Расчет экономического эффекта применения спутникового мониторинга лесных пожаров
Приведенные материалы в исследовании свидетельствуют, что космические данные вполне эффективно могут быть применены для исследований пройденных огнем площадей. Таким образом, сопоставим затраты вышеперечисленных методов исследования.
В капитальные затраты мониторинг лесных пожаров с помощью космических данных входят затраты на приобретение:
– программного обеспечения(табл.11)
– оборудования (табл.12).
Таблица 11 – Затраты на приобретение программного обеспечения
| Наименование программных продуктов | Стоимость, руб. |
| Приобретение лицензионного (бессрочного) программного геоинформационного продукта Erdas | |
| Приобретение Raid-массива НР для хранения космоданных | |
| Итого |
Таким образом, затраты на приобретение программного обеспечения составят 417600 руб.
Затраты на приобретение оборудования представлены в таблице 2.
Таблица 12 – Затраты на оборудование
| Перечень оборудования | Кол-во | Цена за ед., руб. | Общая стоимость, руб. |
| Компьютеры | |||
| Компьютерные столы | |||
| Компьютерные кресла | |||
| Итого |
Из таблицы видно, что затраты на оборудование составят 80000 руб.
Таким образом, капитальные затраты на мониторинг лесных пожаров с помощью космических данных составят:
417600 + 80000 = 497600 руб.
Текущие затраты на проведение мониторинга лесных пожаров с помощью космических данных включают:
– переменные затраты (на оплату труда);
– постоянные затраты (на оплату услуг за интернет, на техническое обслуживание, на иные форс-мажорные обстоятельства).
Представим затраты на оплату труда в таблице 13.
Таблица 13 –Затраты на оплату труда (около 60 дней в год)
| Должность | Затраты на оплату труда за 1 день, руб. | Итого, руб. / сезон (12 дней) | Итого, руб. / год (48 дней) |
| Специалист по работе со спутниковыми данными | |||
| Помощник специалиста по обработке данных | |||
| Итого |
Таким образом, переменные затраты составят 120000 руб.
Рассмотрим постоянные затраты на мониторинг лесных пожаров с помощью космических данных в таблице 14.
Таблица 14 –Постоянные затраты на мониторинг лесных пожаров с помощью космических данных
| Наименование | Стоимость в месяц, руб. | Всего в год, руб. /4 сезона |
| Оплата услуг за интернет | ||
| Техническое обслуживание | ||
| Иные форс-мажорные обстоятельства | ||
| Итого |
Таким образом, с учетом постоянных затрат, которые составляют 18400 руб расходы на исследование экологической оценки лесного хозяйства составят 635000 руб.
Рассчитаем затраты на полевые исследования лесных пожаров.
Капитальные затраты на проведение полевых исследований лесных пожаров включают:
– затраты на геологическую палатку;
– затраты на полевое снаряжение.
Капитальные затраты на проведение полевых исследований лесных пожаров представлены в таблице 15.
Таблица 15 – Капитальные затраты на проведение полевых исследований лесных пожаров
| Наименование | Стоимость, руб. |
| Геологическая палатка (1 шт.) | |
| Полевое снаряжение (5 ед.) | |
| Итого |
При проведении полевых исследований текущие затраты включают:
– переменные затраты (на оплату труда, на топливо, на питание, прочие);
– постоянные затраты (на иные форс-мажорные обстоятельства).
Затраты на оплату труда представлены в таблице 16.
Таблица 16 – Затраты на оплату труда (с учетом выплат в обязательные государственные страховые фонды)
| Должность | Кол-во | Затраты на оплату труда за 1 день, руб. | Итого, руб. / сезон (14 дней) | Итого, руб. / год (56 дней) |
| Руководитель маршрутной бригады | 1 чел. | |||
| Специалист по геологосъемочным и по поисковым работам | 2 чел | |||
| Радиометрист | 1 чел. | |||
| Техник | 1 чел. | |||
| Лаборант | 1 чел. | |||
| Итого | 6 чел. |
Из таблицы видно, что затраты на оплату труда составят 537600 руб.
Представим остальные переменные расходы на проведение полевых исследований лесных пожаров в таблице 17.
Исходные данные:
– расход топлива – 18 л на 100 км;
– стоимость 1 л топлива – 40,7 руб.
