостной температуры, причем второй выход последнего соединен со вторым входом вычислителя нормированного среднеквадратичного отклонения радиоя ркостной температуры, отличающейся тем, что,с целью повышения точности определения класса пожарной опасности путем исключения помехи от полога леса дополнительно введены последовательно соединенные вычислитель радиояркостной температуры полога леса и блок вычитания, причем выход вычислителя радиояркостной температуры соединен со входом вычислителя радиояркостной температуры полога леса и вторым входом блока вычитания, первый вход вычислителя нормированных значений радиоя ркостной температуры соединен с выходом блока вычислителя, а второй с выходом вычислителя радиояркостной температуры.полога леса.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные антенну 1, радиометр 2, вычислитель значений радиояркостной температуры 3, к выходу которого подсоединены вход вычислителя значений радиояркостной температуры, соответствующих пологу древостоя 4, и первый вход вычитающего устройства 5, ко второму входу которого подсоединен первый выход вычислителя 4, второй выход вычислителя 4 и выход вычи20

35 ний радиояркостной температуры, соответствующих пологу древостоя 4. Алго40

55 тающего устройства 6 подсоединены соответственно к первому и второму входам вычислителя нормированных значений радиояркостной температуры, соответствующих непочвенному покрову 6, выход которого подсоединен ко входу вычислителя среднего значения нормированных величин

7 и к первому входу вычислителя среднеквадратичного отклонения 8, ко второму входу которого подключен первый выход вычислителя среднего значения нормированных величин 7, второй выход которого подсоединен ко второму входу вычислителя класса пожарной опасности 9, первый вход которого подсоединен к выходу вычислителя среднеквадратичного отклонения 8, а выход вычислителя класса пожарной. опасности 9 подсоединяется к индикатору

10, в качестве которого могут выступать цифровые табло, экран дисплея и другие.

Устройство работает следующим образом, Радиотепловое излучение исследуемого участка леса принимается антенной 1, радиометр 2 формирует на выходе сигнал, уровень которого пропорционален интенсивности применяемого радиотеплового излучения,. Вычислитель радиояркостных температур 3 преобразует выходной сигнал радиометра 2 в абсолютные значения радиояркостных температур с помощью стандартной процедуры калибровки

Найденные значения радиояркостных температур передаются в вычислитель значеритм работы последнего основан на том, что распределение радиояркостных температур полога древостоя хорошо описывается нормальным законом:

В/(тя) = . ехр (— " " ) (1) 2 л от 2 < Т где Т, — среднее значение радиояркостной температуры полога древостоя; сТ- дисперсия.

В реальном режиме работа вычислителя соотношение (1) берется с весовым коэффициентом, пропорциональным числу выборочных значений в соответствующем интервале Тя. Обозначим функцию выборочных значений радиояркостных температур Тя,1 на выходе вычислителя 4 через

П (ТМ).

Вычитающее устройство 5 формирует выборочное распределение радиояркостных температур Г(Тя,.), для чего его первый вход соединен с выходом вычислителя 3.

1729519 к(Т„ ) = — —

Г,.

1.01 T..i (3) 30

g к(Т,,1) к=

N (4) Kn=(K)=

Алгоритм работы вычитающего устройства следующий:

Г(Т,. ) — П (Т,.1) (2)

Найденная таким образом разность передается на второй вход вычислителя нормированных значений радиояркостной температуры соответствующих напочвенному покрову 6, à íà его первый вход пода- 10 ется значение Тя со второго входа вычислителя радиояркостных температур полога древостоя 4, Нормированные значения вычисляются следующим образом; 15

С выхода вычислителя нормированных 20 величин 6 найденные значения к(Т . ) поступают на вход вычислителя среднего значения нормированных величин 7 и на первый вход вычислителя 8 среднеквадратичного отклонения 0; на второй вход которого по- 25 ступает среднее значение нормированных радиояркостных температур к с выхода вычислителя 7. Алгоритмы работы вычислителей 7 и 8 следующие: 35

0 (g (/с(Тд ) к))2 (5) Со второго выхода вычислителя среднего значения 7 сигнал поступает на второй 40 вход вычислителя класса пожарной опасности 9, на первый вход которого подается среднеквадратичное отклонение ас выхода вычислителя 8. B вычислителе 9 класс пожарной опасности Kg вычисляется по фор- 45 муле:

0,035 + 0,0077 50

1 -к а Р (б)

5 при 55 где квадратные скобы означают округление до ближайшего целого числа. 55

Найденные значения класса пожарной опасности передаются на индикатор 10, в качестве которого могут выступать цифровые табло, экран дисплея и другие.

Соотношения (3) и (6) справедливы для хвойных лесов и смешанных, содержащих хвойные породы не менее 35-40% от проективной площади.

Таким образом, использование устройства позволяет значительно повысить точность, надежность, оперативность оценки класса пожарной опасности хвойных и смешанных лесов.

Точность определения параметра К составила 4% для хвойных и не более 13% для смешанных лесов, в которых хвойные породы составляют не менее 35-40% проективного покрытия.

Формула изобретения

Устройство для определения класса пожарной опасности в лесу, содержащее последовательно соединенные антенну, радиометр и вычислитель радиояркостной температуры, а также вычислитель нормированных значений радиояркостной температуры, выходом соединенный с входами вычислителя среднего нормированного значения радиояркостной температуры и вычислителя нормированного среднеквадратичного отклонения радиояркостной температуры, первый и второй входы вычислителя класса пожарной опасности соединены соответственно с выходами вычислителя нормированного среднеквадратичного отклонения радиояркостной температуры и вычислителя среднего нормированного значения радиояркостной температуры, причем второй выход последнего соединен с вторым входом вычислителя нормированного среднеквадратичного отклонения радиояркостной температуры, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения класса пожарной опасности путем исключения помехи от полога леса, дополнительно введены последовательно соединенные вычислитель радиояркостной температуры полога леса и блок вычитания, причем выход вычислителя радиояркостной температуры соединен с входом вычислителя радиояркостной температуры полога леса и вторым входом блока вычитания, первый вход вычислителя нормированных значений радиояркостной температуры соединен с выходом блока вычитания, а второй — c выходом вычислителя радиояркостной темпе ратуры полога леса, 1729519

1 2

Составитель В.Амбарников

Редактор Н.Горват Техред М.Моргентал Корректор Т.Малец

Заказ 1457 Тираж Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101