Научная статья на тему 'Современные методы обнаружения и мониторинга лесных пожаров'

Современные методы обнаружения и мониторинга лесных пожаров Текст научной статьи по специальности «Охрана леса. Лесные пожары»

CC BY
2935
227
Поделиться

Аннотация научной статьи по сельскому и лесному хозяйству, автор научной работы — Кудрин А. Ю., Запорожец А. И., Подрезов Ю. В.

Обнаружение лесных пожаров предусматривает строительство, размещение и организацию деятельности пожарных наблюдательных пунктов, наземное и авиационное патрулирование лесов, космический мониторинг лесов, грозопеленгацию, организацию связи и взаимодействия наземных и авиационных служб, оповещение о лесных пожарах

Похожие темы научных работ по сельскому и лесному хозяйству , автор научной работы — Кудрин А.Ю., Запорожец А.И., Подрезов Ю.В.,

Текст научной работы на тему «Современные методы обнаружения и мониторинга лесных пожаров»

Научно-технические разработки

УДК 630*9

А.Ю. Кудрин к.т.н., Л.И. Запорожец к.т.н., Ю.В. Подрезов д.с.-х.н.

СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ОБНАРУЖЕНИЯ И МОНИТОРИНГА ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ

Обнаружение лесных пожаров предусматривает строительство, размещение и организацию деятельности пожарных наблюдательных пунктов, наземное и авиационное патрулирование лесов, космический мониторинг лесов, грозопеленгацию, организацию связи и взаимодействия наземных и авиационных служб, оповещение о лесных пожарах

Своевременное обнаружение лесных пожаров позволяет предотвращать их развитие в чрезвычайные лссопожарные ситуации (ЧЛС) и, что также важно, не позволяет достигать таким ЧС масштабов территориальных, федеральных и трансграничных. При своевременном и адекватном реагировании на данные мониторинга целесообразно стремиться к недопущению развития лесного пожара даже в локальную или местную ЧЛС. Исходя из сказанного, вопросы организации лесопожарного мониторинга должны занимать важное место в деятельности лесной службы.

Обнаружение лесных пожаров предусматривает строительство, размещение и организацию деятельности пожарных наблюдательных пунктов, наземное и авиационное патрулирование лесов, космический мониторинг лесов, грозопеленгацию, организацию связи и взаимодействия наземных и авиационных служб, оповещение о лесных пожарах.

В зоне наземной охраны лесов наряду с наземным патрулированием для обнаружения лесных пожаров можно использовать передвижные телескопические мачты высотой 35 м на базе автомобиля «ЗИЛ-131». Они оснащаются телеустановками «Балтика-ЗМ» и позволяют вести наблюдение за лесом в радиусе до 20 км. Такие наблюдательные пункты развёртываются на возвышенностях в засушливые периоды пожароопасного сезона и должны оснащаться средствами связи и спутниковой навигации. Если раньше место пожара определялось методом засечек с 2-3 соседних мачт (вышек), то сейчас существуют лазерные дальномеры и более простые системы (подсчёт строк развёртки на мониторе телеустановки) для определения расстояния до дымового шлейфа.

Для оперативного подавления очагов обнаруживаемых пожаров целесообразно около наблюдательного пункта обеспечить дежурство пожарной команды с транспортом повышенной проходимости и средствами пожаротушения. При уменьшении пожарной опасности, по условиям погоды в данном районе, передвижные наблюдательные комплексы могут перемещаться в зону с более высокой пожарной опасностью.

У авиационного способа обнаружения лесных пожаров возможности гораздо выше, но в силу ряда экономических и организационных причин по сравнению с 70—80 годами прошлого столетия стоимость лётного часа воздушных судов авиалесоохраны возросла более чем в 3 раза, а уровень лесоавиационных работ снизился примерно в 5 раз. Это приводит к невыполнению научно обоснованных нор-

мативов по кратности авиапатрулирования и более того, на площади, превышающей 50 % охраняемой авиацией лесной территории, установлено эпизодическое патрулирование.

