14

ИсторияПервые эксперименты по исполь�

зованию космических аппаратов для

обнаружения лесных пожаров прово�

дились еще в эру зарождения пилоти�

руемой космонавтики. Визуально оп�

ределяя дым от крупных лесных по�

жаров, космонавты передавали на

Землю приблизительную привязку.

Но в те далекие годы был самый рас�

свет авиационной охраны лесов, на

фоне которой информация, поступа�

ющая с космоса, была настолько гру�

бой и запоздалой, что никто в лесной

службе всерьез не воспринимал эти

эксперименты.

Ни тогда, ни сейчас существенно�

го влияния на ситуацию с обнаруже�

нием лесных пожаров подобные экс�

перименты принести не могли. Нужна

была система, которая в регулярном

режиме оперативно сканировала бы

всю территорию лесного фонда, а по�

лученная информация о лесных заго�

раниях автоматически интегрирова�

лась бы в информационное поле лес�

ных пожарных служб.

К сожалению, начиная с 1990�х

годов российских спутников с нуж�

ной аппаратурой, работающих в ин�

тересах народного хозяйства (не во�

енных), у нас уже не было.

С 1995 года, в рамках проектов

Лесной службы Российской Федера�

ции, Министерства природных ресур�

сов РФ, Министерства промышленнос�

ти, науки и технологий РФ, Российс�

кой академии наук при поддержке Ев�

ропейской программы TACIS на базе

службы авиационной охраны лесов

России «Авиалесоохрана» проводи�

лись работы по созданию элементов

будущей системы спутникового мони�

торинга крупных лесных пожаров с

применением данных зарубежных

спутников.

Основным техническим исполни�

телем работ был Институт космичес�

ких исследований РАН (ИКИ РАН) при

непосредственном участии специа�

листов ФГУ «Авиалесоохрана». К ра�

ботам также привлекались коллекти�

вы соисполнителей: ЦЭПЛ РАН, ИСЗФ

СО РАН, ФГУ СПбНИИЛХ, «ИНФОКОМП�

ЛЕКС» и др. С 1996 года отдельные

элементы системы поэтапно вводи�

лись в опытную эксплуатацию.

Несмотря на низкую точность и

большое количество ложных сраба�

тываний, уже первое применение по�

казало эффективность подобного

подхода для мониторинга пожаров

на удаленных и труднодоступных

территориях.

Начиная с пожароопасного сезо�

на 2003 года, функционировала уже

целая система, которую в послед�

ствии назвали Информационной сис�

темой дистанционного мониторинга

лесных пожаров (ИСДМ�Рослесхоз).

В 2005 году приказами Феде�

рального агентства лесного хозяй�

ства утверждены Регламент работы

ИСДМ�Рослесхоз и Методические ре�

комендации по проведению косми�

ческого мониторинга лесных пожа�

ров на территории лесного фонда

Российской Федерации, т.е. данные

космического мониторинга стали

официальными.

Часть территории, которая ранее

считалась неохраняемой и где никог�

да не было ни наземного, ни авиаци�

онного патрулирования, была отнесе�

на к зоне космического мониторинга,

т.е. сегодня абсолютно все леса Рос�

сии находятся под наблюдением.

С 2006 года ИСДМ�Рослесхоз была

введена в промышленную эксплуата�

цию.

Структура ИСДМ3Рослесхоз Что же представляет собой ин�

формационная система дистанцион�

ного мониторинга? На сегодняшний

момент это целый комплекс оборудо�

вания, расположенного в 8 приемных

центрах по всей территории России,

специалисты которых в соответствии

с заключенными договорами выпол�

няют свою часть работы по обеспече�

нию функционирования элементов

системы.

Управление всеми удаленными уз�

лами системы, основная тематическая

обработка происходит в Центральном

узле ИСДМ�Рослесхоз (г. Пушкино,

ФГУ «Авиалесоохрана). Сюда, кроме

данных зондирования Земли (ДЗЗ),

поступает также информация от субъ�

ектов Российской Федерации о лес�

ных пожарах и ходе тушения, метео�

информация, данные грозопеленга�

ции (система регистрации молниевых

разрядов) и т.д.

