ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СПУТНИКОВОЙ СИСТЕМЫ ОБНАРУЖЕНИЯ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ

 

Крючков И.И. (БрГТУ, г. Братск, РФ)

 

Increase of efficiency of use of satellite system of detection of forest fires.

 

Наличие неконтролируемых территорий и существенное снижение оперативности обнаружения и слежения за лесными по­жарами на контролируемых территориях лесного фонда обусловливают необходи­мость формирования интегрированной си­стемы мониторинга лесных пожаров, вклю­чающей наземные, авиационные, косми­ческие средства и методы наблюдений. Космические средства и методы следует рассматривать при этом не как альтерна­тиву, а как полезное дополнение к назем­ным и воздушным средствам и методам наблюдения.

Система оперативного мониторинга лесных пожаров в полном объеме работает в Братском, Иркутском и других отделениях авиационной охраны лесов. Работы, начатые впервые в Иркутске по использованию спутниковой информации с метеорологических спутников для обнаружения лесных пожаров послужили основой для включения системы в Федеральную целевую программу "Охрана лесов от пожаров на 1999 - 2005 гг." Интегрированная многоуровневая геоинформационная система (ГИС) мониторинга лесных пожаров и прогнозирования динамики лесных ресурсов ориентированна на решение шести основных задач:
- обнаружение пожаров;
- эффективная организация сил и средств для тушения пожаров;
- профилактика и предупреждение возникновения крупных лесных пожаров;
- расчет ущерба, причиненного уничтожением или повреждением леса в результате пожара;
- прогнозирование естественной и антропогенной динамики лесонасаждений;
- повышение уровня информированности принятия решений.

Геоинформационная система обеспечивает сбор, хранение, сопряженную обработку и распространение пространственно-координированных данных о горимости лесов, условиях возникновения и развития лесных пожаров, уровне их воздействия на окружающую среду, получаемых на основе наземных, воздушных и космических средств и методов наблюдения за лесными пожарами и погодными условиями. Информация, представленная в виде совокупности таблиц, электронных тематических карт и результатов обработки спутниковых изображений, оперативно обновляется на WWW-сервере, и доступна пользователям по сети Internet в реальном времени.

Оператор местного информационного центра, с помощью специального программного комплекса совмещает полученную информацию с имеющимися картами местности и нанесенными квартальными сетями. После этого оповещает конкретное лесничество о возможном возгорании.

Рисунок 1 - Обнаружение очагов возгораний по Иркутской области за 2003 год

 

При исследовании эффективности данной системы выяснилось, что доля обнаружения возгораний спутником не превышает 4,1% от общего числа за год. Основными проблемами применения данной системы являются: повышение точности обнаружения очага пожара; сокращение ложных оповещений; обнаружение различных типов возгораний, получение дополнительной информации о месте возгорания и т.д.

Повысить эффективность данной системы можно заменой сканирующей аппаратуры на более высокоточную, с разрешающей способностью порядка 0,01га и увеличением пропускающей способности сети  Internet. Однако данные мероприятия потребуют огромных капиталовложений в масштабах государства, поэтому их реализация возможна только в перспективе ближайших десяти лет.

На сегодняшний день можно предложить альтернативную концепцию: использование снимков высокого разрешения в качестве основы наложения координат пожаров. Но сначала немного истории.

На самом раннем этапе применения спутниковой системы мониторинга лесных пожаров в качестве основы комплекса использовались отсканированные топографические карты, на которые наносились координаты возможных возгораний. Эффективность была очень низкая – огромные погрешности координат, отсутствие дополнительной информации о типе пожара, лесорастительной характеристике местности, возможных путях подхода, и т.д. Данные недостатки стимулировали создание принципиально новой основы для наложения координат возможных возгораний – электронных карт. Наряду со стандартными слоями, представляющими элементы топографической основы, в данной ГИС присутствуют специализированные слои информации служб по охране леса (границы авиаотделений, квартальная сеть лесничеств, основные пути сообщения и т.д.). Это позволило намного повысить точность обнаружения пожара, но остальные вопросы остались нерешенными.

При использовании снимков высокого разрешения в качестве основы для наложения координат пожаров, возможно, кроме определения точных координат возгорания оценить примерные лесорастительные условия, наличие вырубок или гарей, а так же возможные проезды к очагу возгорания по временным дорогам или просекам (чем меньше время обновления рабочего снимка, тем точнее дополнительная информация). Всё это позволит диспетчеру более информативно сообщать о возгорании. Если же добавить к этой системе слои с метеоспутников и карту грозопеленгации, то появляется реальная возможность прогнозирования развития каждого конкретного возгорания.

Реализация таких мероприятий возможна уже сейчас: имеются спутники со сканирующей аппаратурой высокого разрешения. Предлагается, в порядке эксперимента раз в год выбирать самый информативный снимок, или несколько снимков, и внедрять в имеющийся программный комплекс. В будущем если система себя оправдает, снимки можно менять каждый пожароопасный месяц, неделю, а в перспективе: каждый сеанс связи со спутником.

Использование спутниковых данных позволяет получать количественную информацию о послепожарном состоянии лесов. В Институте солнечно-земной физики работает Центр космического мониторинга (ЦКМ), с помощью которого на практике доказана возможность определения выгоревших площадей за время действия крупных лесных пожаров, как на территории Иркутской области, так и на территории Восточной части России.

Создание интегрированной многоуровневой ГИС мониторинга лесных пожаров и прогнозирования лесных ресурсов Иркутской области обеспечивает наглядное отображение пространственной и временной изменчивости состояний лесных ресурсов, быстрое и эффективное обнаружение лесных пожаров. Оперативное обновление такой информации на местах и представлением ее в информационные центры области совместно с космическим мониторингом позволит перевести учет состояния лесных ресурсов на более дробный уровень, что повысит качество контроля за их использованием и ответственность пользователей.

В целом, данная геоинформационная система должна способствовать обеспечению управленческой деятельности, необходимой для эффективной защиты и рационального использования лесов Иркутской области, учета экологических факторов и местных условий хозяйствования.