Затраты топлива на 100 км:
40,7 * 18 = 732,6 руб.
Таблица 17 – Переменные расходы на проведение полевых исследований лесных пожаров
| Наименование | Ед. | Затраты в сезон,руб. | Затраты за год, руб. |
| Расходы на топливо | 700 км | ||
| Расходы на питание | 5 чел. | ||
| Иные расходы (мешочки для проб, компасы, бруссоли и т.д.) | - | - | |
| Итого |
Таким образом, переменные затраты составят:
537600 + 87913 = 625513 руб.
Постоянные затраты (на иные форс-мажорные обстоятельства) составят 11800 в сезон или 47200 в год.
Таким образом, расходы за полевые исследования составят 767913 руб.
Предоставленные расчеты свидетельствуют, что полевые исследования в сравнении с исследованиями с помощью спутниковых данных являются достаточно трудоемкими, что связано с большим количеством технических проблем и высокими финансовыми затратами.
Снижение затрат на проведение исследований лесных пожаров представим в таблице 18.
Таблица 18– Снижение затрат на проведение исследований лесных пожаров, руб.
| Затраты | Проведение исследований с помощью спутниковых данных (руб) | Проведение полевых исследований (руб) | Изменение, +/- |
| Капитальные затраты | -355200 | ||
| Переменные затраты | |||
| Постоянные затраты | |||
| Итого |
Из таблицы видно, что проведение исследований с помощью спутниковыхданных позволяет снизить затраты на 179113 руб.
Следовательно, экономическая эффективность в первый год составит 179113 руб. В последующие годы не нужно будет закупать оборудование и программное обеспечение, чем снизят
общие расходы до 138400 руб. и повысят экономическую выгоду до 518313 руб.
Последующие затраты будут включать:
– переменные (затраты на оплату труда) –120000 руб.;
– постоянные затраты (на оплату услуг за интернет, на техническое обслуживание, на иные форс-мажорные обстоятельства) – 18400 руб.
Из полевых исследований также частично исключаются капитальные затраты из общей суммы (142400 руб.) на приобретение необходимого снаряжения. Было оставлено 31200 руб. в год (на каждого специалиста 6240 руб. в год).
Затраты на оплату труда (с учетом выплат в обязательные государственные страховые фонды) - 537600 руб.
Переменные расходы на проведение полевых исследований лесных пожаров расходы на топливо (20513 руб.), расходы на питание (39200 руб.) и на иные расходы необходимые для полевых исследований (28200 руб.).
31200+625513= 656713 руб.
656713-138400=518313 руб. (выгода со второго года до 5 лет)
Экономическая выгода спутникового мониторинга за 1 год составит 179113 руб.
Со второго по 5 год ежегодно будет составлять 518313 руб.,
179113 + 2073252=2252365 руб.
Исследования с помощью спутниковых данных свидетельствуют высокие затраты в первый год, и низкие расходы в последующие годы.окими финансовыми затратами).
Таким образом, выявлено что, экономическая выгода за 5 лет будет составлять 2252365 руб.Сопоставление исследований лесных пожаров с помощью спутниковых данных показали высокую экономическую эффективность. Также было установлено, что полевые исследования в сравнении с исследованиями с помощью спутниковых данных являются достаточно трудоемкими, что связано с большим количеством технических проблем (и с высокими финансовыми затратами).
Выводы по разделу 3
В результате исследования, проведенной с использованием методов дистанционного зондирования для оценки лесных пожаров 2002 года Республики Тува получены предварительные данные, позволяющие формировать методологический подход к оценке влияния лесных пожаров 2002 года на состояние лесного фонда Республики Тыва, в результате которых была произведена качественная оценка последствий возгораний.
В экономической части исследования лесных пожаров с помощью спутниковых данных показали высокую экономическую эффективность в сравнении с полевыми исследованиями.
Заключение
В результате выпускной квалификационной работы определённая цель и поставленные задачибыли достигнуты. В рамках данной работы была исследована проблематика лесных пожаров в Республике Тува.
Выяснено, что основными причинами возникновения пожаров являются – человеческий фактор и неблагоприятные природные условия региона. Преобладание солнечной погоды, сухость воздуха, малое количество осадков и сильные ветры благоприятствуют к увеличению степных и лесных пожаров в регионе.
