This article focuses on the challenges of effective forest fire monitoring. It provides an overview of existing types and methods. The effectiveness of forest fire suppression depends on the speed of fire detection.

Key words: thetype of monitoring, fire, fire hazard situation, aviation monitoring, visual method, space monitoring, ground monitoring, thermal imaging.

Площадь лесов на территории Российской Федерации является самой большой в мире и составляет 17 млн. км ² . Ежегодно сотни гектар лесных массивов подвергаются угрозе выгорания. Это ведет к невосполнимым материальным потерям, а также к высокой степени вреду окружающей среде. В связи с этим актуальными становятся вопросы мониторинга, прогнозирования и предупреждения лесных пожаров на территории Российской Федерации.

Лесной пожар — это неконтролируемое распространение огня по лесному массиву. В любой ситуации даже небольшое возгорание может перерасти в стихийное бедствие. В настоящее время вероятность возгорания и масштабного распространения огня из-за природных факторов не превышает 20 %. Лесные пожары обычно могут начаться в результате несчастных случаев, человеческой небрежности, поджога или природных явлений.

В настоящее время лесные пожары представляют серьёзную опасность для экономики, окружающей среды, а также населения. Они могут повлечь за собой человеческие жертвы, нанести ущерб здоровью людям и окружающей среде. Также причиняют огромные материальные потери, нарушают условия нормальной жизнедеятельности человека. К сожалению, опыт предыдущих лет показывает, что ситуация с лесными пожарами остается напряженной. Чтобы избежать таких последствий, производят мониторинг лесных пожаров. Успешное тушение пожара и скорость реагирования напрямую зависит от выбора качественных методов мониторинга.

В наше время вопрос прогнозирования и мониторинга пожароопасной обстановки изучается широко на территории каждой страны. Разрабатываются функциональные и систематизированные средства мониторинга для раннего обнаружения возгорания и для предупреждения чрезвычайных ситуаций, которые связаны с лесными пожарами. [1]

Мониторинг лесных пожаров (лесопожарный мониторинг) — это система наблюдений и контроля за пожарной опасностью в лесах по условиям погоды, состоянием лесных горючих материалов, источниками огня и лесными пожарами с целью своевременной разработки и проведения мероприятий по предупреждению лесных пожаров и снижению ущерба от них.

Мониторинг лесных пожаров является важным инструментом для защиты лесных ресурсов, охраны окружающей среды и обеспечения устойчивого развития. Эффективные системы мониторинга помогают минимизировать ущерб от лесных пожаров и способствуют более рациональному использованию природных ресурсов. [2]

Виды мониторинга делятся на наземные, авиационные и космические. Космические могут осуществляться благодаря использованию аэрофотосъемки или с использованием космической съемки.

Осуществлять наблюдение динамики природных пожаров, иметь возможность прогнозировать и предупреждать их развитие необходимо, чтобы оценить угрозу природного пожара и минимизации ущерба от него. Практически все воздушные, космические и наземные системы мониторинга лесных пожаров в России предназначены для наблюдения за развитием уже возникших лесных пожаров, а не для их предотвращения. Отсутствие эффективных мер по предотвращению лесных пожаров делает неэффективными общие усилия по снижению их количества.

Техническую основу мониторинга составляют наземные и авиационно-космические средства соответствующих министерств, ведомств, территориальных органов власти и организаций в соответствии со сферами их ответственности.

Космические средства мониторинга предназначаются в основном для выявления и уточнения обстановки, связанной с лесными пожарами, наводнениями и другими крупномасштабными опасными природными явлениями и процессами с незначительной динамикой.

