Определение траектории дымового факела с использованием спутниковых снимков

В ряде случаев, например, как средство верификации вариантных расчетов в среде ANSYS, требуется исследование траектории дымового факела в натурных условиях. Одним из наиболее простых, удобных и дешевых способов определения траектории является ее фотографирование с дальнейшей расшифровкой фотоснимка. Так, например, вертикально стоящая дымовая труба, в том случае, если направление съемки фотоаппарата приподнято над горизонтом, а труба расположена не по центру снимка, на фотоснимке она выглядит наклонной. Угол, под который был установлен фотоаппарат, можно рассчитать по фотографии. Чем дальше расположен предмет, тем меньше места он занимает на снимке. Таким образом, чтобы рассчитать траекторию дымового факела по фотоснимку, нужно знать ориентацию главной оптической оси во время снимка и расстояние до плоскости снимка.

ЦЕЛЬ. Разработка новой, более простой методики пересчета траектории дымового факела от дымовой трубы с использованием доступных карт Google для расчета исходных масштабов на фотографии.

МЕТОДИКА. Позволяет проследить всю последовательность действий от определения координат точки съемки до пересчета на ортогональную плоскость координат выбранных точек границ факела на фотоснимке относительно источника выброса.

РЕЗУЛЬТАТЫ. Разработана новая методика расчета траектории дымового факела по одиночному фотоснимку, точность которой проверена по известным размерам исходных объектов, и которая оказалась выше, чем применявшаяся для этих целей ранее.

1. Берлянд М.Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 446 с.

2. Humphereys J. The rise of plumes of the South African Hing // Atmospheric Environment, 1973; Vol. 7, №11. pp. 1071-1077.

3. Bringfelt B. Plume rise measurements at industrial chimneys // Atmospheric Environment, 1968; Vol. 2, №6. pp. 575-598.

4. Буров М.И., Елисеев В.С., Новаковский Б.А. Стереофотограмметрический метод исследования атмосферной диффузии // Труды ГГО. 1969, вып. 238, c. 77–85.

5. Руководство по аэрофотосъемке в картографических целях (РАФ-89) / Военнотопографическое управление генерального штаба, редакционно-издательский отдел / Отв. редактор А.И. Лосев. 1989. 105 с.

6. Елисеев В.С. К вопросу о фотографировании дымовых струй от промышленных источников // Труды ГГО. 1969, вып. 238, c. 86 – 95.

7. Волков Э.П., Гаврилов Е.И., Грибков А.М. Определение траектории дымового факела ТЭС по одиночному фотоснимку // Труды МЭИ. 1983, вып. 620, c. 6 –74.

8. D. Bruce Turner. Practical Guide to Atmospheric Dispersion Modeling. Chapel Hill: Trinity Consultants, Incorporated, 2007, 408 p.

9. Куфтырев К.А., Королев Д.В. Исследование процесса ассимиляции атмосферой токсичных компонентов дымовых газов котла // Проблемы региональной экологии. 2014. № 4. c. 131-136.

10. Грибков А.М., Чичирова Н.Д., Федоренков Д.И. Моделирование начального участка дымового факела от четырехствольной трубы ТЭС // Теплоэнергетика. 2020. № 10. с. 48-57.

11. Верхозина Е.В., Сафаров А.С., Макухин В.Л. и др. Моделирование переноса выбросов твёрдых взвесей предприятиями теплоэнергетики на центральную экологическую зону байкальской природной территории // Вода: химия и экология. 2017. № 11-12 (113). с. 20-27.

12. Епифанов П.А., Карпова И.Е. Прогноз теплового состояния корабельных конструкций, находящихся в зоне действия газового факела корабельной энергетической установки // Труды Центрального научно-исследовательского института им. академика А.Н. Крылова. 2012. № 68(352). с. 65-68.

13. Леженин А.А., Рапута В.Ф, Ярославцева Т.В. Экспериментальные и численные исследования процессов распространения примесей от высотных источников // “Марчуковские научные чтения – 2019”: Тезисы Международной конференции, Новосибирск, 01–05 июля 2019 года. Новосибирск: Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, 2019. – С. 72.

14. Рапута В.Ф., Леженин А.А., Амикишиева Р.А. и др. Оценки высоты подъема и потока плавучести дымовых шлейфов от высотных труб ТЭЦ по спутниковой информации // Оптика атмосферы и океана. 2023. Т. 36, № 6(413). с. 482-486.

15. Внуков А.К., Розанова Ф.А. Влияние высотного ветрового режима на рассеивание выбросов // Теплоэнергетика. 1991. № 4. с. 29-31.

16. Мирсалихов К.М., Грибков А.М., Чичирова Н.Д. Аналитический обзор методик выбора оптимальных параметров дымовых труб // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2021. Т. 23. № 1. с. 131-145.