В условиях недостатка средств на авиапатрулирование воздушными судами возрастает роль новых экономичных летательных аппаратов и космических средств. Для мониторинга лесных пожаров возможно применение пилотируемых мотопланеров и мотодельтапланов, использующих в режиме планирования энергию воздушных потоков, автожиров, парапланов и привязных аэростатов с гиростабилизированпой платформой. Особо следует отметить дистанционно пилотируемые летательные аппараты (ДПЛА), оснащённые телекамерой, ИК-аппаратурой и системой спутниковой навигации (GPS). В последние годы появились беспилотные аппараты классов менее 200 кг со стартом с транспортно-пусковой установки (мини), и менее 5 кг со стартом с руки (микро). Однако современные ДПЛА имеют ряд существенных недостатков: сравнительно небольшой угол захвата регистрирующей аппаратуры ДПЛА и радиус полёта не превышающий 100 км Саля класса «мини»), что не позволяет осматривать большую площадь; нет технологии автоматического (без участия человека) обнаружения лесных пожаров; для ДПЛА микрокласса слишком велика зависимость его полёта от ветра и турбулентных конвекционных потоков лесного пожара; сравнительно высокая аварийность и низкий ресурс ДПЛА: необходимо согласовывать полёты с органами управления воздушным движением. Практически отсутствует нормативно-правовая база для применения беспилотной техники.

Оперативный мониторинг сразу большой территории лесов стал возможен только с помощью искусственных спутников Земли (ИСЗ) или космовизуального наблюдения. Региональные управления лесного хозяйства и территориальные базы авиационной охраны лесов впервые начали применять спутниковую информацию в своей практической деятельности с середины 70-х годов, когда ЛенНИИЛХ (ныне СПбНИИЛХ) разработал практические рекомендации по её использованию для решения целого ряда задач производственного характера. По чернобелым мелкомасштабным изображениям, ежедневно получаемым с метеорологического спутника земли «Метеор», можно было следить за сходом снежного покрова и более обоснованно устанавливать сроки начала авиалесоохран-ных работ, определять скопления грозовой облачности, являющейся основной причиной массовых загораний в

лесу, выявлять поля ресурсной облачности, перспективной для тушения крупных лесных пожаров искусственно вызываемыми осадками из облаков, отслеживать передвижение теплых и холодных фронтов, следить за динамикой развития и распространения крупных лесных пожаров (100 га и более) и т.д. Однако оперативной эту систему мониторинга назвать было нельзя из-за сравнительно большого временного интервала между проходами спутника над точкой приёма (один раз в сутки), длительной (4-5 ч.) многоступенчатой обработки получаемых изображений через «негатив-пози-тив» и, наконец, низкой разрешающей способности самих снимков. Поэтому лесной пожар можно было обнаружить на космическом снимке только по его дымовому шлейфу в видимом или ближнем И К-диапазоне спектра.

В последние годы оперативность использования спутниковой информации и разрешающая способность аппаратуры дистанционного зондирования Земли резко возросли. Стало возможным получать снимки больших территорий с довольно высоким разрешением. Значительно увеличилось число действующих космических аппаратов, появились относительно недорогие станции приёма данных со спутников, существенно возросли возможности программных и аппаратных средств обработки и передачи космической информации. В настоящее время космический мониторинг лесов является самым доступным и востребованным методом контроля за распространением крупных лесных пожаров, создающих ЧЛ С. Для информационной поддержки принятия управленческих решений широкое распространение получили геоинформацион-ные системы (ГИС), в которых спутниковая информация привязана к географическим координатам и является регулярно обновляемым источником данных, необходимых для изменений и дополнений информационных слоёв карт. Данные такого рода необходимы многим потребителям этой информации (органам власти субъектов РФ и местного самоуправления, территориальным органам Рос-природнадзора, агентствам лесного хозяйства, научным и природоохранным организациям).