Было установлено, что активные противопожарные мероприятия в Туве затруднены из-за сложности горного ландшафта, отсутствия развитой транспортной сети, труднодоступности отдельных территорий.
В сложившихся условиях региона, обоснована перспективностьиспользования методов дистанционного зондирования Земли для экологической оценки лесных пожаров Республики Тува.
В результате работы получены предварительные данные, позволяющие формировать методологический подход к оценке влияния лесных пожаров 2002 года на состояние лесного фонда Республики Тува, в результате которых была произведена качественная оценка последствий возгораний, были дешифрированы площади пожаров на территории полигона, которые составили около 400 км²;Установлено, что пожарами 2002 года было затронуто 1200 км² (34%) от общей площади полигона (3500 км²); Проанализированыплощадилесных пожаров по снимкам Landsat 2002 года с разницей значений NDVI, рассчитанной между данными 1991 и 2009 годов; Результаты сопоставления продемонстрировали существенное сокращение плотности древесно-кустарниковой растительности, как на территории дешифрированных пожаров, так и на прилегающих площадях;Было установлено, естественного восстановления лесного фонда за 7 лет, прошедших со времени пожаров 2002 года не отмечается.
Также зафиксировано, что сокращение лесного фонда сопровождается параллельно идущими процессами опустынивания на границе с Монголией.
Полученные в процессе исследования результаты расчетов подтверждают, что экономическая выгода исследований лесных пожаров с помощью спутниковых данных показали высокую экономическую эффективность в сопоставлении с полевыми исследованиями, и составила2252365 руб.
В итоге выполнения диссертационной работы получены результаты, позволяющие утверждать о применимости и внедрения дистанционного анализа для экологической оценки лесного хозяйства Республики Тува.
Список литературы
Нормативно-правовые акты
1. ГОСТ 19.004-80. Единая система программной документации. Термины и определения [Текст]. – Введ. 1981–07–01. – М.: Изд-во стандартов, 1994.
2. ГОСТ 34.603-92. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Виды испытаний автоматизированных систем [Текст]. – Введ. 1993–01–01. – М.: Изд-во стандартов, 1991.
3. Особенности использования, охраны, защиты, воспроизводства лесов, расположенных в водоохранных зонах, лесов, выполняющих функции защиты природных и иных объектов, ценных лесов, а также лесов, расположенных на особо защитных участках лесов Приказ Рослесхоза от 14.12.2010 г. № 485
4. Приказ Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации от 30.04.2010 г. № 138 об утверждении Порядка организации и осуществления лесопатологического мониторинга Приказ МПР РФ от 09.07.2007 г. № 174
5. Приказ Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации от 23 июня 2014 г. N 276 "Об утверждении Порядка осуществления мониторинга пожарной опасности в лесах и лесных пожаров"
6. Лесной кодекс Российской Федерации от 04.12.2006 n 200-фз ред от 01.07.2017
7. Федеральный закон от 10.01.2002 № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды»;
Печатные издания
7. Барталев С.А. Разработка методов оценки состояния и динамики лесов на основе данных спутниковых наблюдений. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. ИКИ РАН, 48 стр. Москва 2012
8. Барталев С.А., Стыценко Ф.В., Егоров В.А., Лупян Е.А. Спутниковая оценка гибели лесов России от пожаров // Лесоведение. 2015. № 2. С. 83–94.
9. Васильев А.С. Исследование и разработка многоспектральной оптикоэлектронной системы комплексирования изображений для обнаружения и мониторинга лесных пожаров: Дис. … канд. техн. наук [Текст] / А.С. Васильев. – СПб., 2015.
10. Гончаренко В.И. Мониторинг распространения лесных пожаров группировкой беспилотных летательных аппаратов [Текст] / В.И. Гончаренко, ЛэЛуо, М.Ю. Прус // Технологии техносферной безопасности. – 2015. – №4 (62). – С. 154–163.
11. Григорец Е. А. Сравнительный анализ видов и методов мониторинга лесных пожаров на территории России // Молодой ученый. — 2015. — №8. — с. 379-381.
12. Данилин И.М., Медведев Е.М, Абэ Н.И., Худак Т., Санит-Онге Б. Высокие технологии ХХI века для аэрокосмического мониторинга и таксации лесов // Лесная таксация и лесоустройство. 2005. №1(34), с. 28-39.