Для обеспечения надежности и

устойчивости системы имеется полно�

функциональный управляющий сер�

вер, расположенный в Москве (ИКИ

РАН). Вся обработанная тематическая

информация (за исключением ДЗЗ)

дублируется на несколько информа�

ционных web�серверах, расположен�

ных в каждом узловом центре ИСДМ�

Рослесхоз.

Получение и оперативное распре�

деление космических снимков сред�

него разрешения по территории Рос�

сийской Федерации обеспечивается

за счет функционирования узлов

ИСДМ�Рослесхоз (Красноярск, Хаба�

ровск, Иркутск, Ханты�Мансийск, Но�

КОСМИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ

Система информационного поля

Н А У К А Т Е Х Н О Л О Г И И

МАРТ�АПРЕЛЬ • 2008

15

восибирск, Саратов), которые также

производят предварительную обра�

ботку ДЗЗ.

Вся информация (в том числе и

обработанные ДЗЗ, поступающие в уз�

лы ИСДМ�Рослесхоз) структурируется,

каталогизируется и архивируется в

банк данных и доступна из геоинфор�

мационной системы, интегрирован�

ной в web�интерфейс.

Выходные продукты в виде таб�

личных отчетов или географически

привязанных композитных изображе�

ний в ГИС�формате с атрибутивной

информацией в любое время доступ�

ны зарегистрированным пользовате�

лям, например, руководителю коман�

ды тушения лесного пожара в любой

точке Российской Федерации через

сеть Интернет.

Основная информация, использу�

емая в ИСДМ�Рослесхоз:

• ежедневные информационные

оперативные продукты, полученные

на основе данных спутников серии

NOAA (прибор AVHRR) и спутников

TERRA, AQUA (прибор MODIS);

• ежедекадные информационные

продукты для оценки последствий

действия пожаров, полученные на ос�

нове данных спутников TERRA, AQUA

(прибор MODIS) и SPOT (прибор VEGE�

TATION);

• информационные продукты на

основе данных высокого разрешения

спутников SPOT, LANDSAT, Ресурс ДК

(единственный российский) (1–2 ра�

за в год).

Реальные возможности космического мониторинга

Многие слышали из средств массо�

вой информации, что технический

прогресс позволяет из космоса уви�

деть горящую спичку или прочитать

номер автомобиля. Такие приборы

действительно существуют. Горящую

спичку можно увидеть, если знать, где

ее искать. Повышение чувствительнос�

ти прибора возможно, только если су�

щественно снизить район наблюде�

ния. Так при разрешении 250 метров

каждую точку территории можно прос�

матривать два � три раза в сутки. Если

использовать разрешение 15–20 м –

один прибор может контролировать

участок территории не чаще, чем раз в

неделю (при условии, что нет облач�

ности), что для обеспечения эффек�

тивной борьбы с лесными пожарами,

где главный фактор успеха – время,

неприемлемо. Реализация требуемой

кратности осмотров при высочайшем

разрешении потребует астрономичес�

ких финансовых затрат. Кроме того,

нужно помнить, что увидеть дым или

огонь – это еще не главное. Необходи�

мо иметь прибор, который бы автома�

тически регистрировал места горения

(загорания), т.е. обычного видимого

спектра в большинстве случаев недос�

таточно.

По состоянию на сегодняшний

день ИСДМ�Рослесхоз, в среднем, спо�

собна регистрировать загорания уже

на площади 0,1–50 га. Точную цифру

назвать невозможно, так как чувстви�

тельность применяемых алгоритмов

сильно зависит не только от интен�

сивности горения, но и от метеоусло�

вий. Бывали случаи, когда весной на

фоне мерзлой земли ИСДМ�Рослесхоз

регистрировала даже большой охот�

ничий костер. Но бывают ситуации,

когда из�за наличия плотной облач�

ности «пропускаются» даже крупные

лесные пожары.

