Оперативная оценка пожарной опасности в лесу на основе спутниковых данных

• Автор: Пономарев, Евгений Иванович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 143 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
1.1. Российская технология оценки пожарной опасности
1.2. Американская система оценки пожарной опасности
1.3. Канадская система оценки пожарной опасности лесов
1.4. Системы оценки пожарной опасности в странах Европы
ГЛАВА 2. СПУТНИКОВЫЕ СИСТЕМЫ
2.1. Космические средства в противопожарном мониторинге лесов
2.2. Технические характеристики станции приема информации со 51 спутников серии МЗАА и тематические направления ее использования
2.3. Сравнительный анализ эффективности спутниковых систем
ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВ АННЕ ДИНАМИКИ В ЛАГОС ОДЕРЖАНИЯ 69 ЛЕСНЫХ ГОРЮЧИХ МАТЕРИАЛОВ
3.1. Теплофизический подход в оценке влагосодержания ЛГМ
3.2. Моделирование динамики влагосодержания некоторых видов 76 ЛГМ
ГЛАВА 4. ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ОПЕРАТИВНОГО
МОНИТОРИНГА ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
4.1. Назначение системы и решаемые задачи
4.2. Исследование точности спутниковых данных применительно к 91 задаче оценки показателя пожарной опасности
4.3. Проверка адекватности оценки показателя пожарной опасности 95 на основе данных со спутников ГЮАА
4.4. Технология вычисления показателя ПО и формирования слоя 100 геоинформационной системы мониторинга пожарной опасности
в лесах
4.5. Наполнение и применение ГИС мониторинга пожарной 109 опасности в лесах
4.6. Пространственно-временные закономерности динамики ПО на 116 территории Красноярского края и методика краткосрочного прогнозирования
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы
Освоение природных ресурсов Сибири неразрывно связано с повышением требований к уровню контроля природной среды, в том числе охраны лесов от лесных пожаров (ЛИ). По статистике площадь лесов
России, повреждаемых пожарами за год, составляет около 6% от
лесопокрытой территории, тогда как в странах Западной Европы этот показатель выражается сотыми и тысячными долями процента, а в Канаде составляет лишь 1-3% (Shvidenko, Goldammer, 2001, Amiro, Stocks, 2001). По оценкам, сделанным в Канаде, убыток при повреждении одного гектара леса пожаром составляет около 100 долларов, а бореальные леса России по составу и техническим качествам близки к канадским (Stocks, Simard, 1993).
В последнее десятилетие ежегодно в отдельных регионах Сибири и Дальнего Востока наблюдаются вспышки массовых лесных пожаров, которые нередко охватывают сотни тысяч гектаров лесов. Создавшееся положение во многом определено отставанием развития системы охраны лесов от их хозяйственного освоения. Сказываются также недостатки методов и технологий противопожарного мониторинга лесов, в том числе технологии оперативной оценки и картирования пожарной опасности (ПО).
Ниже приведена официальная статистика горимости лесов
Красноярского края за период с 1991 по 1996 год. Количество зафиксированных Авиалесоохраной ЛП в 1991 - 1995 годах составляло в среднем 1013 пожаров за пожароопасный период. В 1996 году эта цифра выросла незначительно — 1049 единиц. Однако площадь лесов,
поврежденных пожарами, увеличилась в 3,5 раза (267482 га против 74103 га — в среднем за период 1991 - 1995 гг.). Средняя площадь одного пожара в 1996 году составила 255 га, что в 3,5 раза больше чем ежегодно за 5-летий период с 1991 по 1995 года (Табл. 1).
Таблица 1.
Характеристика горимости лесов Красноярского края
год Показатели" 1991 1992 1993 1994 1995 Среднее за 5 лет 1
Кол - во пожаров 707 998 1202 1187 970 1013 1
Площади пожаров, га 32825 68928 109235 131759 27769 74103 267
Средняя площадь пожара, га 46,4 68,9 90,8 110,7 28,6 73,1
С 1996 года появилась возможность проводить альтернативный мониторинг лесных пожаров на территории Красноярского края. Установленная в 1994 году в Красноярске станция приема и обработки информации со спутников NOAA POES (National Oceanic and Atmospheric Administration Polar Operational Environmental Satellites, США) позволила получать данные о количестве и площадях лесных пожаров (Рис. 1). При этом официальные отчётные данные не всегда совпадают со статистикой, полученной дистанционными методами со спутников.

ц Количество ЛП d Площадь ЛП

2002 Год
Рис. 1. Динамика числа и площадей лесных пожаров по годам (1996— 2002 гг.), в Красноярском крае. Данные получены дистанционными методами со спутников серии МОАА.

период, сезонная продолжительность дня (см. табл. 1.З.З.), а также значение кода за предыдущие сутки.
Таблица 1.3.3.
Эффективная длина светового дня (/,,) для кода Г_)МС.
Месяц I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
и 6,5 7,5 9,0 12,8 13,9 13,9 12,4 10,9 9,4 8,0 7,0 6,
Влияние географической широты в пределах от 45 до 65 градуса на скорость высыхания среднего слоя признано несущественным. Не учитывается, как пренебрежимо мало влияющий фактор, продолжительность выпадения осадков (что активно используется американской национальной системой).
IX' - Цифровой индекс влагосодержания компактного органического слоя нижнего залегания (£>). Этот индекс применим для оценки влияния сезонных засух на лесное горючее, а также для оценки процессов тления нижних слоев ЛГМ и крупноразмерных материалов. гс1 = 0,83 • г0 -1,27 , г>2,
б0 = 800 -е~°0 7400 а = 0«, +3,937-/-,
Ц. =400-1п(800 / 0,)
V = 0,3 6-(Г+ 2,8) + ^
£> = £>0(огД) + 0,5-Р
Таблица 1.3.4.
Эффективная длина светового дня (Ц) для кода ЭС.
Месяц I II III IV V VI VII VIII IX • X XI XII
и -1,6 -1,6 -1,6 0,9 3,8 5,8 6,4 5,0 2,4 0,4 -1,6 -1,