Разработка подходов к оценке эффективности выполнения работ по тушению лесных пожаров на основе данных дистанционного мониторинга

В связи с глобальным потеплением климата ландшафтные пожары не только оказывают все большее негативное влияние на леса, но и представляют серьёзную угрозу людям и объектам экономики. Поэтому важным аспектом повышения качества организации охраны лесов от пожаров является разработка статистически обоснованных методов оценки результативности принимаемых мер, в том числе для использования в системах поддержки управленческих решений.

Классические методы оценки горимости территорий, основанные на данных региональных лесопожарных служб не всегда объективны, что негативно влияет на качество аналитической обработки. Накопление большого массива данных дистанционного зондирования Земли, точность которых не зависят от человеческого фактора, позволяют вести работы по выявлению взаимосвязи формы распределения значений площади лесных пожаров и уровня организации охраны. Попытки такого анализа формы распределения предпринимались и раньше различными авторами, но, в конечно итоге не давали однозначных результатов, что, в первую очередь было обусловлено достаточно малыми объёмами используемых данных.

Для проведения данного исследования использовался более чем 20-летний ряд данных наблюдения активного горения, получаемых на основе прибора MODIS (шестая коллекция — МС6), которые прошли объединение горячих точек в «пожары» с использованием алгоритмов и методики, разработанных в ИКИ РАН. При этом анализировались только лесные пожары (пожары затронувшие территории, покрытые лесом). При этом проводился анализ только площадей, покрытых лесом, пройденных огнём.

С учётом структуры лесопожарного зонирования в Российской Федерации, с использованием данных ИСДМ-Рослесхоз (https://nffc.aviales.ru/), были сформированы выборки площадей лесных пожаров по четырём группам, существенно отличающиеся по уровню воздействия со стороны лесопожарных формирований (в порядке убывания уровня охраны):

• зона наземной охраны;
• зона лесоавиационных работ;
• зона контроля (до 2016 г. зоны космического мониторинга первого и второго уровней) лесных пожаров (где значительная часть пожаров только фиксируются, но не тушатся);
• лесные пожары, по которым есть достоверные сведения, что пожар не тушился по решению комиссии чрезвычайных ситуаций.

Использование графического (диаграмма плотности распределения) и численного (с использованием критерия Колмогорова – Смирнова) методов показал, что форма распределения значений площадей лесных пожаров на больших выборках значимо отличается по группам (рисунок 1).

 

 Рисунок 1 — Распределение пожаров по площадям (логнормальная аппроксимация) с различным уровнем организации тушения пожаров (А — авиационная зона, А(ЗК) — зона контроля, КЧС — закрытые по решению КЧС, Н — наземная зона)

 
Рисунок 2 — Q/Q-диаграмма. Цвета соответствуют цветам на рисунке 2

Различие в наблюдаемых распределениях пожаров с различным уровнем организации тушения хорошо также видна на Q/Q-диаграмме (рисунок 2), на которой происходит сравнение вероятности наблюдения площади пожара меньше заданного значения для пожаров в различных зонах охран по сравнению с пожарами, которые заведомо не тушились (пожары закрытые по решению КЧС).

Таким образом хорошо видны отличия в распределении лесных площадей, пройденных пожарами, на территориях с различным уровнем охраны. Следует отметить, что, судя по полученным результатам, на основе анализа таких распределений в перспективе могут разрабатываться методы оценки эффективности мер, направленных на борьбу с пожарами на различных территориях.

В заключение настоящего раздела отметим, что данная работы выполнена ИКИ РАН совместно с Центром лесной пирологии, Красноярск (Филиал ВНИИЛМ).