В разных регионах частота про�

лета используемых спутников раз�

лична, соответственно оператив�

ность поступления информации ко�

леблется от 4 до 12 часов, но даже

это опережает классическое авиаци�

онное патрулирование. А вот точ�

ность определение координат в де�

сятки раз хуже и колеблется от 500 м

до 1000 м, завися в большей степени

от угла визирования (спутник опре�

деляет координаты точки под собой

точнее, чем в горизонте).

Отдельной задачей, которая не

всегда требует оперативности – это

оценка пройденной огнем площади.

Практически невозможно организо�

вать обход или облет каждого круп�

ного лесного пожара после его лик�

видации. ИСДМ�Рослесхоз способно

оценить площадь пожаров от 100 до

1000 га с погрешностью менее 30%,

свыше 1000 га – до 5%.

В системе используются две тех�

нологии. Первая – классическая, где

определение площади происходит по

температурным аномалиям, определе�

ние которых возможно только при от�

сутствии облачности в точке пожара.

Другая технология основана на изме�

нении вегетационного индекса расти�

тельности, поврежденной пожаром.

Она требует существенно больше вре�

мени (от 10 дней до нескольких меся�

цев), но позволяет уже по прошествии

пожара оценить площадь поврежде�

ний, даже если в течение всего пери�

ода его действия была облачность.

Эта технология пропускает беглые ве�

16

сенние пожары, которые практически

не наносят вреда древостою.

Применение ИСДМ�Рослесхоз

позволяет реализовать следующие

задачи:

• прогнозирование и мониторинг

пожарной опасности;

• детектирование и мониторинг

лесных пожаров в динамике;

• оптимизация затрат на меропри�

ятия по охране лесов (в том числе

маршрутов авиапатрулирования);

• оценка пройденной огнем пло�

щади;

• предварительная оценка пов�

реждений насаждениям от пожаров

(в том числе выявление погибших на�

саждений);

• сопоставление данных назем�

ных, авиационных и космических

наблюдений, включающая обрат�

ную связь с наземными и авиа�

пожарными службами в регионах;

• интеграция в одном ГИС�интер�

фейсе комплексной информации (то�

поосновы, ДЗЗ и атрибутивных дан�

ных) с целью поддержки управлен�

ческих решений в области монито�

ринга лесопожарной ситуации.

Принципиально новым направле�

нием использования ИСДМ�Рослес�

хоз, вызванным введением в

действие нового Лесного кодекса,

стало ее применение для контроля за

переданными субъектам Российской

Федерации полномочиями и оценки

эффективности использования фи�

нансовых средств. Так, в рамках ра�

бот по выявлению фактов занижения

площадей, пройденных огнем, уста�

новлено, что данные, поступающие из

регионов, в 2,2 раза меньше, чем по

ИСДМ�Рослесхоз.

Недостатки космического мониторинга

В какой же мере космический мо�

ниторинг может помочь решить проб�

лему лесных пожаров?

Применяемые сейчас в ИСДМ�

Рослесхоз алгоритмы полностью

исключают ложные срабатывания.

Т.е сам факт горения определяется

со 100%�ой достоверностью. До

2007 года доступ к системе был отк�

рыт, в основном, только специалис�

там диспетчерских пунктов баз авиа�

ционной охраны лесов, которые

имели достаточный опыт и подготов�

ку для правильного понимания и ис�

пользования данных ИСДМ�Рослес�

хоз. После того, как пароли к систе�

ме были предоставлены широкому

кругу пользователей, в том числе ре�

гиональным чиновникам, в ФГУ

«Авиалесоохрана» стало поступать

большое количество нареканий на

точность системы. Так, например, со�

общалось, что часть указанных в ре�

естре лесных пожаров в реальности

отсутствуют. Детальное разбира�

тельство большинства случаев выя�

вило, что горения в указанных райо�

нах были, но они попадали либо на

территории, не покрытые лесом,

либо на леса других ведомств. Таким

образом, в ИСДМ�Рослесхоз, из�за

наличия в лесном хозяйстве пробле�

мы точности границ квартальной се�

ти и отсутствия ее электронной вер�

сии на основную часть территории,

пока нет возможности из общего

числа загораний выделять стопроце�

нтные лесные пожары.

