Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 4. С. 75-87
Особенности дистанционно оцениваемых распределений площадей лесных пожаров для территорий с различным уровнем пожарной охраны
Р.В. Котельников
1 , E.А. Лупян
2 1 Филиал ВНИИЛМ «Центр лесной пирологии», Красноярск, Россия
2 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 19.08.2022
DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-4-75-87
В последние годы для обеспечения работ, связанных с мониторингом и тушением лесных пожаров, активно используются спутниковые методы и технологии. В настоящее время имеются однородные архивы данных наблюдений лесных пожаров на всей территории Российской Федерации за период с 2001 г. по настоящее время. Такие однородные архивы данных имеются, в частности, в системе ИС «ВЕГА-Лес» (http://forest.geosmis.ru/). В России с 2005 г. функционирует Информационная система дистанционного мониторинга лесных пожаров Федерального агентства лесного хозяйства (ИСДМ-Рослесхоз, https://nffc.aviales.ru). В процессе работы системы в ней фиксировались различные характеристики пожаров, детектированные на основе спутниковых данных, в том числе для пожаров, зарегистрированных в ИСДМ-Рослесхоз. В этой системе имеется информация о том, на территориях с каким уровнем охраны действовали данные пожары и тушение каких пожаров не производилось или было прекращено. В настоящей работе на основе имеющихся однородных архивов наблюдений лесных пожаров и информации о том, на каких территориях они были зарегистрированы, а также данных об их тушении были сформированы выборки пожаров, на которые производилось или не проводилось воздействие. С использованием этих выборок было проведено исследование особенностей распределений пожаров по площадям в зависимости от уровня охраны территорий и информации о тушении/не тушении конкретных пожаров. Результаты данного исследования представлены в настоящей работе. Установлено, что распределение пожаров по площадям действительно зависит от уровня организации тушения конкретных территорий. Выявлено, что чем выше уровень охраны, тем больше отличаются распределения площадей пожаров в этой зоне от распределения пожаров, тушение которых не производилось. Также показано, что такие закономерности наблюдаются как в годы высокой, так и низкой горимости. В заключение кратко обсуждаются возможные пути использования полученных результатов для создания объективных критериев оценки эффективности работ по охране лесов от пожаров.
Ключевые слова: лесные пожары, статистические методы обработки данных, ДЗЗ, лесопожарное зонирование, зоны охраны лесов от пожаров, оценка эффективности охраны лесов от пожаров, информационная система дистанционного мониторинга лесных пожаров
Полный текстСписок литературы:
- Балашов И. В., Кашницкий А. В., Барталев С. А., Барталев С. С., Бурцев М. А., Ворушилов И. И., Егоров В. А., Жарко В. О., Кобец Д. А., Константинова А. М., Лупян Е. А., Сайгин И. А., Сенько К. С., Стыценко Ф. В., Сычугов И. Г., Хвостиков С. А., Ховратович Т. С. Информационная система комплексного мониторинга лесов и охотничьих угодий России ВЕГА-Лес // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 4. DOI: 10.21046/2070-7401-2020-17-4-73-88.
- Барталев С. А., Егоров В. А., Ефремов В. Ю., Лупян Е. А., Стыценко Ф. В., Флитман Е. В. Оценка площади пожаров на основе комплексирования спутниковых данных различного пространственного разрешения MODIS и Landsat-TM/ETM+ // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. № 2. C. 9–26.
- Барталев С. А., Лупян Е. А., Стыценко Ф. В., Панова О. Ю., Ефремов В. Ю. Экспресс-картографирование повреждений лесов России пожарами по спутниковым данным Landsat // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. № 1. C. 9–20.
- Барталев С. А., Егоров В. А., Жарко В. О., Лупян Е. А., Плотников Д. Е., Хвостиков С. А., Шабанов Н. В. Спутниковое картографирование растительного покрова России. М.: ИКИ РАН, 2016. 208 с.
- Беляев И. М., Коровин Г. Н., Лупян Е. А. Использование спутниковых данных в системе дистанционного мониторинга лесных пожаров МПР РФ // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2005. Т. 2. № 1. C. 20–29.
