CC BY
13
ного индекса потенциала качества и среднемноголетнего модуля речного стока в зависимости от высоты местности гидроекосистемы; получение двухмерной, трехмерной моделей и уравнений регрессии для определения среднемноголетних норм исследуемых количественно-качественных показателей гидроекосистемы в любом ее створе только по значению высоты местности.
Ключевые слова: гидроэкосистема, пространственное распределение, функциональные закономерности.
Arkhypova L.M. Spatial distribution patterns qualitative and quantitative characteristics of hydroecosystem r. Prout within the Ukrainian Carpathians
The result of research is the mathematical basis of the close relationship of quantitative and qualitative indicators to approximate the natural hydroecosystem by the example of r. Prout within the Ukrainian Carpathians; the identification of functional patterns of spatial distribution of the complex index of quality and potential of mean annual runoff in the module depending on the altitude hydroecosystem; getting a two-dimensional, three-dimensional models and regression equations to determine the average long-term norms studied quantitative and qualitative indicators hydroecosystem in any of its alignment only by the value of the altitude.
Keywords: hydroecosystem, spatial distribution, functional laws.
УДК 681.7 Полковник 1.М. Бутко, канд. техн. наук - вшськова частина К1410; пров. тж.-програмкт О.М. Маковейчук - ТзОВ "Б1Т"
ВИЗНАЧЕННЯ ДЖЕРЕЛ Л1СОВИХ ПОЖЕЖ ЗА СУПУТНИКОВИМИ ЗН1МКАМИ
Запропоновано алгоритм визначення джерел люових пожеж за супутниковими зшмками оптичного дiапазону з використанням розроблено! моделi формування зоб-раження в умовах задимлення. Ефектившсть цього шдходу продемонстровано на прикладi обробки реального супутникового зображення. Наведено рекомендаци з проведення географ1чно! прив'язки знайдених точок загоряння.
Ключовг слова: математична модель, обробка зображень, супутниковi зшмки.
Внаслщок потеплшня кшмату проблема збереження л1шв вщ вогню останшми роками набула особливо! актуальное^ не тшьки в твденних i схщ-них регiонах Укра!ни, а й у Полiеьких областях, де також переважають хвойш лiеовi масиви. Навесш значна кiлькiеть пожеж розповсюджуеться у ль еовi масиви внаслщок випалювання сухо! роелинноетi та li залишкiв на роз-ташованих поблизу сшьгоспупддях, смугах вiдводу автомобiльних i залiз-ничних шляхiв, парках тощо. Проблемним, як i в попередш роки, через обме-женiсть фшансування, було здiйснення авiацiйного патрулювання лiсiв [1]. Враховуючи складнiсть ситуацп з пожежами, цш тематицi у 2010 р. було присвячено навпъ окреме засщання Ради нацюнально! безпеки i оборони [2].
Проте авiацiйне патрулювання у бшьшоеп випадкiв можна замшити космiчним монiторингом, використовуючи данi з космiчних апаратiв дистан-цiйного зондування Землi (КА ДЗЗ). Космiчнi зшмки необхщного просторо-вого розрiзнення розповсюджуються в мережi INTERNET безкоштовно. Тим бшьше, що 17 серпня 2011 р. Укра!на запустила власний космiчний апарат, характеристики бортово! апаратури якого також дають змогу виконувати заз-
начену вище задачу, а сама задача прописана в завданнях та напрямах вико-ристання космiчноl системи [3].
Використання супутникових даних дае змогу не тшьки фiксувати на-явнiсть пожеж, але i проводити первинну 1х класифiкацiю за площею спала-ху, спостер^ати димовi поля забруднення, ощнювати областi перенесення продуктiв горiння [4]. Визначити джерело пожежi можна за космiчними зшм-ками в тепловому (шфрачервоному) дiапазонi, за наявнiстю зон з високими температурними контрастами. На жаль, ця шформащя е не завжди доступною, в той час як е в наявносп дат дистанцшного зондування землi в оптич-ному дiапазонi. Для розроблення ефективного алгоритму визначення джерел люових пожеж за кольоровими супутниковими зшмками у цш роботi пропо-нуемо проаналiзувати процес формування зображення, для чого вводиться проста але фiзично адекватна модель [5].
Суть моделi формування зображення за наявност маскуючих перешкод типу диму полягае в такому. З урахуванням атмосферних факторiв, як впливають на формування зображення, пропонуемо спотворюючий фактор моделювати багаторазовими вщбиттями вiд ефективного напiвпрозорого ек-рану, що знаходиться на лшп розд^ шарiв. Для спрощення розрахункiв яс-кравостi зображення в спотворенiй обласп в роботi застосовано вiдому дiaг-рамну технiку. Так, багаторазовi вщбиття можна представити у виглядi такого ряду (верхня лшя вщповщае екрану):
£
7
Ж
(1)
Результуючу яскравiсть реестрованого зображення g(x, у) у кожнiй точцi (х, у) в областi наявностi перешкод визначають як суму доданкiв, кожен з яких вщповщае однократному вщбиттю, двократному, трикратному i т. д. При цьому кожне вiдбиття вщ екрану надае множник а (коефщент вщ-биття), проходження через екран - множник (1 - а), вщбиття вщ тдстила-ючо1 поверхнi задаеться множником / (х, у), кожне проходження мiж екраном i тдстилаючою поверхнею дае множник у.