Зарегистрированные из космоса

точки горения нельзя считать обнару�

жением лесных пожаров. Спектр ха�

рактеристик лесных пожаров, полу�

ченных таким путем, меньше, чем при

классическом авиапатрулировании.

Просто увидеть загорание недостаточ�

но, поэтому в соответствии с ГОСТом

«обнаружением» считается определе�

ние характеристик пожара с точ�

ностью, достаточной для организации

работ по его тушению, что на настоя�

щий момент времени невозможно с

применением одних только данных

зондирования Земли.

Еще долгие годы одним из самых

оптимальных и эффективных методов

обнаружения и борьбы с лесными по�

жарами будет авиационная охрана

лесов, которая способна при соблю�

дении регламента полетов выявлять

лесные пожары на площади, позволя�

ющей ликвидировать этот пожар на

минимальных площадях.

Н А У К А Т Е Х Н О Л О Г И И

МАРТ�АПРЕЛЬ • 2008

17

Перспективы ИСДМ3РослесхозВ настоящее время идут работы по

внедрению в ИСДМ�Рослесхоз данных

зондирования Земли разрешением до

30 м. Если организовать получение

этих данных сразу с нескольких спут�

ников (SPOT, LANDSAT, Ресурс ДК, IRS,

EROS, FormaSAT, ALOS), то можно обес�

печить покрытие этими данными всей

территории лесного фонда с частотой

несколько раз в неделю.

Одно из приоритетных направле�

ний развития ИСДМ�Рослесхоз – уточ�

нение границ лесного фонда (квар�

тальной сети) на основе точных мате�

риалов лесоустройства.

Качественный скачок развития

ИСДМ�Рослесхоз возможен после ин�

теграции в ИСДМ�Рослесхоз подроб�

ной лесоустроительной информации,

что позволит прогнозировать ско�

рость распространения и возможный

ущерб от лесного пожара.

Следующий этап – возможность

выполнения расчетов предполагае�

мого ущерба, в том числе и с учетом

прогноза распространения несколь�

ких пожаров. Это позволит, в услови�

ях нехватки ресурсов, установить

приоритеты при разработке такти�

ческих планов тушения, т.е. выбрать

пожар, который необходимо тушить в

первую очередь или наоборот отка�

заться от его тушения из�за нецеле�

сообразности.

Сегодня в России существуют раз�

ные организации, которые работают в

сфере космического мониторинга и

готовы предоставить космические

данные о пожарах. Но коренным от�

личием ИСДМ�Рослесхоз является то,

что она не просто источник космичес�

ких данных, она – это ключевая осно�

ва существующей информационной

системы в области борьбы с лесными

пожарами в России, где продолжает

развиваться идеология Единого ин�

формационного поля для нужд всех

лесопожарных служб.

ИСДМ�Рослесхоз – сложный

инструмент, который наиболее эф�

фективен в комплексе с данными ави�

ационных и наземных наблюдений.

Применение этой системы не только

позволит оптимизировать затраты на

лесопожарные мероприятия, но и сох�

ранить лес – наше богатство.

Роман КОТЕЛЬНИКОВ,руководитель Центра

мониторинга пожарной опасности

ФГУ «Авиалесоохрана»,

Николай КОРШУНОВ, начальник летно�производственной

службы Красноярской авиабазы

«Авиалесоохрана»,

кандидат сельскохозяйственных наук

От редакции: В №1, 2008 «Авиапанорамы» была опубликована

статья «Авиалесоохране необходимы малая авиация, единство и межве�

домственный стандарт». В редакцию поступают вопросы читателей об

авторах иллюстрирующих ее фотографий. Их имена: Владимир КОРОТ�

КОВ, Владимир ВАРВАНЕЦ, Владимир ЗАБОЛОТСКИЙ, Сергей КУРОЧКА