Каждый вид мониторинга можно оценить в зависимости от стоимости, влияния погодных условий, площади территории, которую мониторят, скорости получения данных и их обработка если необходима. Эти параметры являются основными, от них зависит скорость реагирования, а также оперативность принятия мер по устранению очагов возгорания. Максимально практичным методом наземного мониторинга для обнаружения очагов пожара считается видеонаблюдение. Оно может быть как автоматизированным (FFSS станции), так и производится оператором, что связано с низкой стоимостью и высокой скоростью получения информации. Такие оптические системы работают в инфракрасном и видимом диапазоне. Информация обычно передается через интернет, GSM или радиосвязь. Для наземного и авиационного мониторинга эффективным методом является использование тепловизионных камер. Такие камеры фиксируют активную зону, где происходит лесной пожар, даже в условиях сильного задымления. Однако данный метод плохо применим в дневное время суток. Контроль состояния атмосферного воздуха осуществляется лидарными методами. Воздушное лазерное сканирование позволяет такие параметры воздушной среды, как: давление, плотность, температура, влажность, концентрация газов, аэрозолей, параметры ветра. Используя данный метод мониторинга лесных пожаров, можно обнаружить вторичные признаки, которые сопровождают процесс горения: пламя, дым, восходящие потоки нагретого воздуха. Лидары можно использовать в ночное время суток, но у данного метода существуют такие недостатки, как большая вероятность ложного сигнала при сильном ветре, дожде или тумане.

При космическом мониторинге пожароопасной обстановки методом дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) можно значительно увеличить площадь исследуемой территории, проконтролировать процессы в режиме реального времени, а также игнорировать метеорологические и атмосферные условия в местах наблюдений.

Преимуществами дистанционного космического мониторинга по сравнению с другими методами являются: возможность мониторинга больших территорий, подверженных экологическому бедствию; оперативность получения информации (обработка данных, которые получают со спутников, и их выдача заказчику осуществляется на протяжении часа); доступности данных (космические снимки находятся в свободном доступе).

Недостатки метода дистанционного зондирования: площадь пожара для обнаружения должна быть значительной; несмотря на наличие радиолокационных систем, которые позволяют производить мониторинг в ночное время суток и при неблагоприятных метеорологических условиях, их использование чрезвычайно редко. Чаще всего для мониторинга лесных пожаров используется комплексная многоспектральная спутниковая съемка, для которой большую роль играет прозрачность атмосферы, во избежание возможных ошибок, существует необходимость согласования данных, полученных методом ДЗЗ с наземными источниками информации возгорания.

Каждый метод дистанционного мониторинга лесных пожаров имеет свои преимущества и недостатки, а также может быть использован лишь комплексно с иными способами контроля пожароопасной обстановки для получения максимально точной информации об объекте исследования и подробного изучения динамики возможных изменений территории. [3]

В результате проведенной работы можно так же сделать вывод, что для Российской Федерации мониторинг чрезвычайных ситуаций неконтактными методами является максимально выгодным способом получения оперативной информации о состоянии природных и антропогенных систем, учитывая площади страны и в особенности — лесных экосистем. Прогнозирование пожарной опасности и выделение в лесных массивах участков с наибольшей степенью пожарной опасности может позволить существенно повысить эффективность наземных, авиационных и космических средств, которые используют для обнаружения пожаров. Эффективность повысится за счёт более внимательного и частого мониторинга участков леса с высокой степенью пожарной опасности по условиям погоды. При этом оптимизируются маршруты авиационного мониторинга, повышается вероятность обнаружения малых очагов пожаров космическими и наземными средствами различного типа.

Литература:

1. Беляев А. И., Коровин Г. Н., Лупян Е. А. Состояние и перспективы развития Российской системы дистанционного мониторинга лесных пожаров. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. В.3. Т.1. С. 341–350.
2. Бондур В. Г. «Актуальность и необходимость космического мониторинга природных пожаров в России», статья, журнал «Вестник ОНЗ РАН», том 2, 2010 г. — 208 с.
3. Васильев А. С., Коротаев В. В., Краснящих А. В. «Особенности построения телевизионно-тепловизионной системы обнаружения лесных пожаров», сборник трудов, 2012. — 245 с.