Методы мониторинга лесных пожаров

Воздействие лесных пожаров для любой страны становится истинной катастрофой. В это время выгорают огромные территории с природными богатствами, тем самым нарушается взаимодействие экологических систем.

Актуальной важнейшей задачей для каждой страны является разработка и внедрение наиболее функциональных и эффективных средств мониторинга, с целью более раннего обнаружения точек возгорания и предупреждения чрезвычайных экологических ситуаций, связанных с лесными пожарами, а также для выработки эффективных мер по предупреждению и ликвидации лесных пожаров.

Профилактическая работа должна сочетаться с выявлением и привлечением к ответственности виновников их возникновения. Именно таким способом можно добиться наиболее лучшего эффекта в снижении горимости лесов в более короткие сроки и при наименьших финансово-материальных затратах.

Для борьбы с лесными пожарами, на сегодняшний день реализуются следующие виды мониторинга, которые представлены в таблице 2.

Каждый вид мониторинга подразумевает использование всевозможных методов обнаружения первичных и вторичных признаков возгорания.

В настоящее время вопросы прогнозирования и мониторинга пожароопасной обстановки широко изучается каждой страной. Выполняется разработка наиболее функциональных и систематизированных средств мониторинга, с целью наиболее раннего обнаружения термических точек и предупреждения чрезвычайных экологических ситуаций, связанных с лесными пожарами.

Основными параметрами для оценки видов мониторинга можно расценивать с точки зрения стоимости, воздействия погодных условий, площади контролируемых территорий, скорости получения данных и необходимости их обработки, от которых зависят скорость реагирования и оперативность принятия мер по устранению очагов возгорания можно расценивать (таблица 2).

Таблица 2 – Сравнительный анализ методов мониторинга лесных пожаров

Методы мониторинга лесных пожаров
Краткая информация	Достоинства	Недостатки
Мониторинг с помощью вышек
С помощью визуализации определяет направление на пожар	- Простота метода (доступная инфраструктура, упрощение создания и управления маршрутами патрулирования); - Достаточно высокая оперативность	- Высокая зависимость от человеческого фактора (круглосуточное использование человеческих ресурсов на протяжении всего пожароопасного периода); - Высокая стоимость вышки (более 50000 руб. за метр, за размещение – ок.11000 руб.); - Зависимость от благоприятных погодных условий
Сеть камер на вышках под управлением ПО для систем видеонаблюдения
Вышки оснащаются видеосенсорами, которые быстро реагируют на обнаружение возгорания и, используя автоматизированную связь, дают сигнал о возникновении пожара	- Автоматизация процесса формирования и построения маршрута - Сокращение времени на обработку данных - Минимизация человеческих ресурсов
Обнаружение пожаров с летательных аппаратов, с беспилотных летательных аппаратов
С определенной периодичностью облетают пожароопасную территорию, при визуальном обнаружении пожара штурман определяет его координаты (с помощью карты) и передает в центр контроля информацию об обнаруженном пожаре.	- Возможность мониторинга удаленных и труднодоступных территорий.	- Высокая стоимость летного часа, 1 (Самолет Ан-2 - основной самолет, используемый для обнаружения лесных пожаров) - около 27000 руб., вертолет Ми - более 75000 руб., - Невозможность непрерывного мониторинга большой территории, что может являться причиной позднего обнаружения пожара. - Зависимость от метеоусловий

Продолжение таблицы – Сравнительный анализ методов мониторинга лесных пожаров

Авиационный
Мониторинг производит пилот на летательном аппарате, который оборудован теплолокатором микроволнового диапазона, а также инфракрасными датчиками.	- Возможность осуществления контроля за труднодосупными территориями (в зависимости от погодных условий) возможность обнаружения низовых пожаров - Низкая зависимость от человеческого фактора	- Требует больших финансовых вложений(высокая стоимость летного часа) - Невозможность ведения постоянного мониторинга больших территорий
Контроль состояния атмосферного воздуха лидарными (LightDetectionandRanging) методами
Воздушное лазерное сканирование позволяет качественно или количественно судить о таких параметрах воздушной среды, как давление, плотность, температура, влажность, концентрация газов, аэрозолей, параметры ветра.	- Обнаружение вторичных признаков, сопровождающиеся процессы горения: пламя, дым, восходящие потоки нагретого воздуха - Могут использоваться и в ночное время суток	- Большая вероятность ложного сигнала (при сильном ветре, дожде или тумане).
Космический мониторинг
Расположенные на орбитах спутники передают снимки поверхности земли на станцию для анализа.	ü Низкие затраты в последующие года, (высокая стоимость единоразовая, на приобретениеПО; ü Большой охват территории; ü Независимость от природно-географических условий; ü Независимость от погодных условий; ü Высокая степень автоматизации процесса получения и обработки данных	- Затруднительное обнаружение пожара на ранней стадии - Зависимость от облачности при обработке данных

Исходя из данной таблицы, можно отметить что, при визуальном методе, ответственность отводится наблюдателю, который с вышки определяет точку возгорания и передаёт информацию в контролирующий центр. Достоинством данного метода является оперативность оповещения и простота метода, недостатком выступает высокая зависимость от человеческого фактора, высокие затраты на обустройство вышек и зависимость от погодных условий.
К преимуществам авиационного мониторинга выступает возможность контроля за удаленными и труднодоступнымитерриториями, недостатками данного мониторинга являютсяпозднее обнаружение пожара, в следствие невозможностью контроля большихтерриторий, высокая стоимость летного часа, а также высокая зависимость чувствительности регистрирующей аппаратуры от широты обзора изависимость от погодных условий.

Беспилотные летательные аппараты также характеризуются контролю за территории, вне зависимости от природно-географических условий, номогут снизить период обнаружение пожара. Также стоит отметить, что стоимость беспилотного летательного аппарата может достигать миллиона долларов США.

Достоинствами космического мониторинга за пожароопасной обстановкойявляются значительное увеличение площади исследуемой территории, вне зависимости от доступности территории, независимость от природно-географических характеристик, независимость от уровня инфраструктуры исследуемой территории, а также возможность исследований за процессамив разные периоды [45].Несмотря на наличие радиолокационных систем, позволяющих производить мониторинг в ночное время суток и при неблагоприятных метеорологических условиях, используется комплексная многоспектральная спутниковая съемка, для которой большую роль играет прозрачность атмосферы.

Сравнительный анализ методов мониторинга в сфере лесного хозяйства России представлен в приложении Д.

Такжемониторинг лесных пожаров осуществляется с помощью контроля состояния атмосферного воздуха лидарными (LightDetectionandRanging) методами. С помощью данного метода, возможно, обнаружить вторичные признаки, сопровождающие процесс горения: пламя, дым, восходящие потоки нагретого воздуха. Лидары могут использоваться и в ночное время суток, однако у данного метода существуют такие недостатки, как большая вероятность ложного сигнала при сильном ветре, дожде или тумане [46].

Таким образом, каждый метод спутникового мониторинга лесных пожаров имеет свои преимущества и недостатки. Эффективное использование может быть использовано комплексно с иными способами контроля пожароопасной обстановки для получения максимально точной информации об объекте исследования и подробного изучения динамики возможных изменений территории.