priborИзвестия высших учебных заведений. ПриборостроениеJournal of Instrument Engineering0021-34542500-0381Национальный исследовательский университет ИТМО10.17586/0021-3454-2025-68-9-792-798pribor-411Research ArticleМЕТОДЫ И ПРИБОРЫ ДЛЯ АНАЛИЗА И КОНТРОЛЯ МАТЕРИАЛОВ, ИЗДЕЛИЙ, ВЕЩЕСТВ И ПРИРОДНОЙ СРЕДЫMETHODS AND DEVICES FOR MONITORING AND DIAGNOSTICS OF MATERIALS, PRODUCTS, SUBSTANCES AND THE NATURAL ENVIRONMENTСинтез метода многоволновой спектрофотометрии для систем раннего обнаружения лесных пожаровSynthesis of a Method of Multiwave Spectrophotometry for Forest Fires Early Detection SystemsИскендерзадеЭ. Б.IskenderzadeE. B.

Эльчин Барат оглы Искендерзаде — д-р техн. наук, профессор; НИИ аэрокосмической информатики Национального аэрокосмического агентства Азербайджанской Республики; директор

Баку

Elchin Barat oglu Iskenderzade — Dr. Sci., Professor; Research Institute of Aerospace Informatics of National Aerospace Agency of the Republic of Azerbaijan; Director of the Institute

Baku

isgenderzadeh@rambler.ruАсадовХ. Г.AsadovH. G.

Хикмет Гамид оглы Асадов — д-р техн. наук, профессор; НИИ аэрокосмической информатики, отдел атмосферных исследований; начальник отдела

Баку

Hikmet Gamid oglu Asadov — Dr. Sci., Professor; Research Institute of Aerospace Informatics, Department of Atmospheric Research; Director of the Department

Baku

asadzade@rambler.ruБайрамовГ. З.BayramovG. Z.

Гусейн Закир оглы Байрамов — аспирант

Баку

Gusien Zakir oglu Bayramov — Post-Graduate Student

Baku

husein.bayramov0288@gmail.comНуриеваЛ. И.NuriyevaL. I.

Лала Имран гызы Нуриева — магистр; НИИ аэрокосмической информатики; начальник отдела

Баку

Lale Imran gizi Nuriyeva — Master of Science; Research Institute of Aerospace Informatics; Head of Department

Baku

nurieva.l@inbox.ruНациональное аэрокосмическое агентство Азербайджанской РеспубликиNational Aerospace Agency of the Republic of Azerbaijan202529102025689792798Copyright © Национальный исследовательский университет ИТМО, 20252025Национальный исследовательский университет ИТМОНациональный исследовательский университет ИТМОhttps://pribor.ifmo.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://pribor.ifmo.ru/jour/article/view/411

Предложен многопризнаковый метод лазерного контроля пожарной обстановки в лесу. В процессе горения в лесу в атмосферу эмитируется значительное количество парниковых газов и тепла. Основными из выделяемых газов являются двуокись углерода, метан, окись азота и одноокись углерода. Представлен обзор публикаций, посвященных способам раннего обнаружения лесных пожаров. Рассматривается способ повышения чувствительности обнаружения пожара в лесу, что достигается за счет одновременной регистрации всех эмитируемых газов с использованием метода дифференциальной абсорбции применительно к каждому газу с помощью интегрированного лазерного узла, излучающего на нескольких, специально подобранных длинах волн. Осуществлена оптимизация предлагаемого метода, в результате которой выработаны рекомендации по построению высокочувствительной системы раннего обнаружения лесного пожара при заданных энергозатратах.

A multi-sign method of laser control of the fire situation in the forest is proposed. In the process of burning in the forest, a significant amount of greenhouse gases and heat is released into the atmosphere. The main gases released are carbon dioxide, methane, nitrogen oxide, and carbon monoxide. An overview of publications on methods of early detection of forest fires is presented. An approach to improvement the sensitivity of fire detection in a forest by means of simultaneously registering all emitted gases is considered. The approach makes use of the differential absorption method for each gas with an integrated laser node emitting at several specially selected wavelengths. The optimization of the proposed method is carried out, as a result of which recommendations are developed for the construction of a highly sensitive system for early detection of forest fires at specified energy consumption.