Таким чином, дiaгрaмi (1) буде вщповщати ряд g(x, у) = а + (1 -а)-у-/ (х, у)-у-(1 -а) +
+(1 -а)-у-/(х, у)-у-а-у-/(х, у)-у-(1 -а) + , (2)
+(1 -а)-у-/ (х, у)-а-у-/ (х, у)-у-а-у-/ (х, у)-у-(1 -а) + ... де у - коефiцiент проходження в област мiж екраном i пiдстилaючою поверхнею (за вщсутносп перешкоди у = 1).
Ряд (2), починаючи з другого доданку (перший доданок дорiвнюе а), представляе собою геометричну прогресiю з першим членом (1 -а)2у2/ (х, у) i знаменником ау2/ (х, у) < 1. Сума ряду дорiвнюе
(1 -а)2 у2/ (х, у)
g(x, у) = а + -
1 -ау2/ (х, у)
(3)
2. Еколопя довкiлля
81
+
Цей вираз задае нелiнiйне перетворення яскравостi в областях зобра-ження, що закрит димом (рис. 1).
Аналiзуючи формулу (3), можна зробити висновок, що димовi хмари будуть представлятися на зображенш областями з пiдвищеною яскравютю, яка мало залежить вiд кольору тдстилаючо! поверхнi i iстотним чином зале-жить вiд товщини димово! хмари в напрямку розповсюдження светла. Остан-ня, водночас, буде максимальною над джерелом пожеж^ 1
0.9 0.8 0.7
0.6
м 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0
0
0.5 f
Рис. 1. Кривi перетворення яскравостi за формулою (3) для рiзних значень коефiцieнта а, значения у = 1
Рис. 2. Результат застосування запропонованого алгоритму для обробки реальных зображень, визначет джерела лгсовог пожежi показано чорним
кольором
Таким чином, пропонуемо такий алгоритм знаходження джерел люо-вих пожеж за кольоровими супутниковими зшмками:
1) перемножуючи значення яскравостi по каналах, здшснюсться перехiд вiд кольорово! моделi RGB до синтетичного зображення у градащях мрого;
2) на отриманому синтетичному зображенш знаходяться кoмпактнi зв'язнi област максимально! яcкpавocтi, для чого проводиться пopiвняння iз за-даним порогом (у робот значення порогу приймалось piвним 0.75), за неoбхiднocтi проводиться додаткова обробка методами математично! морфологи.
Для визначення геoгpафiчних координат джерела пoжежi використо-вуються cтандаpтнi методи геоприв'язки [6-8], треба однак зауважити, що ре-перш об'екти доцшьно вибирати в областях, що не закрип димом, а для зна-ходження координат точок, що знаходяться в задимлених областях треба ро-бити iнтеpпoляцiю.
Ефективнicть розробленого алгоритму продемонстровано на рис. 2. В якосп вихщного взято зображення люових пожеж у Московськш обл. (станом на 29.07.2010), що представлено на сайп компани Global Observatory [9]. Обробку проводили за допомогою системи MATLAB 2008b [10].
Л1тература
1. Нацюнальна доповщь про стан техногенно! та природно! безпеки в Укра!ш. [Елек-тронний ресурс]. - Доступний з http://www.mns.gov.ua/content/nasdopo2010.html.
2. [Електронний ресурс]. - Доступний з http://www.zakon1.rada.gov.ua/laws/show/n000 6525-10.
3. Коошчна система "Оч-2": завдання та напрями використання. - К. : Вид-во ДКАУ, 2011. - 48 с. [Електронний ресурс]. - Доступний з http://www.dniprokosmos.dp.ua/docs/SICH2 _broshura_28.03.2011 .pdf.
4. Гриб Д.А. Використання супутникових даних в штересах оцшки пожежно! обстановки при бойовому застосуванш Повггряних Сил Збройних Сил Укра!ни / Д.А. Гриб, Г.В. Ху-дов, О.М. Маковейчук, Д.В. Карлов, Д.Б. Жуйков // Системи оброблення шформацп. - Харюв : Вид-во ХУПС. - 2010. - Вип. 6 (87). - С. 78-80.
5. Маковейчук А.Н. Методы улучшения качества изображений по результатам натурных экспериментов / А.Н. Маковейчук // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - 2004. - № 2 (8). - С. 38-41.
6. Бутко И.Н. Исследование влияния искажения масштаба изображения на точность координатной привязки / Г.В. Худов, А.Б. Колесник, И.Н. Бутко // Системи оброблення шформацп. - Харюв : Вид-во ХУПС. - 2010. - Вип. 9(58). - С. 80-82.