Приказом Рослесхоза «О космическом мониторинге лесных пожаров» от 25.05.2005 г. № 112 в России начато внедрение системы мониторинга лесных пожаров на территории лесного фонда Российской Федерации. Новая система не является альтернативой авиапатрулированию, а предполагает сочетание этих методов. Данные космического мониторинга лесных пожаров делятся на оперативные. получаемые со спутника TERRA с прибором MODIS, и уточнённые данные более высокого пространственного разрешения, получаемые со спутников системы SPOT с широкоугольной камерой Vegetation (VGT). предназначенной для наблюдения растительного покрова. Погрешность оперативных данных сильно зависит от характера горения, состояния атмосферы и других факторов. Уточнённые спутниковые данные поступают и обрабатываются с задержкой до 10 дней. В зоне авиационной охраны лесов оперативные данные уточняются при авиапатрулировании. При проведении космического мониторинга лесных пожаров необходимо оформлять следующие документы:

1) ведомость лесных пожаров в зоне космического мониторинга второго уровня (1-ИСДМ);

2) оперативный отчет о лесных пожарах в зоне космического мониторинга второго уровня (2-ИСДМ);

3) сообщение о лесном пожаре (3-ИСДМ);

4) сводный отчет о лесных пожарах в зоне авиационного мониторинга и космического мониторинга первого уровня (4-ИСДМ);

5) сравнительную ведомость крупных лесных пожаров в зоне авиационного мониторинга и космического мониторинга первого уровня (5-ИСДМ).

Ведомость лесных пожаров в зоне космического мониторинга второго уровня (форма 1-ИСДМ) автоматически формируется в ФГУ «Авиалесоохрана» ежедневно в 7 ч 30 мин московского времени по каждому территориальному органу Рослесхоза на основании детектирования информации, полученной со спутников ЫОАА и TERRA (прибор М0015). Данные по форме группируются по субъектам Российской Федерации с отображением итогов по федеральным округам и по всей территории лесного фонда, по количеству и площади (общей и, в том числе, покрытой лесом) только действующих лесных пожаров.

Оперативный отчет о лесных пожарах в зоне космического мониторинга второго уровня (форма 2-ИСДМ) автоматически формируется в ФГУ «Авиалесоохрана» ежедневно в 7:30 московского времени по всей неохраняемой территории лесного фонда по каждому субъекту Российской Федерации. Данные по форме группируются по федеральным округам с отображением итогов по округам и, в целом, по всей территории лесного фонда.

Сообщение о лесном пожаре (форма 3-ИСДМ) формируется в ФГУ «Авиалесоохрана» автоматически для каждого лесного пожара в зоне авиационного и космического мониторинга ежедневно в 1 ч 00 мин по местному времени следующего дня по результатам комплексной обработки спутниковых снимков за прошедшие сутки.

Сводный отчет о лесных пожарах в зоне авиационного мониторинга и космического мониторинга первого уровня (форма 4-ИСДМ) формируется в ФГУ «Авиалесоохрана» автоматически нарастающим итогом для каждого субъекта в разрезе авиабаз и представляется в Рослесхоз по запросу. Данные по форме группируются по федеральным округам с отображением итогов по округам и в целом по всей территории лесного фонда.

Сравнительная ведомость крупных лесных пожаров в зоне авиационного мониторинга и космического мониторинга первого уровня (форма 5-ИСДМ) формируется в ФГУ «Авиалесоохрана» ежедневно для всех действующих и ликвидированных крупных лесных пожаров по комплексным данным космического мониторинга, а по оперативным данным ФГУ «Авиалесоохрана» - с задержкой на 3 дня после отчетной даты. Форма заполняется для крупных пожаров, при которых, горящие площади леса превышают в зоне авиационной охраны 200 га. Необходимо отметить, что информация о лесных пожарах, формируемая федеральной системой космического мониторинга, не является достаточно оперативной, так как выдаётся один раз в сутки.

Поэтому весьма важно взаимодействие различных ведомств, обладающих своими мониторинговыми сетями. Прежде всего, это касается сети космического мониторинга МЧС России. Такое взаимодействие тем более важно, так как к борьбе с поражающими факторами источников ЧЛС - лесными пожарами - привлекаются силы и средства МЧС России.

Научно-технические разработки