- Брюханов А. В., Коршунов Н. А. Авиационное тушение природных пожаров: история, современное состояние, проблемы и перспективы // Сибирский лесной журн. 2017. № 5. C. 37–54. DOI: 10.15372/SJFS20170504.
- Егоров В. А., Барталев С. А., Лупян Е. А., Уваров И. А. Мониторинг повреждений растительного покрова пожарами по данным спутниковых наблюдений // Изв. высш. учеб. заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. 2006. C. 98–109.
- Ершов Д. В., Коровин Г. Н., Лупян Е. А., Мазуров А. А., Тащилин С. А. Российская система спутникового мониторинга лесных пожаров // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2004. Т. 1. № 1. C. 47–57.
- Ковалев Н. А., Лупян Е. А., Балашов И. В., Барталев С. А., Бурцев М. А., Ершов Д. В., Кривошеев Н. П., Мазуров А. А. ИСДМ-Рослесхоз: 15 лет эксплуатации и развития // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 7. C. 283–291. DOI: 10.21046/2070-7401-2020-17-7-283-291.
- Коморовский В. С. Модели организации и управления при борьбе с лесными пожарами: учеб. пособие. М.: НИЦ Инфра-М, 2012. 120 с.
- Котельников Р. В., Лупян Е. А., Барталев С. А., Ершов Д. В. Космический мониторинг лесных пожаров: история создания и развития ИСДМ-Рослесхоз // Лесоведение. 2019. № 5. C. 399–409. DOI: 10.1134/S0024114819050048.
- Лупян Е. А., Барталев С. А., Балашов И. В., Егоров В. А., Ершов Д. В., Кобец Д. А., Сенько К. С., Стыценко Ф. В., Сычугов И. Г. Спутниковый мониторинг лесных пожаров в 21 веке на территории Российской Федерации (цифры и факты по данным детектирования активного горения) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 6. C. 158–175. DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-6-158-175.
- Лупян Е. А., Прошин А. А., Балашов И. В., Бурцев М. А., Кашницкий А. В., Толпин В. А., Мазуров А. А., Матвеев А. М., Уваров И. А. Центр коллективного пользования «ИКИ-Мониторинг» (организация распределенной работы со сверхбольшими архивами спутниковых данных для решения научных и прикладных задач) // Информационные технологии в дистанционном зондировании Земли — RORSE 2018. М.: ИКИ РАН, 2019. С. 380–387. DOI: 10.21046/rorse2018.380.
- Лупян Е. А., Стыценко Ф. В., Сенько К. С., Балашов И. В., Мазуров А. А. Оценка площадей пожаров на основе детектирования активного горения с использованием данных шестой коллекции приборов MODIS // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 4. С. 178–192. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-4-178-192.
- Об утверждении Правил тушения лесных пожаров. Приказ Минприроды России № 244 от 01.04.2022. URL: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202208120026?ysclid=l6utqrjnm3394457136 (дата обращения: 18.08.2022).
- Пономарёв Е. И., Иванов В. А. Спутниковый мониторинг динамики экстремальных пожаров // Хвойные бореальной зоны. 2012. Т. 30. № 3–4. С. 304–311.
- Пономарёв Е. И., Швецов Е. Г. Спутниковое детектирование лесных пожаров и геоинформационные методы калибровки результатов // Исслед. Земли из космоса. 2015. № 1. С. 84–91. DOI: 10.7868/S0205961415010054.
- Стыценко Ф. В., Барталев С. А., Егоров В. А., Лупян Е. А. Метод оценки степени повреждения лесов пожарами на основе спутниковых данных MODIS // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2013. Т. 10. № 1. C. 254–266.
- Флитман Е. В., Балашов И. В., Бурцев М. А., Галеев А. А., Егоров В. А., Котельников Р. В., Лупян Е. А., Мазуров А. А., Матвеева А. М., Прошин А. А. Построение системы работы с данными прибора MODIS для решения задач мониторинга лесных пожаров и их последствий // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8. № 3. C. 127–138.