13. Дистанционное зондирование земли : учеб.пособие / Е. Н. Сутырина. – Иркутск : Изд-во ИГУ, 2013. – с. 165.
14. Залесов С.В., Залесова Е.С. Лесная пирология. Термины, понятия, определения : учеб.справ. Екатеринб : Урал. гос.лесотехн. ун-т, 2014. 54 с.
15. В.А. Хамедов, В.Н. Копылов, Ю.М. Полищук, С.В.Шимов Использование данных дистанционного зондирования в задачах лесной отрасли // Космические исследования с. 380-387.
16.Ильючик М.А. Разработка методов оценки текущих изменений в лесном фонде по данным дистанционного зондирования хвойных лесов Беларуси. Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук, БГТУ, 26 стр. Минск, 2012
17.Козодеров В.В. Методы оценки почвенно-растительного покрова по данным оптических систем дистанционного аэрокосмического зондирования // Кондранин Т.В. / Учебное пособие. – М.: МФТИ, 2008. – 222с.
18. Королев В. А., Рожков Ю. Ф., Рожкова О. Ю. Оценка степени восстановления леса после пожара с использованием возможностей космических снимков // Юный ученый. — 2016. — №4.1. — С. 77-79. URL: http://yun.moluch.ru/archive/7/436/ (дата обращения: 20.10.2017)
19. Лупян Е.А., Барталев С.А., Ершов Д.В., Стыценко Ф.В. Методика оценки площадей, пройденных лесными пожарами, на основе данных спутниковых наблюдений // Аэрокосмические методы и геоинформационные технологии в лесоведении, лесном хозяйстве и экологии: Доклады VI Всероссийской конференции. Москва, 20–22 апреля 2016 г. М.: ЦЭПЛ РАН, 2016. С. 43–46.
20.Мармалюк А.А. Разработка радиотехнической системы дистанционного мониторинга лесных и торфяных пожаров на базе геоинформационных технологий: Дис. канд. техн. наук / А.А. Мармалюк. – Владимир, 2013 г.
21. Мониторинг повреждений лесов России пожарами по спутниковым данным Landsat // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. № 1. С. 9–20.
22. Комарова А. Ф., Журавлева И. В., Яблоков В. М. Открытые мультиспектральные данные и основные методы дистанционного зондирования в изучении растительного покрова // Принципы экологии. 2016. № 1. С. 40–71
23. Пономарёв Е.И., Иванов В.А. Спутниковый мониторинг динамики экстремальных пожаров // Хвойные бореальной зоны. 2012. Т. 30. № 3–4. С. 307–311.
24. Разработка устройства многоспектрального технического зрения для применения с робототехническими комплексами пожаротушения [Текст] / Е.В. Павлов, С.Е. Симанов, Е.Ю. Николаева [и др.] // Пожарная безопасность. – 2013. – №2. – С. 108–112.
25. Рожков Ю.Ф., Кондакова М.Ю. Оценка нарушенности лесных экосистем после пожаров с использованием дешифрирования космических снимков // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 9-9. – С. 2018-2022
26. Современные подходы к решению проблем предотвращения, обнаружения и тушения лесных пожаров [Текст] / И.Р. Шегельман, М.В. Ивашнев, А.С. Васильев // Научное и образовательное пространство: перспективы развития: Сборник материалов V Междунар. науч.-практ. конф. – 2017. – С. 125–128.
27. Сомов В.Ю., Жарко В.О., Ковганко К.А., Колбудаев П.А., Крашенинникова Ю.С., Прошин А.А., Мазуров А.А., Сычугов И.Г., Флитман Е.В., Хвостиков С.А., Шуляк П.П. Организация работы со спутниковыми данными в информационной системе дистанционного мониторинга лесных пожаров Федерального агентства лесного хозяйства (ИСДМ-Рослесхоз) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 5. С. 222–250.
28. Сухих В.И. Аэрокосмические методы в лесном хозяйстве и ландшафтном строительстве: Учебник. – Йошкар-Ола: МарГТУ, 2005. С– 392
29. Таранцев А.А. Оптимизация числа беспилотных летательных аппаратов для мониторинга пожаров крупных лесных массивов [Текст] / А.А. Таранцев, Ю.И. Чикитов // Проблемы управления рисками в техносфере. – 2015. –№3 (35). – С. 1–9.