7. Бутко 1.М. Характеристика репер1в як об'екпв пошуку та виявлення / 1.М. Бутко // Системи оброблення шформацп. - Харюв : Вид-во ХУПС. - 2010. - Вип. 6(22). - С. 378-383.
8. Бутко 1.М. Алгоритм визначення опорних точок географ1чно! прив'язки зображень по протяжним об'ектам / В.1. Присяжний, С.1. Клюфас, О.М. Маковейчук, 1.М. Бутко // Ученые записки Таврического национального университета им. В.И. Вернадського. - Сер.: География. - Симферополь. - 2003. - Т. 16 (55), № 2. - С. 161-166.
9. Сайт компанп Global Observatory. [Електронний ресурс]. - Доступний з http://www.glo balobservatory.eu/download/item/id/15/asset/54/file/forest_fires_moscowmerfr_2010729_43977.jpg.
10. [Електронний ресурс]. - Доступний з http://www.mathworks.com/products/matlab/.
Бутко И.Н., Маковейчук А.Н. Определение источников лесных пожаров по космическим снимкам
Предложен эффективный алгоритм определения источников лесных пожаров по спутниковым снимкам оптического диапазона с использованием разработанной модели формирования изображения в условиях задымления. Эффективность данного подхода продемонстрирована на примере обработки реального спутникового изображения. Даны рекомендации по осуществлению географической привязки найденных точек возгорания.
Ключевые слова: математическая модель, обработка изображений, спутниковые снимки.
2. Еколопя довкшля
83
Butko I.M., Makoveychuk O.M. Identify the sources of forest fires on satellite images
An efficient algorithm to identify the sources of forest fires from optical satellite images using the model of image formation in smoke is offered. Efficiency of this approach is demonstrated with real satellite image processing. We give advice on the implementation of geo-referenced points found fire in order to find their geographical coordinates.
Keywords: mathematical model, image processing, satellite imaginary.
УДК338.48:504.03 Ст. викл. А.П. Голод, канд. геогр. наук;
магктрант З.П. Новосад - Львгвський ДУ ф1зично1 культури
ЕКОЛОГ1ЧНА БЕЗПЕКА ТУРИЗМУ В РЕГ1ОН1: СУТЬ ТА ШЛЯХИ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ
Розглянуто теоретико-методичш основи дослщження еколопчно! безпеки туризму. Удосконалено шдходи до змщнення еколопчно! безпеки туризму на реп-ональному рiвнi. Проаналiзовано особливост взаемоди у системi "туризм - навко-лишне природне середовище" з метою виршення суперечностей, що виникають у процес 11 функщонування.
Ключовг слова: еколопчна безпека, туризм, регюн, еколопчн проблеми, дес-труктивн процеси, сталий розвиток.
Туризм у сучасних умовах е надзвичайно динам1чною галуззю еконо-мжи та невщ'емною складовою бшьшосп репональних суспшьних систем. Водночас, туристична д!яльнють спрямована насамперед на природш рекре-ацшш ресурси, як часто е вичерпними та невщновлюваними. Однак, природ-ш комплекси також зазнають негативного впливу з боку низки вид1в еконо-м!чно! д!яльносп, змшюючи сво! властивосп та втрачаючи атрактивнють для туриспв. Усе це зумовлюе щораз бшьшу актуальшсть питань змщнення еколопчно! безпеки туризму та проблем переходу територ1альних рекреацшних систем до модел1 сталого розвитку.
Проблеми ощнки та змщнення еколопчно! безпеки держави загалом та окремих репошв у р1зних аспектах розглядали у працях вичизняш науков-щ: 1.М. Волошин, Л.В. Жарова, О.М. Кобзар, О.Ю. Кононенко, В.А. Лшкан, А. Л. Мельничук, Я.Б. Олшник, С.В. Хлобистов, В.Я. Шевчук та ш.
Однак проблематика еколопчно! безпеки туризму, як 1 безпеки турис-тично! д!яльносп загалом, е досить новим 1 малодослщженим напрямом на-укових пошуюв. Роботи окремих автор1в (В.1. Куценко, 1.В. Свида та ш.) лише окреслюють напрями вщповщних дослщжень та мають переважно описо-вий характер. Саме необхщшсть обгрунтування теоретико-методичних основ дослщження еколопчно! безпеки туризму, а також удосконалення тдход1в до !! забезпечення на р1вш регюну, 1 зумовили мету та завдання цього досль дження. Зокрема, на наш погляд, актуальним, особливо у Карпатському регь ош, завданням е анал1з особливостей взаемоди у систем! "туризм-навко-лишне природне середовище" з метою виршення суперечностей, що виникають у процеш !! функщонування.
Виходячи ¿з широкого розумшня категор!! безпеки, ми пропонуемо розглядати безпеку туризму як стан функщонування туристично! сфери пев-