- Шпаковский Ю. Г. Современные проблемы правового регулирования охраны лесов от пожаров // Lex russica (Русский закон). 2018. № 1(134). C. 43–56. DOI: 10.17803/1729-5920.2018.134.1.043-056.
- Bartalev S., Egorov V., Efremov V., Flitman E., Loupian E., Stytsenko F. V. Assessment of Burned Forest Areas over the Russian Federation from MODIS and Landsat-TM/ETM+ Imagery // Global Forest Monitoring from Earth Observation. 2016. P. 245–271. DOI: 10.1201/b13040-14.
- Flannigan M., Krawchuk M., Wotton M., Johnston L. Implications of changing climate for global Wildland fire // Intern. J. Wildland Fire. 2009. V. 18. P. 483–507. DOI: 10.1071/WF08187.
- IPCC, 2019: Climate Change and Land: an IPCC special report on climate change, desertification, land degradation, sustainable land management, food security, and greenhouse gas fluxes in terrestrial ecosystems / eds. P. R. Shukla, J. Skea, E. Calvo Buendia, V. Masson-Delmotte, H.-O. Pörtner, D. C. Roberts, P. Zhai, R. Slade, S. Connors, R. van Diemen, M. Ferrat, E. Haughey, S. Luz, S. Neogi, M. Pathak, J. Petzold, J. Portugal Pereira, P. Vyas, E. Huntley, K. Kissic, M. Belkacemi, J. Malley, Switzerland, 2020, 41 p.
- Loboda T., Csiszar I. Estimating burned area from AVHRR and MODIS: validation results and sources of error // Contemporary Earth Remote Sensing from Space. 2005. V. 2. P. 415–421.
- Louis G., MODIS Collection 6 Active Fire Product User’s Guide. Revision A / Department of Geographical Sciences University of Maryland, 2015. 64 p.
- Loupian E. A., Mazurov A. A., Flitman E. V., Ershov D. V., Korovin G. N., Novik V. P., Abushenko N. A., Altyntsev D. A., Koshelev V. V., Tashchilin S. A., Tatarnikov A. V., Csiszar I., Sukhinin A. I., Ponomarev E. I., Afonin S. V., Belov V. V., Matvienko G. G., Loboda T. Satellite Monitoring of Forest Fires in Russia at Federal and Regional Levels // Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change. 2006. V. 11. No. 1. P. 113–145. DOI: 10.1007/s11027-006-1013-7.
- Loupian E., Burtsev M., Proshin A., Kashnitskii A., Balashov I., Bartalev S., Konstantinova A., Kobets D., Radchenko M., Tolpin V., Uvarov I. Usage Experience and Capabilities of the VEGA-Science System // Remote Sensing. 2021. V. 14. Art. No. 77. 19 p. DOI: 10.3390/rs14010077.
- Pereira Jr. A. C., Oliveira S. L. J., Pereira J. M. C., Turkman M. A. A. Modelling fire frequency in a Cerrado savanna protected area // PLoS ONE. 2014. V. 9. No. 7. DOI: 10.1371/journal.pone.0102380.
- Tansey K., Grégoire J.-M., Defourny P., Leigh R., Pekel J.-F., Bogaert E., Bartholomé E. A new, global, multi-annual (2000–2007) burnt area product at 1 km resolution // Geophysical Research Letters. 2008. V. 35. P. 1–6. DOI: 10.1029/2007GL031567.
- Taylor S. W., Woolford D. G., Dean C. B., Martell D. L. Wildfire prediction to inform fire management: Statistical science challenges // Statistical Science. 2013. V. 28. No. 4. P. 586–615. DOI: 10.1214/13-STS451.
- Torres-Rojo J. M. Index for the estimation of the occurrence of forest fires in large areas (исп. Índice para la estimación de ocurrencia de incendios forestales en superficies extensas) // Revista Chapingo, Serie Ciencias Forestales y del Ambiente. 2020. V. 26. No. 3. P. 433–449 (in Spanish). DOI: 10.5154/r.rchscfa.2019.11.082.
- Wilk M. B., Gnanadesikan R. Probability plotting methods for the analysis of data // Biometrika. 1968. V. 55. No. 1. P. 1–17.