30. Электронный комплекс управления для роботизированной специальной пожарной машины [Текст] / В.А. Бархоткин, В.Ф. Петров, С.Б. Симонов [и др.] // Известия высших учебных заведений. Электроника. – 2015. – Т. 20. – №5. – С. 543–550.
31. Применение беспилотного летательного аппарата для тушения точечных пожаров и возгораний [Текст] / С.И. Благинин, В.Ф. Каблов, [и др.] // Безопасность жизнедеятельности. – 2015. – №3 (171). – С. 50–53.
32. Myneni, RB., A.L. Marshak, and Y. V. Knyazikhin, Transport theory for a leaf canopy of finite-dimensional scattering centers, Quant. Spectrosc. Radiat.Transfe, 46, 25 9-280, 1991.
33. Shabanov, N.V., Huang, D., Yang, W., Tan, B., Knyazikhin, Y., Myneni, R.B., Ahl, D.E., Gower, S.T., Huete, A., Aragao, L.E., Shimabukuro, Y.E. (2005). Analysis and Optimization of the MODIS LAI and FPAR Algorithm Performance over Broadleaf Forests.IEEE TransactionsonGeoscienceandRemoteSensing, 43(8): 1855-1865.
Электронные издания
34. Воздействие лесных и торфяных пожаров, произошедших за 2002 год в РФ [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://katastrofam-net.ru/lesnye-i-torfyanye-pozhary-proizoshedshie-za-2002-god-v-rf.html (Дата обращения: 04.03.2012 г.)
35. Дистанционное зондирование Земли. NDVI - теория и практика [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://gis-lab.info/qa/ndvi.html(Дата обращения: 07.08.2014 г.)
36. Информационное агентство России. Лесные пожары в России [Электронный ресурс]// http://tass.ru/proisshestviya/2303867/ (Дата обращения: 30.09.2015 г.)
37. Информационное агентство России. Оценка лесных пожаров в России [Электронный ресурс]// http://tass.ru/proisshestviya/2011367 (Дата обращения: 02.06.2015 г.)
38. Информационное агентство России. Статистика лесных пожаров в России [Электронный ресурс]// http://tass.ru/info/1121375/ (Дата обращения: 15.05.2014 г.)
39. Использование ДЗЗ для оценки состояния лесного хозяйства на основе вегетационного индекса [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.sniish.ru/nauchnyeissledovaniya/rezultaty/laboratoriya-gis-tekhnologij.html (Дата обращения: 15.03.2012 г.)
40. Обзор программы Landsat [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://glcf.umd.edu /landsat/description.shtml/ (Дата обращения: 10.12.2014 г.)
41. Обоснование выбора вегетационных индексов [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://studbooks.net/2078692/obosnovanie_vybora_vegetatsionnyh_indeksov(Дата обращения: 06.12.2013 г.)
42. Официальная статистика численности населения Республики Тува [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.gks.ru/wps/wcm/connect/rosstat_main/rosstat/ru/statistics/population/demography/
43. Официальный сайт Государственного комитета по лесному хозяйству Республики Тува [Электронный ресурс]: Режим доступаhttp://tuvles.ru(Дата обращения:22.11.2017 г.)
44. Официальный сайт ФГУП «Рослесинфорг». [Электронный ресурс]: Режим доступа http://www.roslesinforg.ru/activity/forest (Дата обращения: 15.10.2017 г.)
45. Проблема лесных и степных пожаров на территории Республики Тува // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 2 [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.science-education.ru/129-21607/ (Дата обращения: 09.11.2015 г.)
46. Разработка методики экологической оценки состояния лесов по данным спутниковых наблюдений http://earthpapers.net/razrabotka-metodiki-regionalnoy-ekologicheskoy-otsenki-sostoyaniya-lesov-po-dannym-sputnikovyh-nablyudeniy (Дата обращения: 09.05.2012 г.)
47. Современные концепции дистанционного зондирования [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://gis-lab.info/qa/ndvi.html(Дата обращения: 28.11.2013 г.)
48. Характеристика Республики Тува [Электронный ресурс] – Режим доступа:http://osnovnaya-harakteristika-respubliki-tuva.html(Дата обращения: 18.11.2017г.)
Приложение А