раннее обнаружениелесные пожарыдифференциальный абсорбционный методпарниковые газыоптимизацияearly detectionforest firesdifferential absorption methodgreenhouse gasesoptimizationReferencesOllero A., Arrue B. C., Martinez J. R. For reducing false alarms in forest-fires // Computer Communications. 2019. S0140366419308655.Arrue B.C., Ollero A., Matinez de Dios J.R. IEEE Intelligent Systems and their Applications, 2000, no. 3(15).Wu X., Leung X., Leung H. An adaptive threshold deep learning method for fire and smoke detection // Proc. of the IEEE Intern. Conf. on Systems, Man, and Cybernetics (SMC). Banff, AB, Canada, Oct. 2017. P. 1954–1959.Wu X., Leung X., and Leung H. Proceedings of the 2017 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC), Banff, AB, Canada, October, 2017, pp. 1954–1959.Yuan C., Liu Z., Zhang Y. Learning-based smoke detection for unmanned aerial vehicles applied to forest fi surveillance // Journal of Intelligent & Robotic Systems. 2018. Vol. 93, N 1-2. P. 337–349.Yuan C., Liu Z., and Zhang Y. Journal of Intelligent & Robotic Systems, 2018, no. 1-2(93), pp. 337–349.Chan C. C., Alvi S. A., Zhou X., Durrani S., Wilson N. A survey on IoT ground sensing systems for early wildfire detection: technologies, challenges and opportunities // arXiv.2312.10919.Chan C.C., Alvi S.A., Zhou X., Durrani S., Wilson N. Electrical Engineering and Systems Science, 2023, https://arxiv.org/abs/2312.10919.Setrige W., Crawford S., Eftenhari S. Wildfire detection and communication-Aerospace Applications — trade study// Special Feature. 2018. Vol. 21, iss. 4. P. 32–40.Setrige W., Crawford S., Eftenhari S. Special feature, December 2018, no. 4(21), pp. 32–40.Veselovski I., Hu Q., Ansmann A., Goloub P., Podvin T., Korenskiy M. Fluorescence lidar observations of wildfi smoke inside cirrus: a contribution to smoke -circus interaction research// Atmos. Chem. Phys. 2022. N 22. P. 5209–5221.Veselovski I., Hu Q., Ansmann A., Goloub P., Podvin T., Korenskiy M. Atmos. Chem. Phys., 2022, vol. 22, рр. 5209– 5221.Rjoub D., Alsharoa A., Masadeh A. Early wildfi detection using UAVs integrated with air quality and LiDAR sensors // IEEE 96th Vehicular Technology Conf. London, UK. 2022. P. 1–5.Rjoub D., Alsharoa A., Masadeh A. IEEE 96th Vehicular Technology Conference, London, United Kingdom, 2022, pp. 1–5.Xian J., Xu W., Long C., Song Q., Yang S. Early forest-fire detection using scanning polarization lidar // Appl. Opt. 2020. N 59(28). P. 8638–8644.Xian J., Xu W., Long C., Song Q., Yang S. Appl. Opt., 2020, no. 59(28), pp. 8638–8644.Mohapatra A., Trinh T. Early wildfire detection technologies in practice — a review// Sustainability 2022. N 14. P. 12270.Mohapatra A., Trinh T. Sustainability, 2022, vol. 14, рр. 12270, https://doi.org/10.3390/su141912270.California Air Resources Board, “Wildfi Emission Estimates for 2021, CARB, 2022. [Электронный ресурс]: https://ww2.arb.ca.gov/wildfire-emissions.California Air Resources Board, “Wildfire Emission Estimates for 2021”, CARB, 2022, https://ww2.arb.ca.gov/wildfireemissions.Urbanski S. Wildland fire emissions, carbon, and climate: Emission factors // For. Ecol. Manag. 2014. Vol. 317. P. 51–60.Urbanski S. For. Ecol. Manag., 2014, vol. 317, pp. 51–60.Schotland R. M. Errors in the LIDAR measurement of atmospheric gases by differential absorption // J. Appl. Meteorol. 1974. N 13. P. 71–77.Schotland R.M. J. Appl. Meteorol., 1974, no. 13, pp. 71–77.Belleci C., Francucci M., Gaudio P., Gelfusa M., Martellucci S., Richetta M. Early detection of small forest fire by dial technique // Remote Sensing for Agriculture. Ecosystems and Hydrology VII. 2005. Vol. 5976.Belleci C., Francucci M., Gaudio P., Gelfusa M., Martellucci S., Richetta M. Remote Sensing for Agriculture. Ecosystems and Hydrology VII, 2005, vol. 5976.Lakshmanna K., Khare N., Khare N. Constraint-based measures for DNA sequence mining using group search optimization algorithm // Intern. Journal of Intelligent Engineering and Systems. 2016. Vol. 9, N 3. P. 91–100.Lakshmanna K., Khare N., and Khare N. International Journal of Intelligent Engineering and Systems, 2016, no. 3(9), pp. 91–100.Эльсгольц Л. Э. Дифференциальные уравнения и вариационные исчисление. М.: Высш. школа, 1974.Elsgolts L.E. Differentsial'nyye uravneniya i variatsionnyye ischisleniya (Differential Equations and Variational Calculus), Moscow, 1974, 432 р. (in Russ.)Zhao J., Lejitens X. J. M., Docter B., Smit M. K. Integrated multi-wavelength lasers; a design study // Proc. 14th Annual Symp. of the IEEE Photonics Benelux Chapter. Brussels, Belgium. 5-6 Nov. 2009. P. 209–212.Zhao J., Lejitens X. J. M., Docter B., Smit M. K. Integrated multi-wavelength lasers; a design study // Proc. 14th Annual Symp. of the IEEE Photonics Benelux Chapter. Brussels, Belgium. 5-6 Nov. 2009. P. 209–212.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.